[发明专利]基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法

权利要求书

1.一种基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法，其特征在于，包括步骤：

S1，根据待铸造的铸件，基于3D打印技术得到作为铸型的多层中空壳型结构(1)，所述多层中空壳型结构(1)包括多个嵌套的型壳(11)，位于最内部的型壳(11)形成型腔(12)，相邻两个型壳(11)之间形成中空层(13)，除位于最内部的型壳外的其它型壳(11)均设置有沿竖直方向均匀分布用于与中空层(13)连通的多个通孔(14)；

S2，将步骤S1中得到的多层中空壳型结构(1)支撑于无水干燥的箱体(2)中；

S3，将液态金属(3)浇注到型腔(12)中；

S4，浇注完成后，向箱体(2)中注入冷却水(4)，使冷却水(4)浸没多层中空壳型结构(1)的底部以使冷却水(4)经由通孔(14)进入所有中空层(13)且冷却水的液面(L1)以第一速度(V)自下而上移动，随着型腔(12)中的液态金属(3)自下而上逐渐凝固，控制第一速度(V)使冷却水的液面(L1)的高度始终低于液态金属的凝固界面(L2)，使液态金属的凝固界面(L2)沿竖直方向逐渐向上推进，直至整个铸件凝固完成。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法，其特征在于，步骤S1中的多层中空壳型结构(1)还包括支撑并固定多个型壳(11)的支撑结构。

3.根据权利要求1所述的基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法，其特征在于，各型壳(11)的厚度为2～30mm。

4.根据权利要求1所述的基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法，其特征在于，相邻两个型壳(11)之间的中空层(13)的间隙为0.5～10mm。

5.根据权利要求1所述的基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法，其特征在于，多个通孔(14)的分布范围为每平方米10～100个。

6.根据权利要求2所述的基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法，其特征在于，支撑结构为桁架。

7.根据权利要求1所述的基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法，其特征在于，3D打印技术为粘接剂喷射技术或激光烧结技术。

8.根据权利要求1所述的基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法，其特征在于，冷却水的液面(L1)的高度与液态金属的凝固界面(L2)的高度之间的高度差为10～40mm。

9.根据权利要求1所述的基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法，其特征在于，在步骤S2中，多层中空壳型结构(1)的外底部设置有支撑块(5)以支撑多层中空壳型结构(1)。