[发明专利]基于3D打印技术快速铸造大型精密铸件的铸造方法

说明书

本发明涉及金属成型铸造技术领域，尤其涉及采用3D打印成型技术与消失模铸造技术相结合的，使用特殊壳型涂料，能够铸造高质量，无增碳、气孔、夹渣、皱皮等缺陷的铸件，能满足高档、复杂结构、精密铸件要求的，绿色、环保、无污染的基于3D打印技术快速铸造大型精密铸件的铸造方法。包括3维建模和制作易熔模型、制作特殊壳型、壳型装箱、负压浇注等步骤。本发明具有加工工艺简便，无需开发模具，生产耗时短，调整修改方便，生产成本低廉，能够实时完成制模过程，能够满足个性化、定制化的需求，能够制得高品质产品，兼顾大件铸造和精细铸造，能满足高档、复杂结构、精密铸件要求的，绿色、环保、无污染的优点。

技术领域

本发明涉及金属成型铸造技术领域，尤其涉及采用3D打印成型技术与消失模铸造技术相结合的，使用特殊壳型涂料，能够铸造高质量，无增碳、气孔、夹渣、皱皮等缺陷的铸件，能满足高档、复杂结构、精密铸件要求的，绿色、环保、无污染的基于3D打印技术快速铸造大型精密铸件的铸造方法。

背景技术

现有的消失模铸造技术，通常是在泡沫塑料白模上涂覆1~2遍涂料形成1mm左右厚的涂层，然后干燥后涂层包覆白模一起埋(装)入专用砂箱中，填充干砂振实造型，在负压状态下，直接往白模上浇注金属液，白模被高温金属液迅速加热气化、燃烧、騰出型腔被金属液置换，金属液冷却成固态铸件。用到的泡沫塑料白模通常是在开模后，在模具中注入泡沫颗粒，发泡后压制、打磨制得，这种工艺适合大批量生产白模使用，由于其制作工艺复杂，且开发模具费用高，耗时长，调整修改困难，因此不适合做样件或其他个性化定制的铸件产品。针对此种需求，市场上出现了3D激光溶融金属粉做样件，这种加工方法的工艺复杂，生产成本高，不适合做较大铸件，对金属材质也有要求（如不锈钢材质就不适合加工）；另外，也可以通过3D打印技术直接打印砂模，即通过3D打印技术打印砂型砂芯，具体是一层砂一层粘结剂交替铺设打印，所采用的粘结剂通常为有机粘结剂，浇注时无法完全做无害分解，会导致空气污染，并且使用后的砂型砂芯无法做循环处理、使用，造成大量辅料的浪费，也会导致环境污染。

为此，需要一种能够满足样件或定制件铸件需要，要求能够满足不同铸件体积及不同金属材质要求的大型精密铸件的加工方法。

发明内容

本发明为解决现有的消失模铸造过程中所存在的白模生产加工工艺复杂，且开发模具费用高，耗时长，调整修改困难，因此不适合做样件或其他个性化定制的铸件产品，铸件内在质量存在缺陷，不易制得高品质产品，大件和精细铸造不能兼顾的问题，而提供易熔模生产加工工艺简便，无需开发模具，生产耗时短，调整修改方便，生产成本低廉，能够铸造高质量，无增碳、气孔、夹渣、皱皮等缺陷的铸件，能满足高档、复杂结构、精密、定制化铸件要求的，绿色、环保、无污染的基于3D打印技术快速铸造大型精密铸件的铸造方法。

本发明采用的技术方案是：

基于3D打印技术快速铸造大型精密铸件的铸造方法，包括如下步骤：

步骤1）3维建模和制作易熔模型：将所需铸造的铸件参数进行3维建模，将3维建模结果输入3D打印机或数控雕刻机床，通过3D打印机或数控雕刻机床做出与设计铸件实体一致的易熔模模型；

步骤2）制作特殊壳型：

在易熔模表面涂覆壳型涂料并干燥处理：壳型涂料包括面层涂料和背层涂料，首先涂覆面层涂料，面层涂料厚度为0.2~0.8mm，烘干温度为30~65℃、湿度为40~75%，烘干时间为2~3小时；在面层涂料干燥70~80%时，在面层涂料外侧涂覆背层涂料，背层涂料涂覆2~7遍，每遍涂覆厚度为0.8~2mm，使涂层总厚度为3~8mm，背层涂料烘干温度为60~75℃、湿度为40~60%，每涂覆一遍背层涂料均需要干燥一遍，每遍干燥时间为1~2小时；背层涂料干燥处理完成后，对壳型涂料进行整体烘干，将易熔模放置在高温高风速低湿度烘干室继续烘干4~8小时，控制烘干室内温度为65~75℃，风速为3~5m/s，湿度为30~50%；