[发明专利]一种基于3D打印的整体式液压多路阀砂芯铸造工艺

说明书

本发明公开了一种基于3D打印的整体式液压多路阀砂芯铸造工艺，在三维软件中创建待3D打印的整体式液压多路阀砂芯模型，然后对砂芯结构部位进行分析，确定其中的薄弱砂芯；针对薄弱砂芯，根据薄弱砂芯长度与直径的比值L/D，在砂芯模型中设计相应孔径和长度的孔道，并根据不同孔径、长度的孔道制定相应的加强芯骨；根据砂芯模型3D打印砂芯，并将加强芯骨置到对应的砂芯孔道内，待砂芯硬化或固化过程中芯骨与砂芯紧密结合，使得整体式液压多路阀砂芯的强度得到整体提高。主要适用于包括覆膜砂粘结剂喷射工艺和选区激光烧结成型工艺等砂芯3D打印工艺。

技术领域

本发明属于3D打印设备技术领域，具体涉及一种基于3D打印的整体式液压多路阀砂芯铸造工艺。

背景技术

目前，整体式液压多路阀砂芯制造工艺主要有传统射砂工艺和砂芯3D打印工艺，其中，传统射砂工艺需开设模具，因此，整体式液压多路阀制造周期长，成本高；而对于以短周期低成本著称的砂芯3D打印工艺：选区激光烧结成型工艺和粘结剂喷射成型工艺，两者均是基于铺粉方式成型，打印粉层的松装特性造成打印砂芯的致密性和强度均低于现有射砂工艺。

现阶段，3D打印砂芯仅能满足发动机缸体缸盖、液力变矩器壳体、片式阀等简单零件的砂芯铸造，而对于具有复杂内油道的整体式液压多路阀，3D打印的整体式液压多路阀砂芯存在大量悬臂砂芯和细长砂芯，此类砂芯在受到铁液长时间烘烤、包裹以及铁液浮力和自身热应力作用下极易发生变形甚至开裂，最终导致铸造失败。

现有技术的缺点如下：

1、采用传统开模方式进行整体式多路阀砂芯铸造，需要考虑起模斜度问题并加工金属模具，此过程大大增加了新产品研发周期和成本；同时多路阀内部流道大多较为复杂，常需要对内流道砂芯进行拆分设计，这导致后续砂芯组装工序多，配合精度低，最终影响铸件质量。

2、采用现有方法设计的3D打印砂芯，特别是砂芯，由于3D打印用覆膜砂粉末的松装密度低于砂粒本体密度，3D打印砂芯致密性和强度均低于传统射砂工艺；同时，基于3D打印工艺设计的砂芯为一体化整体砂芯，砂芯各部分截面尺寸的不一致必然导致各部分的强度不均匀，其中细长砂芯、悬臂砂芯均为薄弱处，而现有工艺并未对其进行加强处理，因此，3D打印砂芯中薄弱部位常常无法承受铁液的长时间烘烤、铁液浮力以及自身热应力的作用，导致铸造过程中出现砂芯弯曲甚至断裂，最终铸造失败。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于3D打印的整体式液压多路阀砂芯铸造工艺。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于3D打印的整体式液压多路阀砂芯铸造工艺，包括：

在三维软件中创建待3D打印的整体式液压多路阀砂芯模型，然后对砂芯结构部位进行分析，确定其中的薄弱砂芯；

针对薄弱砂芯，根据薄弱砂芯长度与直径的比值L/D，在砂芯模型中设计相应孔径和长度的孔道，并根据不同孔径、长度的孔道制定相应的加强芯骨；

根据砂芯模型3D打印砂芯，并将加强芯骨置到对应的砂芯孔道内，待砂芯硬化或固化过程中芯骨与砂芯紧密结合，使得整体式液压多路阀砂芯的强度得到整体提高。

在一些实施例中，在三维软件中创建待3D打印的整体式液压多路阀砂芯模型，然后对砂芯结构部位进行分析，确定其中的薄弱砂芯；所述薄弱砂芯包括：主阀孔砂芯、细长孔砂芯和悬臂孔砂芯。

在一些实施例中，所述的基于3D打印的整体式液压多路阀砂芯铸造工艺，还包括：对砂芯模型中的薄弱砂芯截面直径D和长度L进行测量，并计算长度与直径的比值L/D。

在一些实施例中，根据薄弱砂芯长度与直径的比值L/D，在砂芯模型中设计相应孔径和长度的孔道，包括：