[发明专利]基于SLA光固化技术的快速常温浇注装备及其方法

说明书

本发明提出一种基于SLA光固化技术的快速常温浇注装备及其方法，涉及模具制造技术领域。所述的浇注装备包括：SLA光固化成型模块、超声清洗模块、注射注造模块、高温油液冲融模块。依据零件模型设计包容注造型腔体；使用SLA光固化技术实现腔体的快速打印制造；使用针筒注射器浇注液体材料并静固；利用腔体材料与浇注材料的熔点差异，以高温油液冲洗实现脱模工艺。本发明简化了浇注模具的制造工艺，通过光固化技术快速制造注造模具，改变了环氧树脂等低温注造材料零件在小批量制造时存在的耗时长、成本高的问题，对实现薄壁、大深径比零件的快速浇注成型有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种基于SLA光固化技术的快速常温浇注装备及其方法，涉及模具制造技术领域。

背景技术

在现代制造业的产品构件成型加工中，浇注模具制造方式被广泛采用。其中，常温浇注模具是通过特定形状复制成型塑料类制品的一种工艺，是加工塑料类制品的高效方式。

SLA光固化技术是用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面，层层叠加构成一个三维实体。该技术具有成熟度高，加工速度快，产品生产周期短的特点。

然而，传统浇注模具需要依据零件外形通过数控铣削、车削、电火花加工等方式制造出包容模具体后，才能进行零件的浇注，存在加工成本高，周期长的问题。因而，传统浇铸模具工艺很少应用于零件的小批量、快速制造加工。

目前，SLA光固化技术主要仍基于光敏树脂材料经405nm紫外线照射后固化成型的原理，其零件强度几乎完全受限于树脂材料本身。现有的光敏树脂材料还不能很好地满足机械零件的强度、刚度、耐磨性和耐热性等要求，因而SLA光固化技术的主要应用方向还在零件结构的验证、非结构功能零件的加工等方面。

因此，结合传统常温浇铸模具工艺和SLA光固化成型技术，设计一种新的装备和方法，融合光固化技术生产周期短的优势与传统模具工艺机械性能优异的优势，具有显著必要性。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷和改进需求，提供了基于SLA光固化技术的快速常温浇注装备及方法，旨在简化注造模具的制造工艺，通过光固化技术快速制造注造模具，改变环氧树脂等低温注造材料零件小批量制造耗时长、成本高的问题，实现薄壁、大深径比零件的快速注造成型。

一种基于SLA光固化技术的快速常温浇注装备，其特征在于：该装备由SLA光固化成型模块、超声清洗模块、注射铸造模块、高温油液冲融模块组成；上述SLA光固化成型模块包含SLA光固化打印机和多种树脂材料；超声清洗模块包括超声清洗仪、紫外线后固化灯和气吹枪；注射铸造模块分为浇注凝固液体材料（如：环氧树脂AB胶）和针筒注射器；高温油液冲融模块由低粘度油液、加热器和电动冲洗枪组成。

使用所述的基于SLA光固化技术的快速常温浇注装备进行加工的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在计算机上建立零件的三维模型，依据需要注造成型的零件三维模型设计包容铸造型腔体，在型腔体顶部设计数个用于注射的锥形孔；对型腔体模型进行格式转换、切片处理，生成可光固化打印的加工数据；（2）依据浇注液体材料，选择熔点低于浇注材料20℃以上的光敏树脂材料倒入SLA光固化机器的液槽中，导入加工数据打印出型腔体；（3）将成型的树脂型腔体放入超声清洗仪中，使用浓度30%的酒精进行超声清洗、除气，完全去除型腔体内、外部多余未固化树脂后，使用紫外光灯对清洗好的型腔体进行后固化，加强其强度，使用气枪对型腔体进行干燥；（4）调配用于浇注的液体材料，通过针筒注射器分次由下向上通过型腔体注射孔进行注射；（5）使用超声清洗仪对浇注后的型腔体进行超声振动除气后，放置使材料凝固；（6）依据选用的光敏树脂特性，加热油液使其温度高于树脂溶点10℃以上，将凝固后的型腔体固定，使用油液对其进行冲洗，树脂材料逐渐溶解，零件显现；（7）最后，清洗成型零件上残余油液。

本发明的优点在于：