[发明专利]一种复杂形状金属部件快速制造方法

权利要求书

1.一种复杂形状金属部件快速制造方法，其特征在于在铸型制备过程中注入金属液进行充型，其特征步骤如下：

步骤1：应用三维造型软件，绘制出金属部件产品的三维CAD模型，并基于金属部件模型绘制对应铸型的三维CAD模型，铸型的三维CAD模型由三部分组成：铸型空腔、铸型内壁及铸型填充区域，铸型空腔是在后续步骤中需要注入金属液并最终获得金属部件的区域，铸型内壁是在后续步骤中采用壳体切向增材制造方法制备，铸型填充区域是在后续步骤中通过快速填充方法制备；

步骤2：对铸型的三维CAD模型进行处理，获得铸型内壁的壳体切向增材制造的加工曲线，挤出口侧面与铸型内壁曲面相切，各层加工曲线所成形的轮廓面与铸型内壁曲面相一致，并获得铸型空腔各层的体积大小和位置、铸型填充区域各层区域的体积大小和位置信息；

步骤3：在工作台的工作平面下安装具有加热和冷却功能的温度调控装置，在制备铸型和金属液充型及凝固过程中，根据工艺的需要调节温度；

步骤4：根据铸型内壁的加工曲线信息，调节多轴成形装置各轴的运动，将壳体成形材料通过挤出口挤出并与前一层材料粘结，挤出口向前移动并持续挤出壳体成形材料，壳体成形材料成形后逐渐固化，使得壳体具有一定的强度，直至完成一层壳的成形；

步骤5：根据铸型填充区域各层需进行填充的体积大小，将相应体积的低导热率保温材料快速填充到该区域，喷射粘结剂进行粘结固化，形成保温效果良好的铸型；

步骤6：将温度调控装置进行加热升温，保障后续步骤金属液刚注入铸型空腔时温度不降至过低，避免产生冷隔、过冷、浇不足铸造缺陷；

步骤7：将金属液注入铸型空腔，根据铸型空腔对应各层区域的大小，调节金属液的注入位置和流量，随着铸型从下而上逐层制备，铸型空腔内的金属液随之上升；

步骤8：铸型内金属液充型到一定体积后，将温度调控装置进行冷却降温，使得铸型内金属液通过温度调控装置释放热量，实现金属液的降低温度和凝固冷却；

重复步骤4-8，直至完成整个铸型及铸件的制备；

步骤9：待铸型制备完成、金属液完全凝固和冷却后，对铸型进行打箱，将铸件清理干净，并进行修整后处理，得到目标金属部件。