[发明专利]一种3D打印汽车发动机壳体的铸造方法

说明书

本发明公开了一种3D打印汽车发动机壳体的铸造方法，包括以下步骤：（1）设计汽车发动机壳体和浇铸系统、确定浇铸工艺；（2）根据浇铸系统和浇铸工艺设计打印砂型，模流分析，进行3D打印铸型；（3）对砂型表面涂刷涂料并进行烘干；（4）将砂型表面修磨平整后按照设计的砂型进行合型，合型后采用低压铸造机进行浇铸；（5）待铸件完全冷却后开箱，对铸件进行打磨、抛丸，超声波探伤，得外观光洁的汽车发动机壳体。

技术领域

本发明涉及铸造工艺技术领域，尤其涉及一种3D打印汽车发动机壳体的铸造方法。

背景技术

汽车发动机壳体具有精密型、轻型化的特征，多呈现结构复杂、壁厚不均、结构镂空等特点,产生内部缺陷风险较大,侧面孔较多且密集,布置冷铁和排气的位置度难度大,影响因素较多，且相互影响，整体设计复杂程度高，传统的铸造工艺无法完成铸造。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了种3D打印汽车发动机壳体的铸造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种3D打印汽车发动机壳体的铸造方法，包括以下步骤：

（1）设计汽车发动机壳体和浇铸系统、确定浇铸工艺；

（2）根据浇铸系统和浇铸工艺设计打印砂型，模流分析，进行3D打印铸型；

（3）对砂型表面涂刷涂料并进行烘干；

（4）将砂型表面修磨平整后按照设计的砂型进行合型，合型后采用低压铸造机进行浇铸；

（5）待铸件完全冷却后开箱，对铸件进行打磨、抛丸，超声波探伤，得外观光洁的汽车发动机壳体。

进一步地，所述步骤（1）包括在三维软件中建模汽车发动机壳体的砂坯体，并预留吃砂量和吊装结构的砂层厚度；并设计相应的浇注系统和冒口系统，再以铸件、浇注系统和冒口系统为刀具，与砂坏体求差。

进一步地，所述步骤（2）的根据汽车发动机壳体的材质，确定3D打印的材料及打印工艺。

进一步地，所述步骤（2）的3D打印铸型通过模流分析软件进行模流分析，优化混合铸型。

进一步地，所述3D打印的材料为100-150目的宝珠砂，所述3D打印的每层打印厚度为0.1-0.3mm、打印速度为2-4m/s。

进一步地，所述步骤（3）的打印砂型包括上砂型、中砂型和下砂型，所述砂型的吃砂量预留40-50mm，涂料层预设0.1-0.3mm，所述上砂型、所述中砂型以及所述下砂型之间均设有多个定位砂锥，所述中砂型的侧面设置合型扣手，所述砂型内腔开设有分隔的排气孔。

进一步地，所述步骤（3）的涂料为水基铸造涂料，涂覆工艺为浸涂工艺。

进一步地，所述步骤（4）的浇铸工艺为温度680-720℃、压力0.5-1.0MPa、保压时间20-40min。

进一步地，所述水基铸造涂料的制备方法包括耐火材料、膨润土、无水碳酸钠、中性水玻璃和水。

本发明的有益效果是：

本发明通过通过3D打印实现无模铸造和柔性生产，降低制造成本，缩短制作周期，通过水基涂料提高砂型强度，将3D打印技术与低压浇铸相结合对新产品的开发试制，成本和周期都得到了很好的控制，并且产品的质量得到了很好的保证。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明3D打印汽车发动机壳体等轴侧示意图。

图2为本发明3D打印汽车发动机壳体实施例1制备出的壳体静应力分析示意图。

图3为本发明3D打印汽车发动机壳体实施例2制备出的壳体静应力分析示意图。