[发明专利]一种3D打印覆膜砂快速微波固化设备及其固化方法

说明书

本发明公开了一种3D打印覆膜砂快速微波固化设备及其固化方法，属于覆膜砂3D打印技术领域。所述设备包括箱体、设置在所述箱体内部的加热仓；位于所述加热仓正多边形外接圆的圆心处、适于放置初坯的石英玻璃工装；均匀分布在所述加热仓侧面上、正对于石英玻璃工装，可分区、分位置调节的多个微波发生器。所述述方法包括：将初坯放入特制的微波固化石英玻璃工装中，用玻璃珠填充覆盖；据产品尺寸、结构设置固化参数，对初坯进行加热固化；本发明通过采用微波加热的方法，可使覆膜砂初坯烘烤时间大幅缩短，由10‑20小时缩短至5‑15分钟，保证砂型固化均匀，内外部强度一致，提高能源利用率，减少砂型制作的成本，缩短整个砂型制作周期。

技术领域

本发明属于覆膜砂3D打印技术领域，尤其是一种3D打印覆膜砂快速微波固化设备及其固化方法。

背景技术

3D打印覆膜砂分为两种，其一用红外光波长的二氧化碳激光器对覆膜砂进行逐层烧结叠加得到初坯，抗拉强度为0.25Mpa，初坯再经过固化得到适用于铸造的砂型，强度为3Mpa，其二通过喷射头对覆膜砂喷射粘结剂得到初坯，再经固化得到砂型。目前SLS覆膜砂行业中，初坯固化均采用电加热烘箱进行，使用设备功率达到29.1kw.h，固化加热时间10-20小时不等，只能对整个加热腔进行温度时间设置，无法对物料各个位置进行温度控制，易受温度不一致影响，导致固化后的砂型整体质量下降，造成砂型内外部强度不均匀、开裂、变形等共性问题，而且该方法能源利用率低造成能源浪费严重。

工业微波炉普遍功率较高，多为隧道式，直接对物料进行加热无需工装，且都是急速整腔加热，无法对覆膜砂初坯形成由中心向四周均匀加热的效应，易发生加热过程中塌裂问题，不适用于3D打印的覆膜砂初坯固化，从而带来砂型内外部强度不均匀、开裂、变形等共性问题。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种3D打印覆膜砂快速微波固化设备及其固化方法，以解决背景技术所涉及的问题。

本发明提供一种3D打印覆膜砂快速微波固化设备及其固化方法，包括：

箱体；

加热仓，设置在所述箱体内部，其纵截面为正多边形；

石英玻璃工装，位于所述加热仓正多边形外接圆的圆心处，适于放置3D打印覆膜的初坯；

微波发生器，共设置有多组，均匀分布在所述加热仓侧面上、正对于石英玻璃工装，可分区、分位置调节。

优选地或可选地，所述石英玻璃工装内用玻璃珠填充覆盖初坯。

优选地或可选地，所述微波固化设备还包括：设置在所述加热仓底部的电加热系统，和位于所述加热仓中心顶部的循环抽风机。

优选地或可选地，所述石英玻璃工装底部设置有旋转支架，适于控制初坯旋转。

本发明还提供一种3D打印覆膜砂快速微波固化设备的固化方法，所述方法包括：

选取近球形覆膜砂粉末作为打印材料，采用SLS快速成型设备将筛分后的覆膜砂烧结制作初坯；

将初坯放入特制的微波固化石英玻璃工装中，用玻璃珠填充覆盖；

据产品尺寸、结构设置固化参数；所述固化参数包括微波发生器开启顺序、数量、位置、时间，电加热温度、电加热时间；

待加热停止后，随炉冷却至温度40-50℃，关闭各电源。

优选地或可选地，所述方法还包括：

在微波达到预定温度后，停止微波加热，并使用电加热系统维持整个加热仓在该预定温度。

优选地或可选地，所述固化参数的计算方法包括：

基于初坯模型，获得微波固化覆膜砂的电磁场与热力场；