[发明专利]型体造型方法

说明书

本发明属造型工艺，铸型等各种型体的成型方法。

公知的型体的造型方法可分三类：（1）先加工模具，再用模具将型料翻造成型体，如铸型等;（2）机械或手工切削、琢磨型料工序等成型。（3）将可塑性型料挤压、轧制成型。一般都需几道工序，耗用较多设备、材料、人工、时间等，较难造形状复杂的型体，较难提高自动化程度。

本发明目的在于用型体材料制成的型料微元体，布置成所需的型体，免去上述的各种加工工序。

本发明引用几何学近似原理：一个几何形体在不少场合可以用一个由大量的足够小的微元体组合成的极近似的形体近似代替，只要两者面积（或体积）差足够小。本发明应用于型体造型方法，微元体组合成一个所需型体。本方法由下列步骤组合而成。

本方法先将型体材料和填空材料分别压制成尺寸很小的型料微元体和填料微元体，其体积一般至少小于型体体积十分之一。一般的型体材料可以直接制成微元体。而如果是粉砂状材料（如型砂等）则需均匀地拌入少量的相应的粘结剂，压制成微元体。应视有利于压制、布置等操作过程，及型体表面质量要求选择微元体形状和尺寸。形状可选立方体、长方体、多面体、曲面体等形状简单的几何形体，尺寸常取0.05毫米以上。对于一个型体，一般都选择同样形状和尺寸的型料微元体和填料微元体来组合。

构成同一个型体用的大量微元体，各个微元体形状和尺寸可以不相同，因为往往数种不同形状和尺寸的微元体也能紧密地组合成一个所需型体。

其次，为使最终组合成型体时，微元体相互结实地粘结成牢固的型体，必须在布置前使型料微元体表面上沾附粘结剂。除非如粉砂状型料已拌入粘结剂，压制的微元体表面一般有足够粘结力;不然在微元体表面浸浴或喷涂很薄一层粘结剂。用作粘结剂的材料很多，只要有粘性、不与型料发生使型料微元体变形明显化学反应的皆可用。常用粘土、胶水、浆糊、树脂等。

其三，布置型料微元体和填料微元体。在一个用做型箱的箱内空间，将一个个型料微元体、一个个填料微元体分别有序地以各自的指定状态（方向等），布置在箱内各自的指定位置，直至使型料微元体一起布置，并填在型料微元体构成型体时，型箱内或型体内部形成的空腔内。一种型箱内微元体都是同样形状和尺寸的基本布置顺序为沿箱底边缘，先一个挨一个地布置成条，再紧邻着第二条，…，最终成一微薄面体，其上层层叠加，直至指定高度。

有的机构，为了更便于布置，可以用不同的形状和尺寸的同材料微元体去构成一个型体。这时，布置顺序就应相应编制，从而，使几种微元体互不干扰地紧密地布置在指定位置，构成一个型体。一般布置顺序由输入计算机的程序决定，该编制程序已考虑了各微元体形状和尺寸及所要布置的位置，确定正确的布置顺序。

本方法布置时，必须用填料微元体填充型料微元体在组合成型体时所留出的空腔的大部分空腔。因为，要使每个微元体能有支承物，必须叠压在下一层之上。然而，型体内空腔顶部区域的型料微元体，则只能叠在基本填满空腔的填料微元体之上。填料微元体基本填满型体内部和型箱内部的空腔。所选填料必须不与型料、粘结剂发生化学反应，最终能与型体基本分离。所布填料量应助所有微元体都能按要求布置就位。

其四，布置成型的型体，初成型时，因型料微元体相互之间留有布置时造成的很小间隙，这时型体还没粘结紧密。因而，每布置了若干层后，趁粘结剂未干透前，用一适当方法均匀地压紧实。最终得一致密、结实、坚固的型体。压实后，原来微元体之间的微间隙消失，而使型体总体形状和尺寸变动，一般仅有极小变动。压实方法可用其上非常均匀施加静压力或冲击压力的、施压面与型箱内外露层表面完全一致的压板（平面压板或曲面压板），或振动、或离心等机械方式施加压力的方法。主要是使所有型料微元体均匀压实，以免箱内微元体之间错位、塌落，以致损坏型体。压力一般可取在1.0×10⁴～1.0×10⁷N/M²。

最后，去除填料。填在型体外部的填料主要用敲击、振动、剥落、铲离等机械方式去除。填在型体内腔的填料，主要去除方法是：在型体中预设泄流孔道（或利用浇口），熔化、气化、溶解填料、与填料发生化学反应成气体或液体的物理或化学方法，从流道中排出填料，而不损坏型体。

本方法以上述步骤可制得所需的结实、牢固的型体。

综上所述，可归纳出本方法的最基本、最核心的特征是将型体材料和填空材料分别制成一个个很小的型料微元体和填料微元体，将二种微元体每个以各自的指定方向布置在某空间内各自的指定位置，使型料微元体组成所需的型体，填料微元体填补型体内外的空腔中。