[发明专利]一种3D打印成型大型复杂形状琉璃的方法

摘要

本发明提供了一种3D打印成型大型复杂形状琉璃的方法，该方法包括琉璃数据获取方法，成型工艺设计及数据处理，3D打印SLS蜡模，浇注系统消失模泡沫成型，工艺组树、灌浆、自然固化，焙烧脱模，琉璃配料和熔化，真空浇注、增压凝固，琉璃清理、酸洗、打磨、抛光全工艺步骤。本发明的3D打印方法为大型复杂琉璃的快速研制提供了可靠的技术方案，解决了琉璃研制过程中大型复杂形状琉璃数据获取和模样快速制作的难题，实现了琉璃快速浇铸工艺，3D打印蜡型和石膏型真空增压浇注系统的融合，大型复杂形状琉璃的快速生产等问题；将复杂形状琉璃生产周期从1‑12个月缩短为10‑15个工作日。

主权项

一种3D打印成型大型复杂形状琉璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)琉璃数据获取：通过正向设计或逆向工程设计获取琉璃三维数据；(2)成型工艺设计及数据处理：通过云数据处理、支撑、镂空、切片技术优化步骤(1)所得的琉璃三维数据，获得预设计的琉璃三维实体数据模型STL文件，在3D打印设备的工控机上对所述STL文件的三维实体数据模型进行切片分层处理，层厚为0.08‑0.2mm；(3)3D打印SLS蜡模：在工作台上用铺粉辊铺一层粒径为5‑20微米的工程塑料粉末，由激光器发出的激光束在3D立体打印机的控制下，根据步骤(2)所得的分层处理过的预设计琉璃三维实体数据模型一体打印成型，得到粗制的琉璃实体，再对粗制的琉璃实体进行浸蜡、打磨、抛光、烘干处理，得到所需琉璃SLS蜡模；(4)浇注系统消失模泡沫成型：在步骤(3)所得的琉璃SLS蜡模基础上，采用消失模铸造工艺得到浇注系统模壳模型；(5)工艺组树、灌浆、自然固化：将步骤(4)所得的浇注系统模壳模型进行浇注和补缩系统组合，得到完整、光滑的模壳模型，再将完整、光滑的模壳模型放置在圆形或方形的铁箱中，抽真空至真空度达到负压0.08‑0.1Mpa时灌入石膏浆体，灌浆完成后，将铁箱放置在20℃环境中干燥不低于12小时；(6)焙烧脱模：将步骤(5)所得的石膏浆体的模壳模型以每小时升温30‑40℃的速率加热升温至240‑260℃，在此温度上保温3‑5h，然后再以每小时升温50℃的速率加热升温至800‑900℃，在此温度上保温6‑10h，焙烧脱去EPS蜡模，得到石膏型铸型；(7)琉璃配料和熔化：按所需要求选择合成琉璃的各种原料，将选择好的琉璃原料置于底部设有出口的可加热容器中，加热升温至800‑850℃至熔化；(8)真空浇注、增压凝固：将步骤(6)所得的石膏铸型置于800‑900℃保温条件下进行抽真空，当真空度抽至0.34‑0.36Kpa时，向石膏铸型中缓慢浇注步骤(7)所得的熔化的琉璃液，浇注完成后对铸型进行增压处理使之凝固补缩，凝固补缩后在保温状态下继续保温30‑60min；然后再以每小时降温15‑20℃的速率降至室温，在室温环境中进行降压处理得到铸件；(9)琉璃清理、酸洗、打磨、抛光：对步骤(8)所得的铸件进行高压水力清洗，清洗完成后，再对铸件进行酸洗、打磨和抛光，得到所需琉璃。