[发明专利]基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法有效
| 申请号： | 201810414883.9 | 申请日： | 2018-05-03 |
| 公开（公告）号： | CN108746564B | 公开（公告）日： | 2019-07-12 |
| 发明（设计）人： | 康进武;易吉豪 | 申请（专利权）人： | 清华大学 |
| 主分类号： | B22D27/04 | 分类号： | B22D27/04;B22C9/04;B33Y10/00 |
| 代理公司： | 北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙) 11387 | 代理人： | 张向琨 |
| 地址： | 10008*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明提供了基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法，作为铸型的多层中空壳型结构因冷却能力优良而适合用于通过定向凝固铸造铸件，但其结构复杂难以通过常规方法制造，基于3D打印技术打印能制造出结构精准的多层中空壳型结构。在铸造铸件时，将液态金属浇注到多层中空壳型结构的型腔中后，多层中空壳型结构的底部浸入冷却水中冷却，形成定向凝固，随着冷却水的液面的上升，中空层将自下而上被冷却水逐步填充，使液态金属的凝固界面的高度在高于冷却水的液面的高度的情况下沿竖直方向逐渐向上推进，实现铸件各处相同的保温条件以及稳定的定向凝固，从而减少杂晶、雀斑等缺陷的产生，达到优化铸件质量及其性能，提高铸件合格率的目的。 | ||
| 搜索关键词： | 中空壳 多层 定向凝固 冷却水 打印 铸造铸件 铸件 液态金属浇注 铸件合格率 保温条件 冷却能力 液态金属 浸入 中空层 雀斑 竖直 下沿 铸型 填充 制造 冷却 凝固 优化 | ||
【主权项】：
1.一种基于3D打印多层中空壳型实现定向凝固的方法，其特征在于，包括步骤：S1，根据待铸造的铸件，基于3D打印技术得到作为铸型的多层中空壳型结构(1)，所述多层中空壳型结构(1)包括多个嵌套的型壳(11)，位于最内部的型壳(11)形成型腔(12)，相邻两个型壳(11)之间形成中空层(13)，除位于最内部的型壳外的其它型壳(11)均设置有沿竖直方向均匀分布用于与中空层(13)连通的多个通孔(14)；S2，将步骤S1中得到的多层中空壳型结构(1)支撑于无水干燥的箱体(2)中；S3，将液态金属(3)浇注到型腔(12)中；S4，浇注完成后，向箱体(2)中注入冷却水(4)，使冷却水(4)浸没多层中空壳型结构(1)的底部以使冷却水(4)经由通孔(14)进入所有中空层(13)且冷却水的液面(L1)以第一速度(V)自下而上移动，随着型腔(12)中的液态金属(3)自下而上逐渐凝固，控制第一速度(V)使冷却水的液面(L1)的高度始终低于液态金属的凝固界面(L2)，使液态金属的凝固界面(L2)沿竖直方向逐渐向上推进，直至整个铸件凝固完成。
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