本發(fā)明屬于3d打印，涉及一種無機3d打印砂型及其制備工藝。

背景技術：

1、無機粘結(jié)劑砂型在鑄造行業(yè)得到越來越廣泛的應用，在3d打印及其應用領域做出重大貢獻。但是無機3d打印技術尚屬世界級的先進技術，除了在德國寶馬實現(xiàn)驗證，國內(nèi)甚至全亞洲范圍內(nèi)暫無該項生產(chǎn)技術，因此在生產(chǎn)驗證過程中存在諸多以下技術難點：

2、1、由于無機3d打印砂型剛打印完成后，不具備強度，導致砂箱在移動過程中可能存在變形問題。而砂型經(jīng)過微波熱風烘干硬化，隨著粘結(jié)劑中水分的揮發(fā)，粘結(jié)劑硬化過程中，產(chǎn)品會隨之收縮，影響砂型的最終尺寸。

3、2、無機粘結(jié)劑主要是以水玻璃為主，生產(chǎn)的砂型產(chǎn)品容易吸潮，放置環(huán)境和放置時間的不同會影響產(chǎn)品性能。

4、3、由于是通過逐層噴墨打印，輸入到3d打印設圖紙為stl格式，格式的參數(shù)設置，砂型在打印設備里的擺放位置，噴墨量的參數(shù)等因素也會對產(chǎn)品的性能造成影響。

5、4、3d打印砂型是自硬的方式，本發(fā)明提到的無機3d打印砂芯需要經(jīng)過微波熱風烘干才能實現(xiàn)硬化。硬化工藝對砂芯性能也造成影響。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是克服了現(xiàn)有技術存在的上述問題，提供了一種無機3d打印砂型及其制備工藝。

2、需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。

3、為解決上述技術問題，本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的：

4、一種無機3d打印砂型制備工藝，包括以下步驟：

5、步驟一、在打印平臺上鋪一層砂粉末，砂粉末為硅酸鹽固化劑和微調(diào)劑混合物；

6、步驟二、打印頭根據(jù)數(shù)模的三維數(shù)據(jù)選擇性的在砂粉末表面噴出粘結(jié)劑；

7、步驟三、打印平臺下降一個層厚，層厚為0.2-0.5mm；

8、步驟四、重復步驟一至步驟三的過程；

9、步驟五、成型箱從打印設備里移出后推入微波+熱風的爐膛內(nèi)，關閉爐膛門，按工藝時間固化；

10、步驟六、成型箱從微薄爐膛取出后，轉(zhuǎn)運到清砂工作臺，進行清砂處理，無機3d打印砂型打印完成。

11、進一步地，根據(jù)試塊和產(chǎn)品掃描結(jié)果，最終確定當試塊長度≥200mm的縮尺0.4％-0.6％，試塊長度≤200mm的縮尺0.2％-0.4％。

12、進一步地，打印設備參數(shù)的補償量，x軸和y軸方向按負公差補償，補償范圍-0.2～-0.1mm，z軸不需要補償。

13、進一步地，打印砂型轉(zhuǎn)換為stl格式時的弦高≤打印層的厚度。

14、進一步地，無機結(jié)劑的加入量：噴墨量按0.068-0.070，無機結(jié)劑的鋪層厚度0.26-0.30mm。

15、進一步地，微波烘干熱風溫度100-120℃。

16、進一步地，微波抽濕頻率20-30hz。

17、進一步地，微波頻率15-25hz，微波時間2500-3000秒。

18、進一步地，當放置的環(huán)境溫度20±5℃，環(huán)境濕度20±10％時，砂型放置時間≤3天。

19、一種無機3d打印砂型，采用如上所述的制備工藝制備。

20、與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明的有益效果是：

21、1、本發(fā)明制定了一種無機3d打印砂型及其制備工藝，與傳統(tǒng)的無機制芯工藝以及有機3d打印砂型的工藝流程不同，根據(jù)原材料的性能特點以及生產(chǎn)的砂型性能需求，重新制定的一套工藝流程步驟；

22、2、根據(jù)工藝步驟制備出的無機3d打印砂型，對比不同的工藝方案，調(diào)整砂型的性能，以滿足不同工況和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)需求；

23、3、由于無機3d打印砂型工藝特點，通過工藝驗證解決了砂型打印完成后熱變形，尺寸超差的問題；

24、4、解決砂型存放難，使用吸潮，砂型性能不穩(wěn)定等問題。

技術特征：

1.一種無機3d打印砂型制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種無機3d打印砂型制備工藝，其特征在于：

3.根據(jù)權利要求1所述的一種無機3d打印砂型制備工藝，其特征在于：

4.根據(jù)權利要求1所述的一種無機3d打印砂型制備工藝，其特征在于：

5.根據(jù)權利要求1所述的一種無機3d打印砂型制備工藝，其特征在于：

6.根據(jù)權利要求1所述的一種無機3d打印砂型制備工藝，其特征在于：

7.根據(jù)權利要求1所述的一種無機3d打印砂型制備工藝，其特征在于：

8.根據(jù)權利要求1所述的一種無機3d打印砂型制備工藝，其特征在于：

9.根據(jù)權利要求1所述的一種無機3d打印砂型制備工藝，其特征在于：

10.一種無機3d打印砂型，其特征在于：采用權利要求1至9任一所述的制備工藝制備。

技術總結(jié)
本發(fā)明涉及一種無機3D打印砂型及其制備工藝；制備工藝，包括以下步驟：步驟一、在打印平臺上鋪一層砂粉末，砂粉末是硅酸鹽固化劑和微調(diào)劑混合物；步驟二、打印頭根據(jù)數(shù)模的三維數(shù)據(jù)在砂粉末表面噴出粘結(jié)劑；步驟三、打印平臺下降一個層厚，層厚為0.2?0.5mm；步驟四、重復步驟一至步驟三過程；步驟五、成型箱從打印設備里移出后推入微波+熱風的爐膛內(nèi)，按工藝時間固化；步驟六、成型箱從微薄爐膛取出后，轉(zhuǎn)運到清砂工作臺，進行清砂處理，無機3D打印砂型打印完成；本發(fā)明調(diào)整砂型的性能，滿足不同工況和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)生產(chǎn)需求；解決砂型打印完成后熱變形，尺寸超差問題；解決砂型存放難，使用吸潮，砂型性能不穩(wěn)定問題。

技術研發(fā)人員：張宏奎,胡玲海,楊永泉,李鋒,崔偉,張玉林,劉昊
受保護的技術使用者：中國第一汽車股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9