本發(fā)明應(yīng)用于3D打印砂芯鑄造生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種3D打印砂芯的清砂結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著3D打印技術(shù)的推廣與應(yīng)用，目前使用3D打印砂芯進(jìn)行鑄造生產(chǎn)的方法已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)逐漸流行。

由于3D技術(shù)可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)砂芯的高精度打印，無(wú)需考慮傳統(tǒng)工藝的起模和撤料問(wèn)題，故該工藝方法適合于各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件的生產(chǎn)。在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，為提高生產(chǎn)效率與鑄件尺寸精度，需要在滿足自身強(qiáng)度前提下盡量減少工藝分芯數(shù)量。砂芯在打印完成后，使用壓縮空氣將內(nèi)部未經(jīng)打印硬化的多余干砂全部吹出，保證砂芯所有結(jié)構(gòu)尺寸輪廓清晰，然后對(duì)砂芯進(jìn)行流涂烘干、組裝和澆注，最終得到所需鑄件。

在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，3D打印砂芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般較為復(fù)雜，砂芯內(nèi)部總有一些無(wú)法觸及和觀測(cè)區(qū)域，同時(shí)由于干砂具有一定的附著力，導(dǎo)致這些區(qū)域的清砂過(guò)程十分困難。這些清砂死角的干砂如若殘留，會(huì)導(dǎo)致鑄件相應(yīng)部位出現(xiàn)夾砂、缺肉等缺陷。前期使用內(nèi)窺鏡配合檢查是否存在清砂遺漏，大大嚴(yán)重降低了生產(chǎn)效率。

鑒于以上問(wèn)題，我們希望找到一種能快速將3D打印砂芯所有部位清砂到位的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種3D打印砂芯的清砂結(jié)構(gòu)，在不影響砂芯結(jié)構(gòu)強(qiáng)度前提下提高3D打印砂芯的清砂效率。

本發(fā)明提供一種3D打印砂芯的清砂結(jié)構(gòu)，包括：設(shè)置在3D打印砂芯的清砂死角位置的清砂孔；可選擇地容納在清砂孔以封堵清砂孔的粘芯；以及由清砂孔的一部分和粘芯的一部分共同形成的朝向3D打印砂芯的外部開口的填砂槽。

根據(jù)本發(fā)明，粘芯包括定位臺(tái)，以及設(shè)置在定位臺(tái)的兩端的前端堵頭和下芯把手，前端堵頭的橫截面尺寸和下芯把手的橫截面尺寸均小于定位臺(tái)的橫截面尺寸。

根據(jù)本發(fā)明，定位臺(tái)具有朝向3D打印砂芯的外部?jī)A斜的第一側(cè)面，第一側(cè)面與水平面的夾角為5°-10°。

根據(jù)本發(fā)明，定位臺(tái)具有20mm-50mm的厚度，并且定位臺(tái)與清砂孔的配合間隙為0.5mm。

根據(jù)本發(fā)明，填砂槽的底面包括定位臺(tái)的頂面和下芯把手的整個(gè)表面。

根據(jù)本發(fā)明，清砂孔上用于形成填砂槽的部分具有朝向3D打印砂芯的內(nèi)部?jī)A斜的第二側(cè)面。

根據(jù)本發(fā)明，清砂孔具有與前端堵頭和定位臺(tái)配合的第三側(cè)面，第三側(cè)面相對(duì)于第二側(cè)面更靠近3D打印砂芯的內(nèi)部。

根據(jù)本發(fā)明，前端堵頭與清砂孔的配合間隙為1mm。

根據(jù)本發(fā)明，填砂槽中具有L形的鋼筋插槽，鋼筋插槽中容納有鋼筋。

根據(jù)本發(fā)明，填砂槽中填充有樹脂砂。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：

本發(fā)明的3D打印砂芯的清砂結(jié)構(gòu)通過(guò)在設(shè)置在3D打印砂芯的清砂死角位置的清砂孔，徹底清砂后用粘芯封堵清砂孔，再在由清砂孔的一部分和粘芯的一部分共同形成的朝向3D打印砂芯的外部開口的填砂槽中填充樹脂砂，從而在保證砂芯結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，為吹砂提供排砂、吹氣通道，同時(shí)保證砂芯各個(gè)部位能被檢查觀測(cè)，提高了3D打印砂芯的清砂效率，提高了清砂可操作性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的3D打印砂芯的清砂結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2是沿圖1中線A-A截取的截面圖。

具體實(shí)施方式

參考附圖公開示出的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所公開的實(shí)施例僅為可以以各種和替代形式顯示的實(shí)施例。附圖未必按比例繪制，并且可能放大或縮小一些特征來(lái)顯示特定部件的細(xì)節(jié)。所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能性細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限制，而是作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)踐本公開的代表性基礎(chǔ)。

參考圖1和圖2，本發(fā)明提供一種3D打印砂芯的清砂結(jié)構(gòu)，包括：設(shè)置在3D打印砂芯的清砂死角位置2的清砂孔9；可選擇地容納在清砂孔9以封堵清砂孔9的粘芯10；以及由清砂孔9的一部分和粘芯10的一部分共同形成的朝向3D打印砂芯的外部開口的填砂槽5。本發(fā)明的3D打印砂芯的清砂結(jié)構(gòu)通過(guò)在設(shè)置在3D打印砂芯的清砂死角位置2的清砂孔9，徹底清砂后用粘芯10封堵清砂孔9，再在由清砂孔的一部分和粘芯的一部分共同形成的朝向3D打印砂芯的外部開口的填砂槽5中填充樹脂砂，從而在保證砂芯結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，為吹砂提供排砂、吹氣通道，同時(shí)保證砂芯各個(gè)部位能被檢查觀測(cè)，提高了3D打印砂芯的清砂效率，提高了清砂可操作性。同時(shí)保證了砂芯所有結(jié)構(gòu)尺寸輪廓清晰完整，防止鑄件相應(yīng)部位因清砂遺漏產(chǎn)生夾砂、缺肉等缺陷。

3D打印砂芯包括型腔1，現(xiàn)定義型腔1所在的位置為3D打印砂芯的內(nèi)部，相對(duì)地，3D打印砂芯的外面定義為3D打印砂芯的外部。鑒于3D打印砂芯的清砂死角位置2為砂芯無(wú)法觸及和觀測(cè)的部位，所以本發(fā)明在相應(yīng)部位設(shè)計(jì)了能使該處與外部打通的清砂孔9，為清砂提供了觀測(cè)與操作的通道，同時(shí)設(shè)計(jì)了粘芯10、和外圍填砂槽5及鋼筋插槽6，對(duì)清砂孔部位砂芯進(jìn)行封堵和強(qiáng)化。

優(yōu)選地，清砂孔9可以理解為在砂芯清砂死角位置2開出的與外界連通的通道。清砂孔9的大小決定與清砂死角包含的砂芯結(jié)構(gòu)面積，其設(shè)計(jì)原則要滿足所有砂芯清砂部位結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)可觀測(cè)，以滿足后序的檢查要求。

參照?qǐng)D2，粘芯10即為封堵清砂孔的配合粘芯。粘芯10設(shè)計(jì)重量需小于5Kg(根據(jù)需要可設(shè)計(jì)多個(gè)清砂孔及粘芯)。粘芯10包括定位臺(tái)3，以及設(shè)置在定位臺(tái)3的兩端的前端堵頭7和下芯把手4，前端堵頭7的橫截面尺寸和下芯把手4的橫截面尺寸均小于定位臺(tái)3的橫截面尺寸。此處的橫截面是指豎直垂直于圖2的紙面截取的截面。其中，前端堵頭7、下芯把手4和定位臺(tái)3可以為方形、圓形、多邊形和不規(guī)則形狀中的一種或多種。前端堵頭7用于形成鑄件結(jié)構(gòu)，其厚度需滿足自身強(qiáng)度需要。

繼續(xù)參照?qǐng)D2，定位臺(tái)3具有朝向3D打印砂芯的外部?jī)A斜的第一側(cè)面31，第一側(cè)面31與水平面的夾角為5°-10°。也就是說(shuō)，對(duì)定位臺(tái)的沿周面添加5-10°的稍度，優(yōu)選為10°，方便下芯導(dǎo)向。定位臺(tái)30具有20mm-50mm的厚度，優(yōu)選為50mm，并且定位臺(tái)3與清砂孔9的配合間隙為0.5mm。定位臺(tái)3用于定位粘芯10，而下芯把手4用于下芯過(guò)程把持粘芯10。

繼續(xù)參照?qǐng)D2，填砂槽5的底面包括定位臺(tái)3的頂面和下芯把手4的整個(gè)表面。清砂孔9上用于形成填砂槽5的部分具有朝向3D打印砂芯的內(nèi)部?jī)A斜的第二側(cè)面91。具體而言，填砂槽5為在粘芯10外側(cè)設(shè)計(jì)的與定位臺(tái)3稍度相反的凹槽，填砂槽5的深度優(yōu)選≥80mm，在完成粘芯10封堵清砂孔9后，在填砂槽5中填充樹脂砂，并通過(guò)倒稍固定，以提高砂芯的清砂孔部位的砂芯強(qiáng)度，防止在澆注過(guò)程中清砂孔9跑火。

繼續(xù)參照?qǐng)D2，清砂孔9具有與前端堵頭7和定位臺(tái)3配合的第三側(cè)面，第三側(cè)面92相對(duì)于第二側(cè)面91更靠近3D打印砂芯的內(nèi)部。前端堵頭與清砂孔的配合間隙為1mm。具體而言，清砂孔9的第二側(cè)面91和第三側(cè)面92相互銜接，共同形成清砂孔9的側(cè)壁。

繼續(xù)參照?qǐng)D2，填砂槽5中具有L形的鋼筋插槽6，鋼筋插槽6中容納有鋼筋8。具體而言，鋼筋插槽6為填砂槽5中的L形凹槽，適合于鋼筋8插入和固定，用于強(qiáng)化填砂槽5中填埋砂的整體強(qiáng)度。鋼筋8優(yōu)選為直段鋼筋，容納在L形鋼筋插槽6的短段部位。

本發(fā)明的清砂結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例性具體操作過(guò)程如下：

砂芯在完成主體部位清砂后，使用壓縮空氣管道口對(duì)準(zhǔn)清砂孔9，將砂芯清砂死角位置2處干砂全部吹出，使用手電檢查清砂是否到位，待砂芯所有清砂孔檢查清砂到位后，對(duì)砂芯進(jìn)行流涂、烘干；

將粘芯10的前端堵頭7形成鑄件部分涂刷涂料并烘干，在定位臺(tái)3配合面上均勻涂抹砂型膠，手持下芯把手4將封孔粘芯緩慢下入清砂孔9中，保證定位臺(tái)3頂面與填砂槽5下平面平齊；

待粘芯粘牢后，將Φ10mm直徑的鋼筋8插入鋼筋插6槽L形短段中，進(jìn)行樹脂砂填埋、緊實(shí)并刮平，待樹脂砂硬化后，可進(jìn)行澆注作業(yè)。

本發(fā)明的多項(xiàng)有益效果可列如下：

發(fā)明可徹底解決前期砂芯清砂死角的清砂困難問(wèn)題，從而解決了因清砂殘留導(dǎo)致的鑄件夾砂、缺肉等缺陷，同時(shí)使清砂效率大幅度提升；

由于解決了砂芯結(jié)構(gòu)的清砂制約，使分芯數(shù)量進(jìn)一步較少，因而減少了鑄件披縫，節(jié)約了清理時(shí)間，提高了鑄件尺寸精度；

砂芯清砂系統(tǒng)的設(shè)計(jì)同樣方便了流涂過(guò)程，可使涂料快速留出，防止發(fā)生涂料堆積，同時(shí)在烘干過(guò)程中提供了空氣對(duì)流通道，減少了砂芯烘干時(shí)間；

通過(guò)對(duì)填砂槽的樹脂砂填充，可使清砂孔部位砂芯得到強(qiáng)化，以抵御澆注過(guò)程中的鐵水充型壓力，可防止清砂孔在澆注過(guò)程中發(fā)生跑火。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。