一种铸造模具的制造方法及铸造模具与流程

1.本公开涉及模具制造领域，特别涉及一种铸造模具的制造方法及铸造模具。


背景技术：

2.铸造模型(也称为铸造模具)是铸造生产中造型、制芯不可缺少的工艺装备。它的质量优劣直接影响铸件的质量、生产效率和经济效益。对铸造企业来讲，优质的模型意味着高质量的铸件，也意味着低成本、高产值和高利润。
3.传统木质模型加工受限于模型的复杂程度，全手工制造，需要打磨腻子等操作，制造周期长且生产成本高，且木质模型的重量较重，容易受腐烂。因此，木质模型存在表面硬度低、易损坏、寿命短等缺点。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本公开实施例提出了一种铸造模具的制造方法及铸造模具，用以解决现有技术的如下问题：传统木质模型加工受限于模型的复杂程度，全手工制造，需要打磨腻子等操作，制造周期长且生产成本高，且木质模型的重量较重，容易受腐烂。
5.一方面，本公开实施例提出了一种铸造模具的制造方法，包括：设计毛坯模具的三维数据数据及壁厚，设计所述毛坯模具进行抽壳处理，设计所述毛坯模具内部采用预定点阵结构填充，以生成毛坯模具的打印模型，其中，所述毛坯模具的壁厚为第一厚度；通过3d打印机和所述打印模型打印所述毛坯模具，其中，所述毛坯模具的材料为预定高分子材料；将所述毛坯模具转移至五轴数控加工机床的加工平台，并对所述毛坯模具进行坐标校准和固定；通过所述五轴数控加工机床将所述毛坯模具的外侧按照第二厚度进行加工，以得到铸造模具，其中，所述第一厚度大于所述第二厚度。
6.在一些实施例中，还包括：通过所述3d打印机确定是否将所述毛坯模具进行拆分打印，并在确定进行拆分打印的情况下，拆分所述三维尺寸数据，以得到每一部分待打印的毛坯模具。
7.在一些实施例中，所述通过3d打印机和预设参数打印铸造模具的毛坯模具，包括：在确定进行拆分打印的情况下，按照多个待打印的部分毛坯模具的三维尺寸数据和其它预设参数分别打印每一部分毛坯模具；在所有的部分毛坯模具都完成打印的情况下，在各个所述部分毛坯模具的连接面上涂覆胶水进行拼接，以得到完整的毛坯模具。
8.在一些实施例中，所述第一厚度为不小于11mm。
9.在一些实施例中，所述第二厚度为不小于1mm。
10.在一些实施例中，所述预定点阵结构至少包括以下之一：菱形点阵结构，蜂窝状点阵结构。
11.在一些实施例中，所述预定点阵结构占填充空间的30％至50％。
12.在一些实施例中，所述预定高分子材料至少包括以下之一：聚丙交酯pla，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物abs，树脂复合材料，玻璃钢，聚酰胺pa，pa复合材料。
13.另一方面，本公开实施例提出了一种铸造模具，所述铸造模具采用本公开任意实施例提供的铸造模具的制造方法制造得到。
14.本公开实施例将现有需要人工制造木质模具的过程由3d打印机实现，3d打印机使用高分子材料进行打印，一旦输入了需要打印模具的打印模型，就可以进行打印，再将打印后的毛坯模具放置五轴数控加工机床进行加工，相对于现有人工制造木质模具的方式更加节省时间，具有更高的尺寸精度，重量相对于木质模型较轻，且不易腐烂，使用寿命更长。
附图说明
15.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本公开实施例提供的铸造模具的制造方法的流程图。
具体实施方式
17.为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
18.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
19.为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
20.本公开第一实施例提供了一种铸造模具的制造方法，该方法的流程如图1所示，包括步骤s101至s104：
21.s101，设计毛坯模具的三维模型数据及壁厚，设计毛坯模具进行抽壳处理，设计毛坯模具内部采用预定点阵结构填充，以生成毛坯模具的打印模型，其中，毛坯模具的壁厚为第一厚度。
22.具体实现时，毛坯模具内部的预定点阵结构可以起到对毛坯模具的支撑作用。上述预定点阵结构可以是菱形点阵结构、蜂窝状点阵结构等，预定点阵结构占填充空间的30％至50％。
23.上述第一厚度为通常为不小于11mm，该尺寸应相对于需要得到的成品铸造模具厚
约为10mm，这不小于1mm的厚度作为后期再加工的余量，第二厚度为不小于1mm。
24.s102，通过3d打印机和打印模型打印毛坯模具，其中，毛坯模具的材料为预定高分子材料。
25.s103，将毛坯模具转移至五轴数控加工机床的加工平台，并对毛坯模具进行坐标校准和固定。
26.该过程，可以是将3d打印机和五轴数控加工机床进行结合设置，以形成一个流水线，即从3d打印机加工好成品后，就直接通过机械臂或传送带等装备将毛坯模具转移到五轴数控加工机床。当转移到五轴数控加工机床之后，就可以对毛坯模具进行坐标校准及固定，以便于后续精确化的进行精加工。
27.s104，通过五轴数控加工机床将毛坯模具的外侧按照第二厚度进行加工，以得到铸造模具，其中，第一厚度大于第二厚度。
28.由于是3d打印的毛坯模具，为了增加模具的准确性和可适应范围，其整体上存在一定的额外增量厚度，因此，该过程中需要将毛坯模具进行一次再加工，以得到最后的成品，该过程就是将毛坯模具的外壁厚度进行减薄，以让整个毛坯模具符合铸造模具尺寸的精加工过程。
29.本公开实施例将现有需要人工制造木质模具的过程由3d打印机实现，3d打印机使用高分子材料进行打印，一旦输入了需要打印模具的打印模型，就可以进行打印，再将打印后的毛坯模具放置五轴数控加工机床进行加工，相对于现有人工制造木质模具的方式更加节省时间，具有更高的打印准确率，重量相对于木质模型较轻，且不易腐烂，使用年限更久。
30.实现过程中，还可以通过3d打印机确定是否将毛坯模具进行拆分打印，例如，当毛坯模具的尺寸超过了3d打印机能够打印的最大尺寸时，确定对毛坯模具进行拆分打印，可以通过3d打印机将其三维尺寸数据进行自动拆分，以得到每一部分待打印的毛坯模具。
31.如果进行了拆分打印，则按照多个待打印的部分毛坯模具的三维尺寸数据和其它预设参数分别打印每一部分毛坯模具，并在所有的部分毛坯模具都完成打印的情况下，在各个部分毛坯模具的连接面上涂覆胶水进行拼接，以得到完整的毛坯模具。
32.本公开实施例无论多大的铸造模具，都可以进行打印，具有较宽的铸造范围。
33.上述预定高分子材料可以是聚丙交酯(pla)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)、树脂复合材料、玻璃钢、聚酰胺pa及pa复合材料等。
34.具体实现时，以pla、abs或树脂复合材料、玻璃钢、聚酰胺pa及pa复合材料等为原料对模具进行3d打印制造，将高分子材料在高温(170℃至190℃)下熔融挤出，形成毛坯模具形状，如果模具尺寸较大，可进行分块设计打印，然后进行拼接；再将打印好的模具毛坯转移到五轴数控加工机床平台上，将底面进行校平，然后将毛坯的一边进行校直，最后确定基准坐标；最后使用五轴数控加工机床，将模具毛坯不小于1mm的余量进行去除，精加工到模具成品尺寸，即得到铸造模具。
35.本公开实施例的3d打印机打印得到的模具代替传统木质模具，通过对模具模型进行点阵化设计、优化3d打印参数，优选绿色无污染且性能良好的高分子材料，实现了3m及以下的全尺寸铸造模型一体打印，挖掘了3d打印模具代替木质模具的巨大潜力。通过不断验证发现，3d打印模具相比传统木质模具，精度更高，寿命是传统木质模具的数倍以上，用料重量仅为传统木质模具的1/3，制造速度快3倍至4倍，且模型质量不受温度影响。
36.本公开实施例还提供了一种铸造模具，该铸造模具采用上述实施例中提供的铸造模具的制造方法制造得到。当该铸造模具制造完成后，就可以将该铸造模具与沙土配合使用，在沙土中得到待铸造的器件形状(即铸造模具的形状)，进而浇铸器件。
37.此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本技术的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。
38.以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本公开的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
39.以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围之内。