3D打印砂型冷铁装置及制备方法
本发明公开了一种3D打印砂型冷铁装置及制备方法，包括冷铁本体和预埋件，冷铁本体包括粘结剂和颗粒材料，颗粒材料可导热，粘结剂具有液体形态和固化形态，在液体形态，粘结剂用于与颗粒材料搅拌混合，在固化形态，粘结剂将颗粒材料固化成型；预埋件设于冷铁本体内，预埋件内设有用于供气体介质通入的通道，气体介质用于与粘结剂反应以实现粘结剂的固化，通道具有至少两个进口和多个出口，且在粘结剂固化后，通道内填充有填充材料；预埋件和颗粒材料均可导磁，且预埋件和至少部分颗粒材料的至少一者具有磁性以使颗粒材料的颗粒物之间和/或颗粒材料和预埋件之间具有磁吸作用。本发明实施例的冷铁装置与收容腔的适配性好，改善了容易掉落的情况。
发明专利
CN202311301716.0
2023-10-10
CN117020121A
2023-11-10
B22C9/02(2006.01)
陇东学院%洛阳易普特智能科技有限公司
赵禔;张帅强;杨永辉;张严博;刘艳峰;陈保锋;张焕祥;叶书亮;宁鑫鑫;苗嘉华;王志博;边建潇;郭晋昌
745000 甘肃省庆阳市西峰区兰州路45号;
河南大象律师事务所
王俊秀
1.一种3D打印砂型冷铁装置，其特征在于，包括： 冷铁本体，所述冷铁本体包括粘结剂和颗粒材料，所述颗粒材料可导热并用于实现激冷，所述粘结剂具有液体形态和固化形态，在所述液体形态，所述粘结剂用于与所述颗粒材料搅拌混合，在所述固化形态，所述粘结剂将所述颗粒材料固化成型； 预埋件，所述预埋件设于所述冷铁本体内，所述预埋件内设有用于供气体介质通入的通道，所述气体介质用于与所述粘结剂反应以实现所述粘结剂的固化，所述通道具有至少两个进口和多个出口，且在所述粘结剂固化后，所述通道内填充有填充材料； 所述预埋件和所述颗粒材料均可导磁，且所述预埋件和至少部分所述颗粒材料的至少一者具有磁性以使所述颗粒材料的颗粒物之间和/或所述颗粒材料和所述预埋件之间具有磁吸作用； 所述预埋件包括内置管和至少两个导管，所述内置管埋设于所述冷铁本体内，所述内置管上设有多个所述出口，所述出口用于供所述气体介质流出所述内置管； 所述导管的一端与所述内置管的连通，所述导管的另一端延伸至所述冷铁本体的表面并设有所述进口，所述进口用于与外部设备相连以使所述外部设备供应的所述气体介质可经由所述进口流入所述预埋件内。 2.根据权利要求1所述的3D打印砂型冷铁装置，其特征在于，至少两个所述导管并行间隔布置，且至少两个所述导管设有所述进口的端部平齐。 3.根据权利要求2所述的3D打印砂型冷铁装置，其特征在于，所述导管与所述内置管相连的位置形成连接处，在沿着从所述连接处至邻近所述连接处的所述内置管的端部的方向上，至少部分所述出口沿着所述内置管的延伸方向间隔布置，且多个所述出口的分布密度先增加后减小。 4.根据权利要求3所述的3D打印砂型冷铁装置，其特征在于，所述内置管螺旋延伸，所述内置管的螺旋分布密度在从所述内置管的一端至所述内置管的另一端的方向上先增加后减小。 5.根据权利要求2所述的3D打印砂型冷铁装置，其特征在于，所述出口的通流截面与所述内置管的通流截面的比值为五分之一至三分之一； 和/或，所述导管沿着上下方向延伸并从所述冷铁本体的上表面伸出，所述内置管连接于所述导管的底端，且所述内置管与所述冷铁本体的上表面的间距的上限值与所述冷铁本体的高度尺寸的比值不小于二分之一。 6.根据权利要求1所述的3D打印砂型冷铁装置，其特征在于，所述粘结剂的成分包括酚醛树脂和含氧酸盐。 7.根据权利要求1所述的3D打印砂型冷铁装置，其特征在于，所述颗粒材料包括第一颗粒材料和第二颗粒材料，所述第一颗粒材料的粒径大于所述第二颗粒材料的粒径，所述第一颗粒材料和所述第二颗粒材料均可导热，且所述第一颗粒材料具有磁性。 8.一种基于上述权利要求1-7中任一项所述的3D打印砂型冷铁装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：根据砂型上收容腔的体积确定并称取设定量的颗粒材料； S2：对预埋件和/或称取的所述颗粒材料进行充磁，然后将所述颗粒材料搅拌均匀； S3：向所述颗粒材料中倒入液体形态的粘结剂，然后将所述颗粒材料和粘结剂搅拌均匀并得到混合材料； S4：将所述混合材料倒入所述砂型的收容腔内，并直至所述混合材料的高度达到设定高度； S5：静止设定时长，将预埋件放置在设定高度的所述混合材料的上方，然后向所述收容腔内继续倒入所述混合材料并直至所述混合材料的高度与所述收容腔的敞口口沿平齐； S6：经由一个进口向所述预埋件内通入气体介质，且至少部分剩余的所述进口开启，直至所述混合材料固化； S7：经由所述进口向所述预埋件内通入填充材料，静置并直至所述填充材料固化。 9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤S6中还包括以下步骤： S61：待所述气体介质通入预定时长后，保留一个所述进口并将其余所述进口封堵； S62：经由保留的所述进口向所述预埋件内继续通入所述气体介质，监测所述气体介质的压强，若所述压强增高至设定阈值，则所述混合材料固化； S63：重复上述步骤S61和S62，并直至完成向每个所述进口通入所述气体介质。 10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤S6中，通入的所述气体介质的压强低于所述砂型的结构应力； 和/或，所述填充材料为粘结剂。