Способ и система прямого литья отливок путем послойного формирования композитных монолитных литейных форм - RU2018100412A

1. Способ прямого литья отливок в послойно сформированную композитную литейную форму, включающий следующие этапы:

этап послойного формирования композитных литейных форм, включающего многоразовое последовательное нанесение порошкообразного материала и подходящего связующего вещества на вертикально подвижную рабочую поверхность (2) системы для послойного формирования трехмерных объектов из порошкообразного материала, при этом нанесение связующего вещества выполняют по предварительно заданному шаблону над последующим слоем формируемых литейных форм, и упомянутая рабочая поверхность (2) представляет собой вертикально подвижное дно съемного контейнера (1) для прямого литья, расположенного в рабочей области упомянутой системы, причем на указанном подвижном дне (2) формируют одну или несколько монолитных неразъемных композитных литейных форм (27) с одним или несколькими интегрированными стержнями или без них;

этап опускания вниз подвижного дна (2) съемного контейнера (1) после формирования одной или нескольких литейных форм (27) в том случае, если на предыдущей стадии формирования композитных литейных форм не была использована вся рабочая высота съемного контейнера (1);

этап выведения съемного контейнера (1) со сформированной одной или несколькими литейными формами (27) из рабочей зоны системы для послойного формирования трехмерных объектов из порошкообразного материала;

этап удаления избыточного несвязанного порошкообразного материала (29) из рабочих полостей одной или нескольких литейных форм (27) для подготовки прямого литья в съемный контейнер (1) при изготовлении отливок (31);

этап прямого литья в одну или несколько литейных форм (27) без их извлечения из съемного контейнера (1);

этап извлечения отливок из упомянутого съемного контейнера (1) после их охлаждения и последующей очистки от остаточного порошкообразного материала;

этап окончательного удаления литников, прибылей и других элементов отливок и получение отливки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаление порошкообразного материала (29) из рабочих полостей одной или нескольких литейных форм (27) осуществляют путем вибрационного воздействия, или вакуумного отсасывания, или за счет их сочетания.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подвижное дно (2) съемного контейнера (1) для прямого литья перемещают в вертикальном направлении между его верхним и нижним конечными положениями с помощью узла подъема/опускания (4) подвижного дна (2), встроенного в систему для послойного формирования трехмерных объектов из порошкообразного материала.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что во время изготовления литейной формы съемный контейнер (1) для прямого литья устанавливают и фиксируют фиксаторами (3) в системе для послойного формирования трехмерных объектов.

5. Система послойного формирования трехмерных объектов из порошкообразного материала для прямого литья отливок способом по п. 1, содержащая вертикально подвижную рабочую поверхность (2), узел или узлы (41) и (43) многократного последовательного нанесения по предварительно заданному шаблону порошкообразного материала и соответствующего связующего вещества над слоем трехмерного объекта, создаваемого на упомянутой рабочей поверхности (2), при этом узлы (41) и (43) расположены над рабочей поверхностью (2), а указанная рабочая поверхность (2) представляет собой вертикально подвижное дно съемного контейнера (1), причем подвижное дно (2) выполнено не выдвигаемым за пределы съемного контейнера (1) при достижении нижнего конечного положения, при этом система содержит встроенный узел (4) для подъема и поэтапного опускания вертикально подвижного дна (2) между его верхним и нижним конечными положениями, причем указанный узел (4) установлен и зафиксирован в основании системы под съемным контейнером (1) в своем рабочем положении, а съемный контейнер (1) изготовлен из материала, позволяющего осуществлять в него прямое литье после его выведения из системы для послойного формирования трехмерных объектов.

6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что ко дну съемного контейнера (1) прикреплены четыре поворотных колеса (5).

7. Система по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что она содержит фиксаторы (3) для позиционирования и фиксации съемного контейнера (1) в рабочем положении.

8. Система по п. 5, отличающаяся тем, что узел подъема/опускания вертикально подвижного дна (2) съемного контейнера (1) содержит ножничный подъемник (4).

9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что ножничный подъемник (4) состоит из двух пар удлиненных ножничных рычагов, расположенных на расстоянии друг от друга, при этом оба рычага (10) и (11) каждой пары расположены крест-накрест друг к другу, причем две пары рычагов (10) и (11) соединены друг с другом в точке пересечения с помощью центральной (12) и четырех концевых осей, соединяющих концы рычагов (10) и (11) таким образом, что две концевые оси (13) и (16) зафиксированы по вертикали и соединяют нижние концы рычагов, причем нижняя концевая ось (13) также зафиксирована по горизонтали, а нижняя концевая ось (16) выполнена подвижной в горизонтальном направлении по двум нижним горизонтальным рейкам (21), при этом две другие концевые оси (14) и (15), соединяющие верхние концы рычагов с верхним опорным элементом (35), выполнены подвижными в вертикальном направлении, поскольку верхняя крайняя ось (15) зафиксирована по горизонтали, а другая верхняя крайняя ось (14) выполнена подвижной в горизонтальном направлении по двум верхним горизонтальным рейкам (22), причем приводной узел ножничного подъемника включает электродвигатель с редуктором (20), приводящим в движение поддерживаемую подшипником червячную передачу (19), которая приводит в движение в двух противоположных направлениях два комплекта четырех роликов (17), каждый из которых соответственно удерживается на двух горизонтальных несущих балках (23) и (24), при этом несущие балки расположены с обеих сторон параллельно центральной оси (12) и в ее горизонтальной плоскости, а на противоположных концах каждой несущей балки рядом друг с другом установлены два ролика (17) таким образом, чтобы они находились в постоянном контакте с возможностью качения по одной из боковых поверхностей одного из двух рычагов (10) и (11), при этом боковые поверхности двух рычагов (10) и (11) направлены в горизонтальную плоскость центральной оси (12), при этом приводной узел ножничного подъемника выполнен таким образом, что при расхождении держателей роликов концы ножничных рычагов (10) и (11) в каждой паре двигаются в направлении горизонтальной плоскости центрального стержня (12) и опускают верхний опорный элемент (35), а при схождении держателей роликов концы ножничных рычагов двигаются от горизонтальной плоскости центральной оси (12) и, соответственно, поднимают опорный элемент (35), при этом приводной узел выполнен электрическим и оснащен изолированным гибким электропроводом (25).