1.一種基于鈦及鈦合金鑄件砂型的3D打印系統(tǒng),包括控制組件和打印設(shè)備,所述控制組件與打印設(shè)備連接并控制器完成打印動(dòng)作;所述打印設(shè)備包括打印底座、打印平臺(tái)、行位支架、打印噴頭和打印材料,其特征在于:所述打印底座上設(shè)有四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),打印平臺(tái)通過(guò)四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在打印底座上;所述行位支架固定安裝在打印底座上;所述打印噴頭設(shè)置在行位支架上,并可相對(duì)行位支架移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鈦及鈦合金鑄件砂型的3D打印系統(tǒng),其特征在于:所述打印平臺(tái)為輸送結(jié)構(gòu)平臺(tái),其輸送行程通往打印系統(tǒng)外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鈦及鈦合金鑄件砂型的3D打印系統(tǒng),其特征在于:所述打印平臺(tái)為水平擺動(dòng)平臺(tái),包括工作平臺(tái)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸;所述工作平臺(tái)為矩形平臺(tái),該矩形平臺(tái)內(nèi)為通槽結(jié)構(gòu),其上下內(nèi)壁上均設(shè)有嚙合齒;所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)有傳動(dòng)齒,與矩形平臺(tái)內(nèi)壁嚙合齒相配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于鈦及鈦合金鑄件砂型的3D打印系統(tǒng),其特征在于:所述傳動(dòng)齒包裹在轉(zhuǎn)動(dòng)軸表面,傳動(dòng)齒包裹范圍為傳動(dòng)軸截面圓圓弧總弧長(zhǎng)的1/4至1/3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鈦及鈦合金鑄件砂型的3D打印系統(tǒng),其特征在于:所述打印噴頭的內(nèi)側(cè)壁上部分設(shè)有矩形凸條或者螺旋狀凸條,打印噴頭內(nèi)側(cè)壁下部分為光滑曲面;所述凸條端面截面為弧形;所述矩形凸條沿打印噴頭出料方向豎直或傾斜設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述之一的基于鈦及鈦合金鑄件砂型的3D打印系統(tǒng),其特征在于:所述打印材料為石墨粉末和粘結(jié)劑,所述石墨粉末粒度為50-120目;所述粘結(jié)劑為無(wú)機(jī)粘結(jié)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于鈦及鈦合金鑄件砂型的3D打印系統(tǒng),其特征在于:所述粘結(jié)劑為硅酸鈉粘結(jié)劑。
8.一種上述基于鈦及鈦合金鑄件砂型的3D打印系統(tǒng)的打印方法,其特征在于:
包括以下步驟:
步驟1、三維建模:根據(jù)說(shuō)要鑄造的鈦及鈦合金鑄件的形狀和尺寸,設(shè)計(jì)砂型形狀、分型面和澆鑄口等;在計(jì)算機(jī)中作出設(shè)計(jì)好的砂型的三維模型圖,并將該三維模型圖進(jìn)行二維切片處理;
步驟2、制備打印材料:將石墨粉末或石墨粉末與超細(xì)粉高爐渣和/或高鈦渣粉末按照10:1制備成粉末砂型材料;將石英砂和氧化鈉按照比例配制得到模數(shù)為1.5-3.0的硅酸鈉粘結(jié)劑;
步驟3、將步驟1中建模圖形按格式輸入本發(fā)明的3D打印系統(tǒng)中設(shè)置打印程序,步驟2中的制備的打印材料送入打印設(shè)備中,打印設(shè)備中打印噴頭與打印平臺(tái)相互配合動(dòng)作將步驟2中制備的砂型材料和粘結(jié)劑交替打印堆疊成型;
步驟4、控制組件啟動(dòng)打印平臺(tái)的輸送動(dòng)作,打印平臺(tái)將步驟3中打印成型的鑄件砂型輸送出打印系統(tǒng)外,打印完成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于鈦及鈦合金鑄件砂型的3D打印系統(tǒng)的打印方法,其特征在于:步驟3粘結(jié)劑與砂型材料的交替打印堆疊過(guò)程中,所述粘結(jié)劑的用量占砂型材料用量的3%-5%。