CN109175307A - 一种3d打印砂型反重力铸造成型方法 - Google Patents
一种3d打印砂型反重力铸造成型方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种3D打印砂型反重力铸造成型方法，根据铸件特点，设计浇注***；采用三维制图软件将设计好浇注***的铸件分型，在浇口杯底端设置水玻璃砂造型和自锁紧工装放置平台；根据分型结果，添加支撑，采用覆膜砂打印添加支撑后的砂型块和芯子，打印完成后对不同砂型块进行烘烤；采用木模与水玻璃砂制作浇道，将砂型和水玻璃砂浇道完成组装，然后拼接自锁紧工装，采用反重力低压方式浇注砂型，得到铸件。本发明解决了因反重力浇注充型压力较大而导致砂型抬箱的问题，让3D打印砂型不再出现裂纹、脱层甚至断裂的现象，铸件尺寸公差达到HB6103 CT6水平，铸件重量和体积偏差≤5％，铸件生产成本大幅度较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印砂型反重力铸造成型方法，该方法采用反重力浇注铸件铸造成型，适用于3D打印砂型和反重力浇注铸件生产。
背景技术
随着航空航天工业的迅猛发展，越来越多的大型复杂薄壁结构铸件被使用。现行航空航天用铸件具有轮廓大，结构复杂，力学性能要求高，薄厚不均匀和弯管油路设计复杂等特点。在目前常用铸造方法中，反重力浇注具有充型平稳、易于补缩、组织致密等特点，可以充分满足航空航天对铸件冶金质量和力学性能的要求。同时近年来为满足上述复杂型腔、外观设计各异科研产品的需要，将反重力浇注方式与PCM无模铸型制造技术、SLS激光烧结覆膜砂技术相结合，以其无需模具、快速、柔性、满足自由制造和铸件质量稳定等特点，很好地解决了上述铸造难题。而且也可以大大提高新产品的开发效率，在成本和周期节省方面具有很大优势，适合个性化定制产品生产的需要，可以大大降低新产品开发的决策风险。
3D打印砂型和反重力浇注在相结合生产的过程中，由于反重力浇注的充型压力和3D打印砂型较大，且考虑到3D打印砂型刷涂料和方便取型以及铸件本身复杂型腔和多油路管道的需要，会采取多层次分型，3D打印砂型组合后经过水玻璃造型，在浇注充型过程中，容易导致砂型抬箱甚至砂型断裂现象发生，使铸件壁厚增加，重量和体积偏差大，尺寸精度降低。其次抬箱也会导致浇注***的补缩稳定性差，使铸件产生缩松、缩孔等缺陷，甚至直接造成铸件的报废。铸件在分型完成之后，每一块砂型的质量要求有所不同，比如针对浇道质量几乎没有要求，全部采用3D打印砂型的方式生产会有所浪费。为了促进3D打印砂型与反重力浇注生产方式相结合，为了缩短军工产品生产周期，同时满足铸件生产质量要求，尽可能节省铸件生产成本，因此现阶段迫切需要找到一种合理的方法。
发明内容
为克服上述技术中的问题，本发明的目的在于提供一种3D打印砂型反重力铸造成型方法，在提高铸件生产效率的同时降低铸件生产成本，适用于水玻璃砂造型。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种3D打印砂型反重力铸造成型方法，包括以下步骤：
步骤1：根据铸件特点，设计浇注***；
步骤2：采用三维制图软件将设计好浇注***的铸件分型，在浇口杯底端设置水玻璃砂造型和自锁紧工装放置平台；
步骤3：根据步骤2中分型结果，添加支撑，以方便取型；
步骤4：采用覆膜砂打印步骤3中添加支撑后的砂型块和芯子，打印完成后对不同砂型块进行清理、烘烤以及精修；
步骤5：制作与自锁紧工装放置平台相匹配的自锁紧工装；
步骤6：采用木模与水玻璃砂制作浇道，水玻璃砂经过450℃烘烤6h取出空冷，制作完成水玻璃砂浇道；
步骤7：将步骤4制备的砂型和步骤6制备的水玻璃砂浇道完成组装；
步骤8：将步骤5制作的自锁紧工装与步骤7中组合完成的砂型进行拼接；
步骤9：在步骤2中的自锁紧工装放置平台下塞满并压实水玻璃砂，形成砂型；
步骤10：采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型，得到铸件。
本发明进一步的改进在于，步骤1中，浇注***的浇口杯长度为100mm，砂型的边沿到浇口杯中的距离不小于180mm。
本发明进一步的改进在于，步骤2中，自锁紧工装放置平台高度为80mm。
本发明进一步的改进在于，步骤4中，烘烤工艺为：对于高度大于60mm，长度大于150mm的砂型块在220℃烘烤8个小时，随炉冷却4个小时，开炉，空冷；对于直径为8mm或10mm的芯子，在200℃下烘烤4h，随炉冷却4个小时，开炉，空冷。
本发明进一步的改进在于，步骤5中，自锁紧工装包括两块槽钢(3)，两块槽钢之间设置有两个螺杆(4)，两个螺杆(4)平行设置，每根螺杆(4)两端均穿过槽钢，并固定。
本发明进一步的改进在于，步骤9中，水玻璃砂分段填充高度为120mm，分段挤压夯实，上一层硬化后再填充下一层水玻璃砂，根据砂型大小以此类推完成水玻璃砂造型，保证砂型顶端至少填充150mm水玻璃砂并使其硬化。
本发明进一步的改进在于，步骤10中，浇注时，铸型温度：常温，浇注温度：730～740℃，升液/充型速度：50mm/s，凝固压力差：30KPa。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明中通过自锁紧装置将3D打印砂型组装成一个类似模壳的整体，解决了砂型粘接后，在反重力浇注时抬箱问题，提高了铸件尺寸精度，降低铸件重量和体积偏差幅度。本发明中铸件分型时，在浇口底端设置有自锁紧工装放置平台，不仅有利于方便砂型搬运，还可以作为水玻璃砂填充区域，水玻璃砂硬化后，增加砂型与砂箱之间的摩擦力，避免砂箱搬运过程中砂型的脱落。采用木模+水玻璃砂制作浇道，可以有效节省铸件生产成本。采用此方法固定3D打印砂型，砂型不再发生抬箱，顶端不再由于充型压力大导致断裂和偏心晃动，增加浇注工艺的稳定性，提高铸件冶金质量的稳定性。采用此方法固定3D打印砂型，不需要在分型时考虑抬箱问题，可以增加复杂铸件分型的合理性，更好的将反重力浇注方式与3D打印砂型生产方式的结合。本发明解决了因反重力浇注充型压力较大而导致砂型抬箱的问题，让3D打印砂型不再出现裂纹、脱层甚至断裂的现象，铸件尺寸公差达到HB6103CT6水平，铸件重量和体积偏差≤5％，铸件生产成本大幅度较低。本发明为铸件采用3D打印砂型和反重力浇注方式结合顺利生产提供坚实的基础。
进一步的，自锁紧工装制作简单，并且可以重复使用。
进一步的，分段水玻璃砂造型、夯实、硬化，有利于增加3D打印砂型与砂箱之间的结合力，避免砂箱在搬运过程中砂型的脱落，同时在砂型顶端填充大量水玻璃砂，降低砂型在浇注过程中抬箱，甚至断裂，提高铸件尺寸精度和减少重量、体积偏差，特别是针对于圆形铸件，上端面承受的浇注压力巨大，可以很大程度提高铸件的尺寸精度和圆同心度。
附图说明
图1为自锁紧工装和水玻璃砂平台示意图。
图2为自锁紧工装示意图。
图3为水玻璃砂浇道示意图。
图4为水玻璃砂浇道、砂型和自锁紧工装结合示意图。
图中，1为自锁紧工装位置平台，2为砂型，3为槽钢，4为螺杆，5为螺帽，6为水玻璃砂浇道，7为自锁紧工装。
具体实施方式
现结合实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明包括以下步骤：
步骤1：根据铸件特点，设计浇注***，适当增加通用浇口杯长度和底端平面面积。其中，增加浇口杯长度至100mm，增加底端平面面积后，砂型的边沿到浇口杯中的距离不小于180mm；
步骤2：采用三维制图软件将设计好浇注***的铸件分型，在浇口杯底端设置水玻璃砂造型(固定)和自锁紧工装放置平台1，平台高度为80mm，如图1所示。
步骤3：根据步骤2中分型结果，添加支撑，以方便取型。
步骤4：采用覆膜砂打印步骤3中添加支撑后的砂型块和芯子，打印完成后对不同砂型块进行清理、烘烤以及精修。其中，烘烤工艺为：对于高度大于60mm，长度大于150mm的砂型块在220℃烘烤8个小时，随炉冷却4个小时，开炉，空冷。对于直径为8mm或10mm的芯子，在200℃下烘烤4h，随炉冷却4个小时，开炉，空冷。
步骤5：根据步骤2中自锁紧工装放置平台，制作自锁紧工装7；自锁紧工装7包括两块槽钢3，两块槽钢3之间设置有两个螺杆4，两个螺杆4平行设置，每根螺杆4两端均穿过槽钢，并通过垫片和螺帽5进行固定；
其中，槽钢长700mm，离槽钢边沿40mm处分别钻孔，螺杆长600mm，配套螺帽以及垫片8个，如图2所示。
步骤6：采用木模与水玻璃砂制作浇道，水玻璃砂经过电阻炉450℃烘烤6h取出空冷，制作完成水玻璃砂浇道6，如图3所示。
步骤7：按照步骤2所分砂型，将步骤4制备的砂型和步骤6制备的水玻璃砂浇道完成组装，并用铸造粘结剂连接砂型大平面，保证大砂型块不晃动。
步骤8：在干净平面上，将步骤5制作的自锁紧工装与步骤7中组合完成的砂型2进行拼接，组装后如图4所示，其中螺帽5只需拧紧即可，避免压碎砂型。
步骤9：在步骤2中的自锁紧工装放置平台下塞满并压实水玻璃砂，确定水玻璃砂分段填充高度为120mm，分段挤压夯实，上一层硬化后再填充下一层水玻璃砂，根据砂型大小以此类推完成水玻璃砂造型，保证砂型顶端至少填充150mm水玻璃砂并使其硬化。
步骤10：采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型，得到铸件。铸型温度：常温，浇注温度：730～740℃，升液/充型速度：50mm/s，凝固压力差：30KPa。
步骤11：清理步骤10的铸件表面砂型，切除浇冒口，打磨铸件表面毛刺等多余物。
步骤12：对步骤11的铸件进行热处理。
步骤13：对步骤12的铸件进行化学成分、力学性能、X射线检测、尺寸、外观、体积以及重量检验。
下面以某机匣体产品为例进行说明。
首先根据铸件结构和浇注***，完成分型和3D打印支撑添加；采用3D打印覆膜砂制作砂型；设计并制作自锁紧工装；采用木模+水玻璃砂制作浇道；利用反重力低压浇注；清理打磨；热处理；各种检验。
实施例1
以尺寸560×245×190mm铸件为例，材质为ZL114A，共有11个油路管，凸台较多，形状各异，铸件所分砂型块较多，其实施的具体步骤如下：
步骤1：根据铸件特点，设计浇注***，适当增加浇口杯长度和底端平面面积。其中，增加浇口杯长度至100mm，增加底端平面面积后，砂型的边沿到浇口杯中的距离不小于180mm；
步骤2：采用三维制图软件将设计好浇注***的铸件分型，在浇口杯底端设置水玻璃砂造型固定和自锁紧工装放置平台，平台高度为80mm，如图1所示。
步骤3：根据步骤2中分型结果，添加支撑以方便取型。
步骤4：采用覆膜砂打印步骤3中设计的砂型块，打印完成后对不同型芯进行清理、烘烤、精修。其中，烘烤工艺为：对于高度大于60mm，长度大于150mm的砂型块在220℃烘烤8个小时，随炉冷却4个小时，开炉，空冷；对于直径为8mm或10mm的芯子，在200℃下烘烤4h，随炉冷却4个小时，开炉，空冷。
步骤5：根据步骤2中自锁紧工装平台需要，制作自锁紧工装；自锁紧工装的结构为：①、长700mm的槽钢两块，离槽钢边沿40mm处分别钻孔，②、螺杆2根，配套螺帽以及垫片8个，如图2所示。
步骤6：采用木模与水玻璃砂制作浇道，在电阻炉中450℃烘烤6h取出空冷。
步骤7：按照步骤2所分砂型，将步骤4和步骤6制备的砂型完成组装，并用铸造粘结剂连接砂型大平面，保证大砂型块不晃动。
步骤8：在干净平面上，将步骤5制作的自锁紧工装与步骤7中组合完成的砂型进行拼接，螺丝只需拧紧即可，避免压碎砂型。
步骤9：在步骤2中预留的平台中塞满并压实水玻璃砂，确定水玻璃砂分段填充高度为120mm，分段挤压夯实，上一层硬化后在填充下一层水玻璃砂，根据砂型大小以此类推完成水玻璃砂造型，保证砂型顶端至少填充150mm水玻璃砂并使其充分硬化。
步骤10：采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型。铸型温度：常温，浇注温度：730～740℃，升液/充型速度：50mm/s，凝固压力差：30KPa。
步骤11：清理步骤10铸件表面砂型，切除浇冒口，打磨铸件表面毛刺等多余物。
步骤12：对步骤11铸件进行热处理。
步骤13：对步骤12铸件进行化学成分、力学性能、X射线检测、尺寸、外观、体积以及重量检验。
按照此方法生产的砂型，在组合过程人员操作简单，各个砂型块没有突出部位，之间连接紧密，在反重力浇注过程中未发生抬箱，尺寸精度达到HB6103CT6要求，壁厚均匀，重量偏差4.3％，体积偏差3.7％。经X射线检测内部冶金质量达到HB963Ⅱ类铸件标准。
实施例2
以尺寸整体壁厚10mm铸件为例，材质为ZL105，铸件呈盆状，弧度较大，内腔空心。所需充型压力差较大，加上端面较大导致充型压力巨大，同时所需3D打印浇道砂型成本极高，其实施的具体步骤如下：
步骤1：根据铸件特点，设计浇注***，适当增加浇口杯长度和底端平面面积。其中，增加后浇口杯长度至120mm，增加底端平面面积后，砂型的边沿到浇口杯中的距离不小于220mm；
步骤2：采用三维制图软件将设计好浇注***的铸件分型，在浇口杯底端设置水玻璃砂造型固定和自锁紧工装放置平台，平台高度为100mm。
步骤3：根据步骤2中分型结果，添加支撑以方便取型。
步骤4：采用覆膜砂打印步骤3中设计的砂型块，打印完成后对不同型芯进行清理、烘烤、精修。该铸件砂型块整体较大，因此烘烤工艺均为：220℃烘烤8个小时，随炉冷却4个小时，开炉，空冷。
步骤5：根据步骤2中自锁紧工装平台需要，制作自锁紧工装；自锁紧工装的结构为：①、长1000的槽钢两块，离槽钢边沿40mm处分别钻孔，②、螺杆2根，配套螺帽以及垫片8个。
步骤6：采用木模+水玻璃砂制作浇道，在电阻炉中450℃烘烤6h取出空冷。
步骤7：按照步骤2所分砂型，将步骤4和步骤6制备的砂型完成组装，并用铸造粘结剂连接砂型大平面，保证大砂型块不晃动。
步骤8：在干净平面上，将步骤5制作的自锁紧工装与步骤7中组合完成的砂型进行拼接，螺丝只需拧紧即可，避免压碎砂型。
步骤9：在步骤2中预留的平台中塞满并压实水玻璃砂，确定水玻璃砂分段填充高度为120mm，分段挤压夯实，上一层硬化后在填充下一层水玻璃砂，根据砂型大小以此类推完成水玻璃砂造型，保证砂型顶端至少填充150mm水玻璃砂并使其充分硬化。
步骤10：采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型。铸型温度：常温，浇注温度：730～740℃，升液/充型速度：100mm/s，凝固压力差：38KPa。
步骤11：清理步骤10铸件表面砂型，切除浇冒口，打磨铸件表面毛刺等多余物。
步骤12：对步骤11铸件进行热处理。
步骤13：对步骤12铸件进行化学成分、力学性能、X射线检测、尺寸、外观、体积以及重量检验。
按照此方法生产的砂型，在组合过程人员操作简单，各个砂型块没有突出部位，之间连接紧密，在反重力低压浇注时，由于砂型投影面积较大，导致充型压力巨大，但仍未发生抬箱或者砂型断裂，尺寸精度达到HB6103CT6要求，壁厚未发生变化，大圆均匀，单模同心度达到0.9％，重量偏差3.2％，体积偏差2.6％。经X射线检测内部冶金质量达到HB963Ⅱ类铸件标准。
实施例3
以尺寸295mm×180mm×240mm铸件为例，材质为ZL114A，铸件呈半球形封闭，通体壁厚4mm，空心，其实施的具体步骤如下：
步骤1：根据铸件特点，设计浇注***，适当增加浇口杯长度和底端平面面积。其中，增加后浇口杯长度至80mm，增加底端平面面积后，砂型的边沿到浇口杯中的距离不小于160mm；
步骤2：采用三维制图软件将设计好浇注***的铸件分型，在浇口杯底端设置水玻璃砂造型固定和自锁紧工装放置平台，平台高度为70mm。
步骤3：根据步骤2中分型结果，添加支撑以方便取型。
步骤4：采用覆膜砂打印步骤3中设计的砂型块，打印完成后对不同型芯进行清理、烘烤、精修。该铸件砂型块整体较大，因此烘烤工艺均为：220℃烘烤8个小时，随炉冷却4个小时，开炉，空冷。
步骤5：根据步骤2中自锁紧工装平台需要，制作自锁紧工装。；自锁紧工装的结构为：①、长700的槽钢两块，离槽钢边沿40mm处分别钻孔，②、螺杆2根，配套螺帽以及垫片8个，如图2所示。
步骤6：采用木模+水玻璃砂制作浇道，在电阻炉中450℃烘烤6h取出空冷。
步骤7：按照步骤2所分砂型，将步骤5和步骤6制备的砂型完成组装，并用铸造粘结剂连接砂型大平面，保证大砂型块不晃动。
步骤8：在干净平面上，将步骤5制作的自锁紧工装与步骤7中组合完成的砂型进行拼接，螺丝只需拧紧即可，避免压碎砂型。
步骤9：在步骤2中预留的平台中塞满并压实水玻璃砂，制定水玻璃砂分段填充高度为120mm，分段挤压夯实，上一层硬化后在填充下一层水玻璃砂，根据砂型大小以此类推完成水玻璃砂造型，保证砂型顶端至少填充150mm水玻璃砂并使其充分硬化。
步骤10：采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型。铸型温度：常温，浇注温度：730～740℃，升液/充型速度：50mm/s，凝固压力差：32KPa。
步骤11：清理步骤10铸件表面砂型，切除浇冒口，打磨铸件表面毛刺等多余物。
步骤12：对步骤11铸件进行热处理。
步骤13：对步骤12铸件进行化学成分、力学性能、X射线检测、尺寸、外观、体积以及重量检验。
按照此方法生产的砂型，在组合过程人员操作简单，各个砂型块没有突出部位，之间连接紧密，在反重力低压浇注时，充型压力巨大，但未发生抬箱，尺寸精度达到HB6103CT5要求，壁厚未发生变化，重量偏差3.4％，体积偏差2.6％。经X射线检测内部冶金质量达到HB963Ⅱ类铸件标准要求。
实施例4
以尺寸铸件为例，材质为ZL205A，铸件呈倒“V”字状，铸件90％壁厚为15mm，中间空心，其实施的具体步骤如下：
步骤1：根据铸件特点，设计浇注***，适当增加浇口杯长度和底端平面面积。其中，增加后浇口杯长度至80mm，增加底端平面面积后，砂型的边沿到浇口杯中的距离不小于150mm；
步骤2：采用三维制图软件将设计好浇注***的铸件分型，在浇口杯底端设置水玻璃砂造型固定和自锁紧工装放置平台，平台高度为70mm。
步骤3：根据步骤2中分型结果，添加支撑以方便取型。
步骤4：采用覆膜砂打印步骤3中设计的砂型块，打印完成后对不同型芯进行清理、烘烤、精修。该铸件砂型块整体较大，因此烘烤工艺均为：220℃烘烤8个小时，随炉冷却4个小时，开炉，空冷。
步骤5：根据步骤2中自锁紧工装平台需要，制作自锁紧工装；；自锁紧工装的结构为：①、长500的槽钢两块，离槽钢边沿40mm处分别钻孔，②、螺杆2根，配套螺帽以及垫片8个。
步骤6：采用木模+水玻璃砂制作浇道，在电阻炉中450℃烘烤6h取出空冷。
步骤7：按照步骤2所分砂型，将步骤4和步骤6制备的砂型完成组装，并用铸造粘结剂连接砂型大平面，保证大砂型块不晃动。
步骤8：在干净平面上，将步骤5制作的自锁紧工装与步骤7中组合完成的砂型进行拼接，螺丝只需拧紧即可，避免压碎砂型。
步骤9：在步骤2中预留的平台中塞满并压实水玻璃砂，制定水玻璃砂分段填充高度为120mm，分段挤压夯实，上一层硬化后在填充下一层水玻璃砂，根据砂型大小以此类推完成水玻璃砂造型，保证砂型顶端至少填充150mm水玻璃砂并使其充分硬化。
步骤10：采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型。铸型温度：常温，浇注温度：720～730℃，升液/充型速度：150mm/s，凝固压力差：45KPa。
步骤11：清理步骤10铸件表面砂型，切除浇冒口，打磨铸件表面毛刺等多余物。
步骤12：对步骤11铸件进行热处理。
步骤13：对步骤12铸件进行化学成分、力学性能、X射线检测、尺寸、外观、体积以及重量检验。
按照此方法生产的砂型，在组合过程人员操作简单，各个砂型块没有突出部位，之间连接紧密，由于整体壁厚偏大，在反重力低压浇注时，充型速度快，充型压力巨大，但没有发生抬箱，砂型没有发生破损，铸件尺寸精度达到HB6103CT6要求，壁厚均匀，重量偏差2.4％，体积偏差1.9％。经X射线检测内部冶金质量达到HB963Ⅰ类铸件标准。
该方法适用于水玻璃砂造型，反重力浇注和3D打印砂型相结合铸件的生产，提供3D砂型的自锁紧工装，采用水玻璃砂造型制作浇道以节省铸件生产成本。具体具有以下优点：
1)自锁紧工装制作简单，并且可以重复使用，自锁紧装置将3D打印砂型组装成一个类似模壳的整体，解决了砂型粘接后，在反重力浇注时抬箱问题，提高了铸件尺寸精度，降低铸件重量和体积偏差幅度。
2)铸件分型时，在浇口底端设置有自锁紧工装放置平台，不仅有利于方便砂型搬运，还可以作为水玻璃砂填充区域，水玻璃砂硬化后，增加砂型与砂箱之间的摩擦力，避免砂箱搬运过程中砂型的脱落。
3)采用木模+水玻璃砂制作浇道，可以有效节省铸件生产成本。
4)分段水玻璃砂造型、夯实、硬化，有利于增加3D打印砂型与砂箱之间的结合力，避免砂箱在搬运过程中砂型的脱落，同时在砂型顶端填充大量水玻璃砂，降低砂型在浇注过程中抬箱，甚至断裂，提高铸件尺寸精度和减少重量、体积偏差，特别是针对于圆形铸件，上端面承受的浇注压力巨大，可以很大程度提高铸件的尺寸精度和圆同心度。
5)采用此方法固定3D打印砂型，砂型不再发生抬箱，顶端不再由于充型压力大导致断裂和偏心晃动，增加浇注工艺的稳定性，提高铸件冶金质量的稳定性。
6)采用此方法固定3D打印砂型，不需要在分型时考虑抬箱问题，可以增加复杂铸件分型的合理性，更好的将反重力浇注方式与3D打印砂型生产方式的结合。
7)本发明从设计角度出发避免砂型抬箱，浇道采用木模+水玻璃砂制作。
本发明解决了因反重力浇注充型压力较大而导致砂型抬箱的问题，让3D打印砂型不再出现裂纹、脱层甚至断裂的现象，铸件尺寸公差达到HB6103CT6水平，铸件重量和体积偏差≤5％，铸件生产成本大幅度较低。本发明为铸件采用3D打印砂型和反重力浇注方式结合顺利生产提供坚实的基础。
Claims (7)
1.一种3D打印砂型反重力铸造成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据铸件特点，设计浇注***；
步骤2：采用三维制图软件将设计好浇注***的铸件分型，在浇口杯底端设置水玻璃砂造型和自锁紧工装放置平台；
步骤3：根据步骤2中分型结果，添加支撑，以方便取型；
步骤4：采用覆膜砂打印步骤3中添加支撑后的砂型块和芯子，打印完成后对不同砂型块进行清理、烘烤以及精修；
步骤5：制作与自锁紧工装放置平台相匹配的自锁紧工装；
步骤6：采用木模与水玻璃砂制作浇道，水玻璃砂经过450℃烘烤6h取出空冷，制作完成水玻璃砂浇道；
步骤7：将步骤4制备的砂型和步骤6制备的水玻璃砂浇道完成组装；
步骤8：将步骤5制作的自锁紧工装与步骤7中组合完成的砂型进行拼接；
步骤9：在步骤2中的自锁紧工装放置平台下塞满并压实水玻璃砂，形成砂型；
步骤10：采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型，得到铸件。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印砂型反重力铸造成型方法，其特征在于，步骤1中，浇注***的浇口杯长度为100mm，砂型的边沿到浇口杯中的距离不小于180mm。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印砂型反重力铸造成型方法，其特征在于，步骤2中，自锁紧工装放置平台高度为80mm。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印砂型反重力铸造成型方法，其特征在于，步骤4中，烘烤工艺为：对于高度大于60mm，长度大于150mm的砂型块在220℃烘烤8个小时，随炉冷却4个小时，开炉，空冷；对于直径为8mm或10mm的芯子，在200℃下烘烤4h，随炉冷却4个小时，开炉，空冷。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印砂型反重力铸造成型方法，其特征在于，步骤5中，自锁紧工装包括两块槽钢(3)，两块槽钢之间设置有两个螺杆(4)，两个螺杆(4)平行设置，每根螺杆(4)两端均穿过槽钢，并固定。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印砂型反重力铸造成型方法，其特征在于，步骤9中，水玻璃砂分段填充高度为120mm，分段挤压夯实，上一层硬化后再填充下一层水玻璃砂，根据砂型大小以此类推完成水玻璃砂造型，保证砂型顶端至少填充150mm水玻璃砂并使其硬化。
7.根据权利要求1所述的一种3D打印砂型反重力铸造成型方法，其特征在于，步骤10中，浇注时，铸型温度：常温，浇注温度：730～740℃，升液/充型速度：50mm/s，凝固压力差：30KPa。
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