CN104741601A - 基于3d打印的铸造生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于3D打印的铸造生产线，包括：沿辊道(7)的行进方向(L)，通过辊道(7)依次连接的3D打印站、位于3D打印站下游的吹砂室(14)、位于吹砂室(14)下游的烘干室、位于烘干室下游的浸涂室(17)、位于浸涂室(17)下游的表面烘干室、位于表面烘干室下游的组芯站(20)以及位于组芯站(20)下游的浇注站(21)。本发明的目的在于提供一种基于3D打印技术的铸造生产线，以至少实现固化3D打印铸件的生产流程并提高生产效率和产品质量。

Description

基于3D打印的铸造生产线

技术领域

本发明涉及一种基于3D打印的铸造生产线。

背景技术

目前国内的铸造企业，大都依赖于传统的铸造模式，其中占用时间最长的是模具制造、制芯、造型等过程，这大大影响了产品的交付周期。为解决这一问题，3D打印技术及设备已应用到铸造行业，省去了模具制造环节，大大缩短了铸件交付周期。但3D打印技术应用在铸造上，目前还没有固定的流程，这大大制约了生产效率。

发明内容

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于3D打印的铸造生产线，以至少实现固化3D打印铸件的生产流程并提高生产效率和产品质量。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于3D打印的铸造生产线，包括：沿辊道的行进方向，通过辊道依次连接的3D打印站、位于3D打印站下游的吹砂室、位于吹砂室下游的烘干室、位于烘干室下游的浸涂室、位于浸涂室下游的表面烘干室、位于表面烘干室下游的组芯站以及位于组芯站下游的浇注站。

根据本发明，3D打印站设置有储砂斗，储砂斗的底部与混砂罐连接，混砂罐与设置有加砂口的铺砂器间隔设置，其中，混砂罐的出口对准于加砂口，并且在铺砂器的边缘设置有打印头。

根据本发明，吹砂室的内部顶壁设置有用于对待吹砂砂芯进行夹持的第一机械手，吹砂室的内周壁以及内部顶壁均设置有柔性风管，其中，柔性风管的出风口朝向吹砂室的内部设置，吹砂室的顶壁还设置有与外部环境连通的除尘滤网。

根据本发明，烘干室构造成：用于对经吹砂室吹砂后的砂芯进行烘干的第一微波烘干炉。

根据本发明，浸涂室的内部顶壁设置有用于对经烘干室烘干后的砂芯进行夹持的第二机械手，浸涂室内还设置有浸涂池。

根据本发明，表面烘干室构造成：用于对经浸涂室浸涂后的砂芯进行表面烘干的第二微波烘干炉。

根据本发明，组芯站由组芯台和用于对经表面烘干室烘干后的砂芯进行夹持的助力机械手构成。

根据本发明，浇注站由多个相邻设置的砂箱以及相对于砂箱可移动地设置的浇注机构成。

根据本发明，辊道上安装有：随辊道的行进以依次移动经过3D打印站、吹砂室、烘干室、浸涂室、表面烘干室、组芯站以及浇注站的工作箱。

根据本发明，工作箱为可升降的工作箱。

本发明的有益技术效果在于：

本发明提供了一种基于3D打印的铸造生产线，固化了3D打印铸件的生产流程，提高了生产效率。同时，3D打印出的砂芯半成品比传统砂芯质量更好，人力耗费更少，而且更加绿色环保。

附图说明

图1是本发明铸造生产线的流程图；

图2是本发明铸造生产线整体结构示意图；

图3是本发明铸造生产线中3D打印站的结构示意图；

图4是本发明铸造生产线中吹砂室的结构示意图；

图5是本发明铸造生产线中烘干室和表面烘干室的结构示意图；

图6是本发明铸造生产线中浸涂室的结构示意图；

图7是本发明铸造生产线中组芯站的结构示意图；

图8是本发明铸造生产线中浇注站的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明进行进一步描述。需要指出的是，本发明涉及的是一种基于3DP(三维印刷)工艺的3D打印设备的铸造生产线，其主要应用于打印铸造砂型。

如图1至图2所示，本发明提供了一种基于3D打印的铸造生产线，其包括3D打印、吹砂、烘干、浸涂、表面烘干、组芯、浇注等几个工序，该铸造生产线的整体工序以参考标号10在图1中示出。其中3D打印工序主要由3D打印机在3D打印站完成砂芯打印工作；吹砂工序主要由吹砂室14完成；烘干工序由第一微波烘干炉151完成对砂芯的烘烤；浸涂工序在浸涂室17由第二机械手102、浸涂池16完成砂芯的施涂工作；表面烘干工序由第二微波烘干炉152完成砂芯表面涂料的烘烤；组芯工序在组芯站20的组芯台19上由助力机械手18完成组芯工作；浇注工序在浇注站21由浇注机23完成浇注。

进一步如图2所示，各设备的空间位置布局及连接关系为：沿辊道7的行进方向L，通过辊道7依次连接3D打印站、位于3D打印站下游的吹砂室14、位于吹砂室14下游的烘干室、位于烘干室下游的浸涂室17、位于浸涂室17下游的表面烘干室、位于表面烘干室下游的组芯站20以及位于组芯站20下游的浇注站21，从而形成本发明的铸造生产线。

现分别参照图3至图8对本发明铸造生产线的各设备进行详细描述。

如图3所示，示出的是本发明铸造生产线中3D打印站的结构示意图。该3D打印站设置有储砂斗6，储砂斗6的底部与混砂罐5连接，混砂罐5与设置有加砂口4的铺砂器2间隔设置。其中，混砂罐5的出口对准于加砂口4从而将砂由混砂罐5加入至铺砂器2，在铺砂器2的边缘设置有用于进行3D打印的打印头3。

如图4所示，示出的是本发明铸造生产线中吹砂室14的结构示意图。该吹砂室14的内部顶壁设置有用于对待吹砂砂芯进行夹持的第一机械手101，吹砂室14的内周壁以及上述内部顶壁均设置有柔性风管11。其中，柔性风管11的出风口朝向吹砂室14的内部设置。而在优选的实施例中，吹砂室14的顶壁还设置有与外部环境连通的除尘滤网13。

如图5所示，示出的是本发明铸造生产线中烘干室和表面烘干室的结构示意图。应当理解，在本发明中烘干室与表面烘干室作用不同，并且在整条铸造生产线中的位置不同，但是二者结构实质上相同。具体来说，烘干室可以构造成：用于对经吹砂室吹砂后的砂芯进行烘干的第一微波烘干炉151；而表面烘干室可以构造成：用于对经如下所述的浸涂室17浸涂后的砂芯进行表面烘干的第二微波烘干炉152。

如图6所示，示出的是本发明铸造生产线中浸涂室17的结构示意图。该浸涂室17的内部顶壁设置有用于对经烘干室烘干后的砂芯进行夹持的第二机械手102，浸涂室17内还设置有浸涂池16。

如图7所示，示出的是本发明铸造生产线中组芯站20的结构示意图。该组芯站20由组芯台19和用于对经表面烘干室烘干后的砂芯进行夹持的助力机械手18构成。

如图8所示，示出的是本发明铸造生产线中浇注站21的结构示意图。该浇注站21由多个相邻设置的砂箱22以及相对于砂箱22可移动地设置的浇注机23构成。

此外参见图2至图8，在辊道7上安装有工作箱1，砂芯可以安置在工作箱1上并被运输至如上所述各设备中进行各项处理。具体地，工作箱1随辊道7的行进，沿辊道7的行进方向L依次移动经过3D打印站、吹砂室14、烘干室、浸涂室17、表面烘干室、组芯站20以及浇注站21。并且在优选的实施例中，工作箱1为可升降的工作箱，以便于进行上述各项操作处理。

结合本发明图1至图8，对本发明的铸造生产线的生产流程进行详细描述。

如图3所示，砂子首先存放在储砂斗6中，在打印时，储砂斗6里的砂按设定的混砂量进入混砂罐5。此处应当理解，混砂量可根据实际情况进行选择控制，并由操作员进行设定。进一步，砂子在混砂罐5里与固化剂(如：磺酸固化剂)混合，混砂结束后从加砂口4进入铺砂器2中，铺砂器2在程序控制下进行铺砂，对应工作箱1平面根据铺砂的层厚逐层下降，铺砂一层结束后，打印头3喷出粘合剂(如：酚醛树脂)与工作箱1上带有催化剂的砂子反应达到一定强度。重复以上过程，逐层铺砂、打印，最终打印出需要的砂芯。应当理解，在3D打印站中可以使用任何适当的3D打印机进行上述砂芯打印过程，并且砂芯具体结构和形状均可以根据具体使用情况而由操作员进行设定，本发明不局限于此。

然后如图4所示，打印结束后，工作箱1从3D打印站里开出，通过辊道7沿行进方向L移动到位，吹砂室14的自动门8打开，工作箱1进入吹砂室14。然后工作箱1平面升起，砂芯9露出，操作员控制吹砂室14顶部的第一机械手101将砂芯9抓起，再将四周的柔性风管11摆放至合适的位置；开启压缩空气，柔性风管11按照程序进行顺序吹砂，同时第一机械手101可以根据要求进行翻转，以达到更好的吹砂效果，此外吹砂室14顶部的除尘滤网13可以防止室内的灰尘泄露。在优选的实施例中，对于结构复杂的砂芯9，还需要操作员拿起悬挂在吹砂室14中的吹嘴12对其进行人工吹砂，这样可以最大程度吹干净砂芯9表面的浮砂。

如图5所示，在吹砂完毕后，砂芯9放在工作箱1上通过辊道7继续沿行进方向L运送到构造成第一微波烘干炉151的烘干室，烘干室的自动门8打开并且工作箱1进入，然后第一微波烘干炉151对砂芯9进行烘干。需要指出的是，相比传统电热烘干方式，微波烘干有速度更快、烘干更均匀、强度更高等优势，因此本发明采用微波方式对砂芯进行烘干。

进一步如图6所示，烘干结束后，砂芯9放在工作箱1上，通过辊道7继续沿行进方向L运送到浸涂室17。浸涂室17的自动门8打开同时砂芯9进入，第二机械手102将砂芯9抓起，从工作箱1上转运至浸涂池16中进行浸涂(涂料可选锆英粉涂料，其为一种耐火材料)，目的是在铁水和砂芯之间加一层隔离，防止铸件的粘砂现象。浸涂完毕后，第二机械手102再将砂芯9翻转倒置放在工作箱1上，转运至下一道工序。

在上述浸涂结束后，要对砂芯表面的涂料进行表面烘干。结合图5所示，砂芯9放在工作箱1上，通过辊道7继续沿行进方向L运送至构造成第二微波烘干炉152的表面烘干室，表面烘干室的自动门8打开同时砂芯9进入，然后第二微波烘干炉152开始对砂芯9进行表面烘干。

在表面烘干结束后，如图7所示，砂芯9放在工作箱1上，通过辊道7继续沿行进方向L运送至组芯站20。操作员通过控制助力机械手18将砂芯9抓起并转运至组芯台19，在组芯台19上进行组芯。

最终如图8所示，在组芯完成后，砂芯9通过辊道7继续沿行进方向L转运至浇注站21，砂芯在浇注站21中被埋在砂箱22里，通过浇注机23进行逐个浇注，至此完成铸造生产线的整个生产流程。

综上所述，通过本发明提供的基于3D打印的铸造生产线，可以有效地固化3D打印铸件的生产流程，提高生产效率。同时，3D打印出的砂芯半成品比传统砂芯质量更好，人力耗费更少，而且更加绿色环保。

此外，在本发明的铸造生产线中，利用3D打印技术的特点和优势并同时结合上述各生产设备，从而可以整合出一条高效的生产线。相比传统的铸造工艺，本发明具有以下优势：①速度更快，因为3D打印不需要模具，所以可以有效地缩短产品的生产周期，提高生产效率；②难度更高，这是由于3D打印能够制造很多传统工艺无法或很难制成的产品；③自动化程度更高，并且能够大幅解放劳动力，同时最大限度实现标准化生产；④而且本发明比传统工艺更加绿色环保。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于3D打印的铸造生产线，其特征在于，包括：

沿辊道(7)的行进方向(L)，通过所述辊道(7)依次连接的3D打印站、位于所述3D打印站下游的吹砂室(14)、位于所述吹砂室(14)下游的烘干室、位于所述烘干室下游的浸涂室(17)、位于所述浸涂室(17)下游的表面烘干室、位于所述表面烘干室下游的组芯站(20)以及位于所述组芯站(20)下游的浇注站(21)。

2.根据权利要求1所述的铸造生产线，其特征在于，

所述3D打印站设置有储砂斗(6)，所述储砂斗(6)的底部与混砂罐(5)连接，所述混砂罐(5)与设置有加砂口(4)的铺砂器(2)间隔设置，

其中，所述混砂罐(5)的出口对准于所述加砂口(4)，并且在所述铺砂器(2)的边缘设置有打印头(3)。

3.根据权利要求1所述的铸造生产线，其特征在于，

所述吹砂室(14)的内部顶壁设置有用于对待吹砂砂芯进行夹持的第一机械手(101)，所述吹砂室(14)的内周壁以及所述内部顶壁均设置有柔性风管(11)，

其中，所述柔性风管(11)的出风口朝向所述吹砂室(14)的内部设置，所述吹砂室(14)的顶壁还设置有与外部环境连通的除尘滤网(13)。

4.根据权利要求1所述的铸造生产线，其特征在于，

所述烘干室构造成：用于对经所述吹砂室吹砂后的砂芯进行烘干的第一微波烘干炉(151)。

5.根据权利要求1所述的铸造生产线，其特征在于，

所述浸涂室(17)的内部顶壁设置有用于对经所述烘干室烘干后的砂芯进行夹持的第二机械手(102)，所述浸涂室(17)内还设置有浸涂池(16)。

6.根据权利要求1所述的铸造生产线，其特征在于，

所述表面烘干室构造成：用于对经所述浸涂室(17)浸涂后的砂芯进行表面烘干的第二微波烘干炉(152)。

7.根据权利要求1所述的铸造生产线，其特征在于，

所述组芯站(20)由组芯台(19)和用于对经所述表面烘干室烘干后的砂芯进行夹持的助力机械手(18)构成。

8.根据权利要求1所述的铸造生产线，其特征在于，

所述浇注站(21)由多个相邻设置的砂箱(22)以及相对于所述砂箱(22)可移动地设置的浇注机(23)构成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的铸造生产线，其特征在于，

所述辊道(7)上安装有：随所述辊道(7)的行进以依次移动经过所述3D打印站、所述吹砂室(14)、所述烘干室、所述浸涂室(17)、所述表面烘干室、所述组芯站(20)以及所述浇注站(21)的工作箱(1)。

10.根据权利要求9所述的铸造生产线，其特征在于，

所述工作箱(1)为可升降的工作箱。