CN106040976A - 一种大跨距砂型3d打印铺砂设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，包括主体框架（1）、工作箱（2）、铺砂装置（5）和铺砂装置运行模组（6），所述铺砂装置（5）单个或多个安装于两个或两个以上铺砂装置运行模组（6）上方，所述铺砂装置运行模组（6）之间通过两个以上联轴器（4）连接，所述联轴器一端设置有驱动电机（3），所述的驱动电机（3）驱动对应数量铺砂装置（5）沿Y方向同步运行。所述单个或多个工作箱（2）分别布置于对应铺砂装置（5）的下方。本发明的有益效果是：包含有两个或多工作箱，铺砂与打印作业时两个或多工作箱同时工作，与同等规格的单工作箱砂型3D打印设备相比，在同等时间内，能够成倍提高打印效率，从而有效降低砂型成本。

Description

一种大跨距砂型3D打印铺砂设备

技术领域

本发明涉及一种铺砂装置，具体的涉及一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，属于3D打印应用类领域。

背景技术

目前砂型3D打印设备所使用的常规铺砂装置多为简易铺砂结构，目的为达到顺利下砂即可；其次因个别种类树脂硬化要求，需对打印后的树脂进行加热，常规方法为设备内置对整个设备空间的恒温或加热装置，存在加热温度不够或不均匀的问题；最后因铺砂装置底部刮砂板有倾斜角度要求，常规铺砂装置多为固定型，因此只能铺完一层砂后再空程返回，严重影响设备的打印效率。实际使用过程中发现，铺砂装置对成型砂型的强度有着至关重要的影响，而不仅仅是提供足量均匀的3D打印用砂，且需要解决对打印树脂均匀恒温加热的问题，如果能够消除铺砂装置空回浪费的时间，也可有效提高打印效率，需要对铺砂装置的结构进行优化和改进。

为此，如何提供一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，是本发明研究的目的。

发明内容

为克服现有技术不足，本发明提供一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，设置振动紧实装置、辅助加热装置、换向机构，振动紧实与辅助加热装置可有效提高3D打印砂型的成型强度，换向机构可实现双向铺砂，可以提高设备打印效率。

为解决现有技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，包括主体框架（1）、工作箱（2）、铺砂装置（5）和铺砂装置运行模组（6），所述铺砂装置（5）单个或多个安装于两个或两个以上铺砂装置运行模组（6）上方，所述铺砂装置运行模组（6）之间通过两个以上联轴器（4）连接，所述联轴器一端设置有驱动电机（3），所述的驱动电机（3）驱动对应数量铺砂装置（5）沿Y方向同步运行,所述单个或多个工作箱（2）分别布置于对应铺砂装置（5）的下方。

进一步的，所述的铺砂装置（5）单向铺砂装置结构包括砂槽（11）、螺旋杆（12）、盖板（13）、螺旋驱动电机（14）、砂槽支座（15）、同步带轮（16）、维护板（17）和接砂口（18）,所述的砂槽（11）为两根矩形方管拼接而成，所述的方管中间留有空间用以存储砂子；所述的砂槽（11）设置在砂槽支座（15）上，所述砂槽（11）侧面设置有维护板（17）和砂位传感器（19）；所述砂槽（11）的上方通过合页连接有盖板（13），所述盖板（13）可绕合页旋转；所述的盖板（13）一端设有接砂口（18），另一端安装螺旋驱动电机（14），所述盖板（13）正下方吊装有螺旋杆（12），所述螺旋杆（12）通过同步带轮（16）及同步带与所述螺旋驱动电机（14）连接；所述的砂槽（11）的中间安装有筛砂槽（20），所述筛砂槽（20）下方为下砂口（21），与所述下砂口（21）后部相邻的、与水平面具有角度的平板设有刮砂板（31），所述的角度设置为0-5°。

进一步的，所述砂槽（11）的下方一侧吊装设置有偏心轴（26），多个偏心块（28）通过轴承（27）安装于所述偏心轴（26）上，所述偏心块（28）下端与连接块（29）之间通过销钉连接，所述连接块（29）背面安装有刮砂板（31）；振动电机（30）与所述偏心轴（26）一端连接，并固定于砂槽（11）下方；所述连接块（29）连同固定于其上方的刮砂板（31）通过摆动连杆（22）及连接销轴（23）与旋转销轴支座（24）相连接，所述旋转销轴支座（24）安装在砂槽（11）的下方；所述旋转销轴支座（24）与下砂口（21）之间设置有缝隙调节板（25）。

进一步的，所述下砂口（21）可设置为敞开式，所述敞开缝隙设置为3-7mm，所述下砂口（21）配套设置有筛网，所述筛网选择10-20目。

进一步的，所述铺砂装置（5）布局方式不限于单个，多个铺砂装置（5）可通过并排布置的铺砂装置运行模组（6）通过联轴器（4）相连接，由单台驱动电机（3）实现同步的铺砂动作；或每个铺砂装置（5）配置独立的驱动电机（3），每个铺砂装置独立动作。

一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，包括主体框架（1）、工作箱（2）、铺砂装置（5），所述的铺砂装置（5）为双向铺砂结构，是在单向铺砂结构的基础上，砂槽（11）及其所属安装件整体通过两侧的转轴（32）安装于转轴支座（38）内，所述转轴支座（38）固定不动，上方安装有摆杆（33），所述砂槽（11）两侧设置有气缸支座（34），所述气缸支座（34）通过销轴连接有伸缩气缸（35），所述伸缩气缸（35）的缸杆又与摆杆（33）通过销钉连接，通过伸缩气缸（35）的伸缩动作可带动砂槽（11）及其所属安装部件整体围绕转轴支座（38）旋转。

进一步的，所述与下砂口（21）两侧相邻的、与水平面具有一定角度的平板为刮砂板（31），所述角度为-5°-5°，并通过伸缩气缸（35）及限位块（36）调整。

进一步的，所述角度亦可通过旋转电机、旋转气缸、齿轮齿条、蜗轮蜗杆方式调节，或通过手动方式进行调节。

进一步的，所述的偏心轴（26）吊装在砂槽（11）的下方一侧，中间有设有固定支撑，多个偏心块（28）通过轴承（27）安装于所述偏心轴（26）上，所述偏心块（28）另一端又与漏斗（41）相连接，连接块（4）吊装于砂槽（11）下方，所述连接块（4）下部安装有弹性气管槽口（44）及刮砂板（43），振动电机（30）与偏心轴（26）一端连接，并固定于砂槽（11）下方；加热管（40）吊装于砂槽（11）的下方，位于偏心轴（26）的对侧。

进一步的，所述下砂口（21）可设置为敞开式，所述敞开缝隙设置为3-7mm，所述下砂口（21）配套设置有筛网，所述筛网选择10-20目。

本发明的有益效果是：包含有两个或多工作箱，铺砂与打印作业时两个或多工作箱同时工作，与同等规格的单工作箱砂型3D打印设备相比，在同等时间内，能够成倍提高打印效率，从而有效降低砂型成本，更快应对生产需要。

附图说明

图1为本发明设备布置图。

图2为铺砂装置单向铺砂整体结构示意图。

图3为铺砂装置单向铺砂局部结构示意图。

图4为铺砂装置双向铺砂整体结构示意图。

图5为铺砂装置双向铺砂局部结构示意图。

其中：主体框架1 、工作箱2、驱动电机3、联轴器4、铺砂装置5、铺砂装置运行模组6、砂槽11、螺旋杆12、盖板13、螺旋驱动电机14、砂槽支座15、同步带轮16、维护板17、接砂口18、砂位传感器19、筛砂槽20、下砂口21、摆动连杆22、旋转销轴23、旋转销轴支座24、缝隙调节板25、偏心轴26、轴承27、偏心块28、连接块29、振动电机30、刮砂板31、转轴32、摆杆33、气缸支座34、伸缩气缸35、限位块36、转轴支座38、加热管40、漏斗41、连接块42、刮砂板43、弹性气管槽口44、弹性气管45。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更加理解本发明技术方案，下面结合附图1-5对本发明做进一步分析。

如图1所示，为铺沙装置在3D打印铺砂设备中的布局方式，主要由主体框架1、工作箱2、铺砂装置5等组成，所述单个或多个铺砂装置5安装于两个或两个以上铺砂装置运行模组6上方，所述铺砂装置运行模组6之间通过两个以上联轴器4连接，通过驱动电机3可驱动对应数量铺砂装置5沿Y方向同步运行。单个或多工作箱2分别布置于对应铺砂装置5的下方。布局方式不限于单个铺砂装置，多个铺砂装置时可通过并排布置的铺砂装置运行模组6通过联轴器4相连接，由单台驱动电机3实现同步的铺砂动作；也可每个铺砂装置5配置独立的驱动电机3，每个铺砂装置独立动作。

如图2-3所示，铺砂装置5实施方案一为一种单向铺砂的结构，为适应大跨距（2m以上）铺砂要求，砂槽11设计为两根矩形管拼接而成，方管中间留有空间用以存储砂子。在砂槽11的上方通过合页连接有盖板13，所述盖板13可绕合页旋转；盖板13一端设有接砂口18，另一端安装螺旋驱动电机14，盖板13正下方吊装有螺旋杆12，螺旋杆12通过同步带轮16及同步带与所述螺旋驱动电机14连接。砂槽11的中间安装有筛砂槽20，筛砂槽20下方为下砂口21，与下砂口21后部相邻的、与水平面具有一定角度的平板为刮砂板31，所述角度为0-5°。

偏心轴26吊装在砂槽11的下方一侧，中间有若干处固定支撑，若干个偏心块28通过轴承27安装于所述偏心轴26上，所述偏心块28下端又与连接块29之间通过销钉连接，所述连接块29背面安装有刮砂板31，振动电机30与偏心轴26一端连接，并固定于砂槽11下方。所述连接块29连同固定于其上方的刮砂板31通过摆动连杆22及连接销轴23与旋转销轴支座24相连接，旋转销轴支座24安装在砂槽11的下方。

本发明实施方案一的工作过程如下：砂子经接砂口18加入砂槽11，当砂位传感器19显示检测到满砂信号后，停止加砂。加砂同时螺旋杆12在螺旋输送电机14的驱动下开始匀速转动，把砂子平均分布在整个砂槽11内部。铺砂动作开始时，砂槽11内部的砂子经过筛砂槽20过滤后，从下砂口21均匀洒出，刮砂板31同步运行把洒出的砂子刮平。在铺砂过程中，在振动电机30驱动下，偏心轴26在轴承27的支撑下作高速旋转运动，带动连接块4做上下往复运动，连接块4又带动刮砂板31做高频振动，刮平的砂子同时被很好的紧实，从而达到提高砂型密度与强度的作用。通过调整振动电机30的频率及转速，可获得不同的砂型密度与强度。

如图4-5所示，铺砂装置5实施方案二为一种双向铺砂的结构，包括主体框架（1）、工作箱（2）、铺砂装置（5）,为适应大跨距（2m以上）铺砂要求，砂槽11设计为两根矩形管拼接而成，方管中间留有空间用以存储砂子。在砂槽11的上方通过合页连接有盖板13，所述盖板13可绕合页旋转；盖板13一端设有接砂口18，另一端安装螺旋驱动电机14，所述盖板13正下方吊装有螺旋杆12，所述螺旋杆12通过同步带轮16及同步带与所述螺旋驱动电机14连接。砂槽11及其所属安装件整体通过两侧的转轴32安装于转轴支座38内，所述转轴支座38固定不动，上方安装有摆杆33，砂槽41两侧设置有气缸支座34，所述气缸支座34通过销轴连接有伸缩气缸35，伸缩气缸35的缸杆又与摆杆33通过销钉连接，通过伸缩气缸35的伸缩动作可带动砂槽11及其所属安装部件整体围绕转轴支座38旋转。砂槽11的中间安装有漏斗41，所述漏斗41下方为下砂口21，与下砂口21两侧相邻的、与水平面具有一定角度的平板为刮砂板31，所述角度为-5°-5°，可通过伸缩气缸35及限位块36调整。除上述通过伸缩气缸进行角度调节外，还可通过旋转电机、旋转气缸、齿轮齿条、蜗轮蜗杆等方式调节，也可通过手动方式进行调节。

偏心轴26吊装在砂槽11的下方一侧，中间有若干处固定支撑，若干个偏心块28通过轴承27安装于偏心轴26上，偏心块28另一端又与漏斗41相连接，连接块4吊装于砂槽11下方，连接块4下部安装有弹性气管槽口44及刮砂板43，振动电机30与偏心轴26一端连接，并固定于砂槽11下方；加热管40吊装于砂槽11的下方，位于偏心轴26的对侧。

本发明实施方案二的工作过程如下：砂子经接砂口18加入砂槽11，当砂位传感器19显示检测到满砂信号后，停止加砂。加砂同时螺旋杆12在螺旋输送电机14的驱动下开始匀速转动，把砂子平均分布在整个砂槽11内部。铺砂动作开始时，砂槽11内部的砂子经过漏斗41导流后，从下砂口21均匀洒出，刮砂板43同步运行把洒出的砂子刮平。在铺砂过程中，在振动电机30驱动下，偏心轴26在轴承27的支撑下作高速旋转运动，带动偏心块28做往复运动，偏心块28又带动漏斗41做高频振动，使得砂子能够顺利从漏斗41下方的下砂口21流出。所述下砂口21的缝隙大小可通过弹性气管45调节，通过控制气压的大小调节弹性气管45之间的间隙（优选间隙为0-6mm），从而达到调节下砂量的作用。所述实施方案二的优点在于能够实现双向铺砂，铺砂时刮砂板43与水平面的倾角（-5°-5°）通过控制伸缩气缸35的伸缩及限位块36的位置精确获得，从而消除铺砂装置5运行空行程并提高砂型3D打印设备的工作效率。布置于砂槽11下方的加热管40可根据打印需要对打印材料加热，通过对加热温度的调节可获得不同的砂型强度及固化时间。加热管40的布置及工作方式同时适用于任何3D砂型打印设备中需要对打印材料及砂型加热的场合。

为了调节与控制下砂量，除上述提到的通过弹性气管调节的方式外，还可以将下砂口设置为敞开形式，所述敞开缝隙为3-7mm可调，调节方式可通过螺纹手动调节或更换相应间隙的刮砂板实现；下砂口设置为敞开形式需配套下砂筛网，所述筛网选择10-20目的钢丝网制成，以实现振动时下砂，停止振动时下砂随即停止的功能。

本发明提供两种砂型3D打印铺砂设备的实施方案，主要分为单向铺砂与双向铺砂结构。二者共有的功能结构包括刮砂板振动紧实结构、侧置的加热管、内部手动或自动的下砂量调节装置等，目的在于提高成型砂型的强度，满足部分树脂对均匀恒温加热的需求，并可根据砂子粒度与打印要求对下砂量进行手动或自动调节；二者区别的功能结构在于双向铺砂实施方案中布置有换向装置，可通过气缸、旋转电机、齿轮齿条等传动方式实现。与现有常规砂型3D打印设备铺砂装置相比，可有效提高成型砂型的强度，满足树脂的加热需求，并进一步提高打印效率。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，其特征在于，包括主体框架（1）、工作箱（2）、铺砂装置（5）和铺砂装置运行模组（6），所述铺砂装置（5）单个或多个安装于两个或两个以上铺砂装置运行模组（6）上方，所述铺砂装置运行模组（6）之间通过两个以上联轴器（4）连接，所述联轴器一端设置有驱动电机（3），所述的驱动电机（3）驱动对应数量铺砂装置（5）沿Y方向同步运行,所述单个或多个工作箱（2）分别布置于对应铺砂装置（5）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，其特征在于，所述的铺砂装置（5）单向铺砂装置结构包括砂槽（11）、螺旋杆（12）、盖板（13）、螺旋驱动电机（14）、砂槽支座（15）、同步带轮（16）、维护板（17）和接砂口（18）,所述的砂槽（11）为两根矩形方管拼接而成，所述的方管中间留有空间用以存储砂子；所述的砂槽（11）设置在砂槽支座（15）上，所述砂槽（11）侧面设置有维护板（17）和砂位传感器（19）；所述砂槽（11）的上方通过合页连接有盖板（13），所述盖板（13）可绕合页旋转；所述的盖板（13）一端设有接砂口（18），另一端安装螺旋驱动电机（14），所述盖板（13）正下方吊装有螺旋杆（12），所述螺旋杆（12）通过同步带轮（16）及同步带与所述螺旋驱动电机（14）连接；所述的砂槽（11）的中间安装有筛砂槽（20），所述筛砂槽（20）下方为下砂口（21），与所述下砂口（21）后部相邻的、与水平面具有角度的平板设有刮砂板（31），所述的角度设置为0-5°。

3.根据权利要求2所述的一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，其特征在于，所述砂槽（11）的下方一侧吊装设置有偏心轴（26），多个偏心块（28）通过轴承（27）安装于所述偏心轴（26）上，所述偏心块（28）下端与连接块（29）之间通过销钉连接，所述连接块（29）背面安装有刮砂板（31）；振动电机（30）与所述偏心轴（26）一端连接，并固定于砂槽（11）下方；所述连接块（29）连同固定于其上方的刮砂板（31）通过摆动连杆（22）及连接销轴（23）与旋转销轴支座（24）相连接，所述旋转销轴支座（24）安装在砂槽（11）的下方；所述旋转销轴支座（24）与下砂口（21）之间设置有缝隙调节板（25）。

4.根据权利要求3所述的一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，其特征在于，所述下砂口（21）可设置为敞开式，所述敞开缝隙设置为3-7mm，所述下砂口（21）配套设置有筛网，所述筛网选择10-20目。

5.根据权利要求1所述的一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，其特征在于，所述铺砂装置（5）布局方式不限于单个，多个铺砂装置（5）可通过并排布置的铺砂装置运行模组（6）通过联轴器（4）相连接，由单台驱动电机（3）实现同步的铺砂动作；或每个铺砂装置（5）配置独立的驱动电机（3），每个铺砂装置独立动作。

6.一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，包括主体框架（1）、工作箱（2）、铺砂装置（5），所述的铺砂装置（5）为双向铺砂结构，是在单向铺砂结构的基础上，砂槽（11）及其所属安装件整体通过两侧的转轴（32）安装于转轴支座（38）内，所述转轴支座（38）固定不动，上方安装有摆杆（33），所述砂槽（11）两侧设置有气缸支座（34），所述气缸支座（34）通过销轴连接有伸缩气缸（35），所述伸缩气缸（35）的缸杆又与摆杆（33）通过销钉连接，通过伸缩气缸（35）的伸缩动作可带动砂槽（11）及其所属安装部件整体围绕转轴支座（38）旋转。

7.根据权利要求6所述的一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，其特征在于，所述与下砂口（21）两侧相邻的、与水平面具有一定角度的平板为刮砂板（31），所述角度为-5°-5°，并通过伸缩气缸（35）及限位块（36）调整。

8.根据权利要求6所述的一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，其特征在于，所述角度亦可通过旋转电机、旋转气缸、齿轮齿条、蜗轮蜗杆方式调节，或通过手动方式进行调节。

9.根据权利要求6所述的一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，其特征在于，偏心轴（26）吊装在所述砂槽（11）的下方一侧，中间有设有固定支撑，多个偏心块（28）通过轴承（27）安装于所述偏心轴（26）上，所述偏心块（28）另一端又与漏斗（41）相连接，连接块（4）吊装于砂槽（11）下方，所述连接块（4）下部安装有弹性气管槽口（44）及刮砂板（43），振动电机（30）与偏心轴（26）一端连接，并固定于砂槽（11）下方；加热管（40）吊装于砂槽（11）的下方，位于偏心轴（26）的对侧。

10.根据权利要求 6所述的一种大跨距砂型3D打印铺砂设备，其特征在于，所述下砂口（21）可设置为敞开式，所述敞开缝隙设置为3-7mm，所述下砂口（21）配套设置有筛网，所述筛网选择10-20目。