CN106041002A - 一种3d打印清砂设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及砂型3D打印清砂领域，具体涉及一种3D打印清砂设备,该设备包括：工作平台、顶升装置、砂箱、工作箱、隔砂板和接砂槽；其中，所述工作平台包括：控制所述砂箱、工作箱和隔砂板进行定位移动的控制装置、辊道输送装置和栅格板；所述顶升装置包括：升降板、底座、侧板c和位于所述底座上的顶升机，所述顶升装置位于所述工作平台的下方；所述砂箱位于所述工作平台的辊道输送装置上；所述工作箱位于砂箱的上方；所述隔砂板设于所述砂箱的上方且工作箱的下方；所述接砂槽位于所述工作平台的下方。本发明的设备，解决了传统废砂处理效率低下等问题，并且提高了清砂效率，实现了3D打印整个过程的自动化、智能化。
Description
技术领域
本发明涉及砂型3D打印清砂领域，具体涉及一种3D打印清砂设备。
背景技术
目前砂型3D打印机的工作原理是如下：首先由铺砂器在工作箱上铺一层砂子，然后由打印头在选定的砂子上面喷出固化剂，随着固化剂和砂子一层层的固化，三维产品也就逐渐成型，最后将打印出的产品取出烘干，剩余砂子进行清理。在此过程中，未被充分利用的废砂需要进行清理和回收利用，传统清理砂子的方法主要是依靠人力将砂子清理干净。如公开号为CN105665632A的专利文献，公开了一种自适应砂型3D打印成形方法及装置，公开了如下技术特征：当其砂型打印完成后，需要工作人员打开成形室，清除掉未粘结的原砂，取出砂型。传统清理砂子的方式效率比较低下，而且在清理的过程中砂子四处飞扬，容易造成环境的污染，工作人员长期在此工作环境下工作，对其身体健康也有影响，完全不符合我们现在提倡的绿色制造的发展趋势，同时容易造成砂子及原材料的污染，无法使其再次利用。因此如何设计一种绿色环保的废砂处理装置成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种3D打印清砂设备，该设备解决传统废砂处理效率低下、污染环境、影响人身体健康等问题，实现了3D打印整个过程的自动化、智能化。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：一种3D打印清砂设备，包括：工作平台、顶升装置、砂箱、工作箱、隔砂板和接砂槽；其中，所述工作平台包括：控制所述砂箱、工作箱和隔砂板进行定位移动的控制装置、辊道输送装置和栅格板，其中，所述辊道输送装置设于所述工作平台的两侧，用于输送所述砂箱，所述栅格板位于所述接砂槽的上方，用于使砂子通过并进入所述接砂槽；所述顶升装置包括：升降板、底座、侧板c和位于所述底座上的顶升机，所述顶升装置位于所述工作平台的下方，用于提升砂箱中的砂子和砂芯；所述砂箱位于所述工作平台的辊道输送装置上，其由底板和侧板a连接形成，所述底板能够沿侧板a上下移动，用于承载砂箱中的砂子和砂芯；所述工作箱位于砂箱的上方，其由多个侧板d连接形成，且上下连通，用于容置由顶升装置提升的砂箱中的砂子和砂芯；所述隔砂板设于所述砂箱的上方且工作箱的下方，用于当工作箱中容置砂子和砂芯时,移动到所述工作箱底部,以承载砂子和砂芯；所述接砂槽位于所述工作平台的下方。
发明人发现，根据本发明实施例的该设备，解决了传统废砂处理效率低下、污染环境、影响人身体健康等问题，并且提高了清砂效率，避免砂子及原材料受到污染，提高其利用率，节约成本，此外，实现了3D打印整个过程的自动化、智能化。
根据本发明的实施例，所述工作平台还包括支架，所述工作平台设有一个大于所述顶升装置宽度的方孔，用于所述升降板通过，将砂箱中的砂子和砂芯提升至所述工作箱中，且所述工作平台两侧竖直设有侧板b，形成抽屉机构，用于砂箱的传动。
根据本发明的实施例，所述控制装置为感应器。
根据本发明的实施例，所述栅格板设有多个方孔，用于砂子通过，且使砂芯停留在栅格板上。
根据本发明的实施例，所述升降板、底座和两块侧板c连接形成隧道结构。
根据本发明的实施例，所述砂箱由所述底板和四块侧板a连接形成；所述工作箱由四块侧板d环形连接形成，并且设有控制管路a，呈圆柱体形状，用于连接所述控制装置且对所述工作箱进行控制。
根据本发明的实施例，所述砂箱和位于所述工作平台两侧的侧板b高度相等。
根据本发明的实施例，所述隔砂板宽度大于工作平台的宽度，
优选的，所述隔砂板一端设有控制管路b，呈矩形，用于连接所述控制装置且对所述隔砂板进行控制，当所述工作箱中容置砂子和砂芯时, 使隔砂板移动到所述工作箱底部, 以承载砂子和砂芯。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种利用所述的设备进行清砂的方法，根据本发明的实施例，包括以下步骤：a.装满砂子和砂芯的所述砂箱通过所述辊道输送装置送入所述工作平台，在所述控制装置的控制下，使所述砂箱停在所述顶升装置的上方；b.所述工作箱在所述控制装置的控制下，向所述砂箱的方向移动，使所述工作箱停在所述砂箱的上方；c.所述顶升机开始运作，控制所述升降板，将砂箱中的砂子和砂芯提升进入所述工作箱中，同时，所述隔砂板在所述控制装置的控制下，向所述工作箱方向移动，当与工作箱的近端相接触时，隔砂板停止移动；d. 所述工作箱在所述控制装置的控制下，再次反向移动到所述隔砂板上，此时，所述工作箱内部的砂子及砂芯一起移动停留到隔砂板的上面，在进行此过程的同时所述顶升机控制所述升降板下降恢复到原来的位置；e. 所述隔砂板在所述控制装置的控制下，迅速抽出回到起始位置，由于隔砂板抽出，所述工作箱下面只剩下所述工作平台上的栅格板，砂子顺着所述栅格板的方孔进入所述接砂槽，后续进行集中处理，砂芯则停留在栅格板上，由周边的辅助机器人进行抓取处理，并且在处理砂子的同时，所述砂箱已经通过所述辊道传输装置回到3D打印机中继续进行工作。
本发明至少具有以下有益效果：
利用该3D打印清砂设备，解决了传统废砂处理效率低下、污染环境、影响人身体健康等问题，并且提高了清砂效率，避免砂子及原材料受到污染，提高其利用率，节约成本，此外，实现了3D打印整个过程的自动化、智能化。
附图说明
图1是3D打印清砂设备结构示意图。
图2是3D打印清砂设备砂箱结构示意图。
图3是3D打印清砂设备工作平台结构示意图。
图4是3D打印清砂设备顶升装置结构示意图。
图5是3D打印清砂设备工作箱结构示意图。
图6是3D打印清砂设备隔砂板结构示意图。
图7是3D打印清砂设备接砂槽结构示意图。
图8是清砂设备运动步骤a示意图。
图9是清砂设备运动步骤b示意图。
图10是清砂设备运动步骤c示意图。
图11是清砂设备运动步骤d示意图。
图12是清砂设备运动步骤e示意图。
其中，砂箱1、工作平台2、顶升装置3、工作箱4、隔砂板5、接砂槽6、侧板a 7、底板8、侧板b 9、控制装置10、辊道输送装置11、栅格板12、支架13、升降板14、底座15、侧板c 16、顶升机17、侧板d 18、控制管路a 19、控制管路b 20。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
本发明提供了一种3D打印清砂设备，根据本发明的实施例，图1是3D打印清砂设备结构示意图，图2是3D打印清砂设备砂箱结构示意图，图5是3D打印清砂设备工作箱结构示意图，图7是3D打印清砂设备接砂槽结构示意图，参照图1、图2、图5和图7所示，该设备包括：工作平台2、顶升装置3、砂箱1、工作箱4、隔砂板5和接砂槽6；其中，所述工作平台包括：控制装置10、辊道输送装置11和设有多个方孔的栅格板12，用于砂子通过，且使砂芯停留在栅格板上；所述顶升装置包括：升降板14、底座15、侧板c 16和位于所述底座上的顶升机17；所述砂箱位于所述工作平台的辊道输送装置上，其由底板8和四块侧板a 7连接形成，所述底板能够沿侧板a上下移动，用于承载砂箱中的砂子和砂芯；所述工作箱位于砂箱的上方，其由四块侧板d 18环形连接形成，且上下连通，用于容置由顶升装置提升的砂箱中的砂子和砂芯；所述隔砂板设于所述砂箱的上方且工作箱的下方，用于当工作箱中容置砂子和砂芯时,移动到所述工作箱底部,以承载砂子和砂芯；所述接砂槽位于所述工作平台的下方。
发明人发现，根据本发明实施例的该设备，解决了传统废砂处理效率低下、污染环境、影响人身体健康等问题，并且提高了清砂效率，避免砂子及原材料受到污染，提高其利用率，节约成本，此外，实现了3D打印整个过程的自动化、智能化。
根据本发明的实施例，所述控制装置的具体种类不受限制，只要能够控制所述砂箱、工作箱和隔砂板进行定位移动即可，根据本发明的一些实施例，本发明优选为感应器。
根据本发明的实施例，所述辊道输送装置设于所述工作平台的两侧，用于输送所述砂箱，所述栅格板12位于所述接砂槽的上方，用于使砂子通过并进入所述接砂槽。
根据本发明的实施例，所述顶升装置具体种类不受限制，可以为气动顶升装置，电动顶升装置或者机械顶升装置，本发明优选为电动顶升装置，位于所述工作平台的下方，用于提升所述砂箱中的砂子和砂芯。图4是3D打印清砂设备顶升机结构示意图，参照图4所示，优选的，所述升降板、底座和两块侧板c连接形成隧道结构。
根据本发明的实施例，图3是3D打印清砂设备工作平台结构示意图。参照图3所示，所述工作平台还包括支架13，所述工作平台设有一个大于所述顶升装置宽度的方孔，用于所述升降板通过，将砂箱中的砂子和砂芯提升至所述工作箱中，且所述工作平台两侧竖直设有侧板b 9，形成抽屉机构，用于砂箱的传动。优选的，所述砂箱和位于所述工作平台两侧的侧板b高度相等。
装满砂子和砂芯的所述砂箱通过所述辊道输送装置送入所述工作平台，在所述控制装置的控制下，使所述砂箱停在所述顶升装置的上方，所述工作箱在所述控制装置的控制下，向所述砂箱的方向移动，使所述工作箱停在所述砂箱的上方，所述顶升机开始运作，控制所述升降板通过工作平台的方孔，将砂箱中的砂子和砂芯提升进入所述工作箱中。
根据本发明的实施例，所述工作箱设有控制管路a 19，用于连接所述控制装置且对所述工作箱进行控制，所述控制管路a的设置方式和形状不受限制，只要能够达到控制效果即可，根据本发明的一些实施例，本发明优选为圆柱体形状。
根据本发明的实施例，图6是3D打印清砂设备隔砂板结构示意图，参照图6所示，所述隔砂板的具体材质不受限制，只要能够承载砂子和砂芯的重量即可，本发明优选为金属板，其宽度大于工作平台的宽度，所述隔砂板一端设有控制管路b 20，用于连接所述控制装置且对所述隔砂板进行控制，当所述工作箱中容置砂子和砂芯时, 使隔砂板移动到所述工作箱底部, 以承载砂子和砂芯。所述控制管路b的设置方式和形状不受限制，只要能够达到控制效果即可，根据本发明的一些实施例，本发明优选为矩形。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种利用所述的设备进行清砂的方法，根据本发明的实施例，包括以下步骤：
图8是清砂设备运动步骤a示意图，参照图8所示，a.装满砂子和砂芯的所述砂箱通过所述辊道输送装置送入所述工作平台，在所述控制装置的控制下，使所述砂箱停在所述顶升装置的上方。
根据本发明的实施例，所述砂箱位于所述工作平台的辊道输送装置上，其由底板和四块侧板a连接形成，所述底板能够沿侧板a上下移动，用于承载砂箱中的砂子和砂芯。
根据本发明的实施例，图3是3D打印清砂设备工作平台结构示意图。参照图3所示，所述工作平台还包括支架，所述工作平台设有一个大于所述顶升装置宽度的方孔，用于所述升降板通过，将砂箱中的砂子和砂芯提升至所述工作箱中，且所述工作平台两侧竖直设有侧板b，形成抽屉机构，用于砂箱的传动。优选的，所述砂箱和位于所述工作平台两侧的侧板b高度相等。
图9是清砂设备运动步骤b示意图，参照图9所示，b.所述工作箱在所述控制装置的控制下，向所述砂箱的方向移动，使所述工作箱停在所述砂箱的上方。
根据本发明的实施例，所述工作箱由四块侧板d环形连接形成，并且设有控制管路a，用于连接所述控制装置且对所述工作箱进行控制，呈圆柱体形状。
图10是清砂设备运动步骤c示意图，参照图10所示，c.所述顶升机开始运作，控制所述升降板，将砂箱中的砂子和砂芯提升进入所述工作箱中，同时，所述隔砂板在所述控制装置的控制下，向所述工作箱方向移动，当与工作箱的近端相接触时，隔砂板停止移动。
根据本发明的实施例，所述隔砂板设于所述砂箱的上方且工作箱的下方，用于承载砂子和砂芯，所述隔砂板宽度大于工作平台的宽度，优选的，所述隔砂板一端设有控制管路b，呈矩形，当所述工作箱中容置砂子和砂芯时, 使隔砂板移动到所述工作箱底部, 以承载砂子和砂芯。
图11是清砂设备运动步骤d示意图，参照图11所示，d. 所述工作箱在所述控制装置的控制下，再次反向移动到所述隔砂板上，此时，所述工作箱内部的砂子及砂芯一起移动停留到隔砂板的上面，在进行此过程的同时所述顶升机控制所述升降板下降恢复到原来的位置。
根据本发明的实施例，所述顶升装置具体种类不受限制，可以为气动顶升装置，电动顶升装置或者机械顶升装置，本发明优选为电动顶升装置，位于所述工作平台的下方，用于提升所述砂箱中的砂子和砂芯。图4是3D打印清砂设备顶升机结构示意图，参照图4所示，优选的，所述升降板、底座和两块侧板c连接形成隧道结构。
图12是清砂设备运动步骤e示意图，参照图12所示，e. 所述隔砂板在所述控制装置的控制下，迅速抽出回到起始位置，由于隔砂板抽出，所述工作箱下面只剩下所述工作平台上的栅格板，所述栅格板上的方孔比较小，砂子顺着栅格板的方孔进入所述接砂槽，后续进行集中处理，砂芯则停留在栅格板上，由周边的辅助机器人进行抓取处理，并且在处理砂子的同时，所述砂箱通过所述辊道传输装置回到3D打印机中继续进行工作，重复循环进行上述步骤，实现自动清砂功能。
发明人发现，根据本发明实施例的该设备，解决了传统废砂处理效率低下、污染环境、影响人身体健康等问题，并且提高了清砂效率，避免砂子及原材料受到污染，提高其利用率，节约成本，此外，实现了3D打印整个过程的自动化、智能化。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，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。
Claims (9)
1.一种3D打印清砂设备，其特征在于，包括：工作平台、顶升装置、砂箱、工作箱、隔砂板和接砂槽；其中，
所述工作平台包括：控制所述砂箱、工作箱和隔砂板进行定位移动的控制装置、辊道输送装置和栅格板，其中，
所述辊道输送装置设于所述工作平台的两侧，用于输送所述砂箱，所述栅格板位于所述接砂槽的上方，用于使砂子通过并进入所述接砂槽；
所述顶升装置包括：升降板、底座、侧板c和位于所述底座上的顶升机，所述顶升装置位于所述工作平台的下方，用于提升砂箱中的砂子和砂芯；
所述砂箱位于所述工作平台的辊道输送装置上，其由底板和侧板a连接形成，所述底板能够沿侧板a上下移动，用于承载砂箱中的砂子和砂芯；
所述工作箱位于砂箱的上方，其由多个侧板d连接形成，且上下连通，用于容置由顶升装置提升的砂箱中的砂子和砂芯；
所述隔砂板设于所述砂箱的上方且工作箱的下方，用于当工作箱中容置砂子和砂芯时,移动到所述工作箱底部,以承载砂子和砂芯；
所述接砂槽位于所述工作平台的下方。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印清砂设备，其特征在于，所述工作平台还包括支架，所述工作平台设有一个大于所述顶升装置宽度的方孔，用于所述升降板通过，将砂箱中的砂子和砂芯提升至所述工作箱中，且所述工作平台两侧竖直设有侧板b，形成抽屉机构，用于砂箱的传动。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印清砂设备，其特征在于，所述控制装置为感应器。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印清砂设备，其特征在于，所述栅格板设有多个方孔，用于砂子通过，且使砂芯停留在栅格板上。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印清砂设备，其特征在于，所述升降板、底座和两块侧板c连接形成隧道结构。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印清砂设备，其特征在于，所述砂箱由所述底板和四块侧板a连接形成；所述工作箱由四块侧板d环形连接形成，并且设有控制管路a，呈圆柱体形状，用于连接所述控制装置且对所述工作箱进行控制。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种3D打印清砂设备，其特征在于，所述砂箱和位于所述工作平台两侧的侧板b高度相等。
8.根据权利要求1所述的一种3D打印清砂设备，其特征在于，所述隔砂板宽度大于工作平台的宽度，
优选的，所述隔砂板一端设有控制管路b，呈矩形，用于连接所述控制装置且对所述隔砂板进行控制，当所述工作箱中容置砂子和砂芯时, 使隔砂板移动到所述工作箱底部, 以承载砂子和砂芯。
9.一种利用权利要求1-8中任一项所述的设备进行清砂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.装满砂子和砂芯的所述砂箱通过所述辊道输送装置送入所述工作平台，在所述控制装置的控制下，使所述砂箱停在所述顶升装置的上方；
b.所述工作箱在所述控制装置的控制下，向所述砂箱的方向移动，使所述工作箱停在所述砂箱的上方；
c.所述顶升机开始运作，控制所述升降板，将砂箱中的砂子和砂芯提升进入所述工作箱中，同时，所述隔砂板在所述控制装置的控制下，向所述工作箱方向移动，当与工作箱的近端相接触时，隔砂板停止移动；
d. 所述工作箱在所述控制装置的控制下，再次反向移动到所述隔砂板上，此时，所述工作箱内部的砂子及砂芯一起移动停留到隔砂板的上面，在进行此过程的同时所述顶升机控制所述升降板下降恢复到原来的位置；
e. 所述隔砂板在所述控制装置的控制下，迅速抽出回到起始位置，由于隔砂板抽出，所述工作箱下面只剩下所述工作平台上的栅格板，砂子顺着所述栅格板的方孔进入所述接砂槽，后续进行集中处理，砂芯则停留在栅格板上，由周边的辅助机器人进行抓取处理，并且在处理砂子的同时，所述砂箱已经通过所述辊道传输装置回到3D打印机中继续进行工作。
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