CN107160669B - 实体线框造型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实体线框造型装置，涉及实体线框造型技术领域。它包括下方的加热供料装置和上方的造型机构；造型机构包括两个自动摆位装置和若干个上下排列的定位造型装置；所述的定位造型装置包括方框；方框中部设置有造型框；所述的两个自动摆位装置结构相同，且分别位于定位造型装置的前方和右方；所述的右方的自动摆位装置包括竖向的安装壳；导向壳内底端开有导向槽；导向槽内滑动连接有“U”字形的摆杆；摆杆的前后两侧均固定连接有定位推板；所述的散热装置包括导向壳上安装的散热风扇。本发明的有益效果是：计算机控制对原料线材进行造型，造型速度快，适用于大型实体线框造型的使用。

Description

实体线框造型装置

技术领域

本发明涉及实体线框造型技术领域。

背景技术

3D打印技术在趋于成熟，利用计算机的数据模型进行参数控制，实现逐层堆叠打印造型，而在进行实体线框造型时，传统的3D打印技术存在局限性，一般的3D打印装置只适应于小件物品的造型打印，进行大型物体或线框造型打印时，则需要分段打印然后进行拼接，造成麻烦，或者是大型的专用3D打印装置，在进行工作时，需要较大空间范围的位移，带动出料端口移动，虽能够对适应一般的大型打印，但由于需要定位移动架等大型配件的组装配合，本身会受到较多的限制，不适于大型实体线框的一体化造型。在实体线框造型中，传统的喷墨式3D打印技术依靠逐层堆叠进行截面和弧线造型，为提高生产效率，对出料端口的移动速度要求较高。在实体线框造型中，若能够对原料线材直接进行造型和定型，则能够大幅的提高效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种实体线框造型装置。计算机控制对原料线材进行造型，造型速度快，适用于大型实体线框造型的使用。

本发明采用的技术方案是：提供一种实体线框造型装置，包括下方的加热供料装置和上方的造型机构；造型机构包括两个自动摆位装置和若干个上下排列的定位造型装置；自动摆位装置上安装有散热装置；所述的加热供料装置包括下部的基壳；基壳上开有进料孔；基壳内中部安装有加热电阻丝；所述的定位造型装置包括方框；方框中部设置有造型框；方框的四个侧边均开有水平贯穿的滑槽；滑槽内均滑动连接有定位控制板；定位控制板的内端均与造型框侧边固定连接；若干个定位造型装置同轴上下排列安装，相邻的方框固定连接，最下方的方框与基壳连接，造型框与进料孔对应；所述的两个自动摆位装置结构相同，且分别位于定位造型装置的前方和右方；所述的右方的自动摆位装置包括竖向的安装壳；安装壳底端与基壳固定连接；安装壳左侧开有控制槽；控制槽底端安装有驱动电机；驱动电机的输出端向上连接有丝杠；控制槽内滑动连接有滑块；滑块与丝杠螺纹配合连接；滑块的侧边固定连接有导向壳；导向壳内底端开有导向槽；导向槽内滑动连接有“U”字形的摆杆；摆杆中部为横杆，横杆与导向槽滑动连接，且横杆中部安装有齿条；导向壳内安装有步进电机；步进电机的输出端安装有齿轮，齿轮与齿条啮合配合连接；摆杆的前后两侧均固定连接有定位推板；定位推板为弧线形，定位推板内侧面与定位控制板外端滑动接触配合；右方的自动摆位装置的两个定位推板分别与前后两侧的定位控制板对应配合，前方的自动摆位装置的两个定位推板分别与左右两侧的定位控制板对应配合；驱动电机和步进电机的控制电路均与计算机相连；所述的散热装置包括导向壳上安装的散热风扇；散热风扇的出风口倾斜向上设置，且与造型框位置对应。

进一步优化本技术方案，实体线框造型装置的所述的散热装置还包括雾化器；雾化器与散热风扇并排安装在导向壳上，且雾化器的输出端口倾斜向上设置与造型框位置对应。

进一步优化本技术方案，实体线框造型装置的自动摆位装置还包括振动电机；振动电机安装在其中一个定位推板上。

进一步优化本技术方案，实体线框造型装置的所述的造型框材质为聚碳酸酯板材。

进一步优化本技术方案，实体线框造型装置的造型框形状可为三边形、四边形、五边形、六边形、八边形、圆形。

进一步优化本技术方案，实体线框造型装置的横杆两侧均为伸缩套管结构，且安装有锁紧螺栓。

进一步优化本技术方案，实体线框造型装置的加热供料装置和造型机构均安装在一个外壳内；外壳上端转轴连接有封门；基壳安装在外壳内下端，进料孔穿过外壳下端。

本发明有益效果在于：

1、加热供料装置对原材料线材进行加热处理，自动摆位装置根据计算机数据，控制定位造型装置对加热软化后的线材进行线框造型，较传统的3d堆叠打印技术相比，方便于进行大型的实体线框造型，且速度快，散热装置可加速上方成型后线框的冷却，减少形变误差；

定位造型装置中，造型框在方框内受定位控制板的控制实现水平滑动，定位控制板与滑槽之间的摩擦力实现定位，造型框上下连通实现直线形或弧线形造型，造型速度快；

自动摆位装置控制定位控制板的水平面移动，即控制造型框的水平移动，驱动电机通过丝杠和滑块的传动，实现导向壳上下位置的调节定位，导向壳内，步进电机通过齿轮齿条的配合连接，可实现摆杆的水平移动，从而控制定位推板的水平移动，两侧的定位推板与同轴两侧的定位控制板接触，即可控制定位控制板的移动，前方和右方两个自动摆位装置配合实现对造型框的x轴和y轴的移动控制，即实现水平面内的移动定位。

由于弧线形是连续的，每两个相邻截面之间的定位是相近的，定位推板为弧线形，且在高度方向上覆盖多个下方的定位控制板，能够方便的将下方的定位控制板同步向定位点移动，避免在定位推板下移时卡位，同时无需定位推板的复位动作，节省时间；

2、在散热装置中增加雾化器，水雾化后喷涂在上方成型后的线框造型上或弥漫在上方周围空间，并进一步由散热风扇吹散排出，可提高冷却速度，同时雾化后不易在成型后的线框造型上冷凝成水流，不会对下方加热线材造成影响；

3、将振动电机安装在定位推板上，可通过微振动提高定位性能，和定位推板下移的顺滑性，定位时，由于振动相当于对加热的线材进行了多次的摆动定位造型，可减少线材韧性对造型的影响，造型更加快速稳定准确；

4、造型框采用聚碳酸酯板材，稳定性高，造型可靠；

5、造型框的形状可根据线框造型需求为四边形、六边形、圆形等多边形，造型多样且快速；

6、线框造型完成后，在拆除时，撤掉自动摆位装置对定位控制板的限位，定位造型装置的造型框即可随动，即能够方便的将实体造型线框取出，横杆采用套管装置即可方便的控制定位推板与定位控制板的位置关系；

7、外壳可为内部造型机构和加热供料装置等安装时提供安装支撑位，便于整体的定位移动和内部环境的维护等。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为自动摆位装置和加热供料装置分解结构示意图；

图3为自动摆位装置部分结构分解示意图；

图4为定为造型装置使用结构示意图；

图5为定位造型装置结构示意图；

图6为定位造型装置使用状态结构示意图；

图7为本发明逻辑电路框图；

图中，1、基壳；2、进料孔；3、加热电阻丝；4、方框；5、造型框；6、滑槽；7、定位控制板；8、安装壳；9、控制槽；10、驱动电机；11、丝杠；12、滑块；13、导向壳；14、导向槽；15、摆杆；16、横杆；17、齿条；18、步进电机；19、齿轮；20、定位推板；21、散热风扇；22、雾化器；23、振动电机；24、锁紧螺栓；25、外壳；26、封门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-7所示，实体线框造型装置，包括下方的加热供料装置和上方的造型机构；造型机构包括两个自动摆位装置和若干个上下排列的定位造型装置；自动摆位装置上安装有散热装置；所述的加热供料装置包括下部的基壳1；基壳1上开有进料孔2；基壳1内中部安装有加热电阻丝3；所述的定位造型装置包括方框4；方框4中部设置有造型框5；方框4的四个侧边均开有水平贯穿的滑槽6；滑槽6内均滑动连接有定位控制板7；定位控制板7的内端均与造型框5侧边固定连接；若干个定位造型装置同轴上下排列安装，相邻的方框4固定连接，最下方的方框4与基壳1连接，造型框5与进料孔2对应；所述的两个自动摆位装置结构相同，且分别位于定位造型装置的前方和右方；所述的右方的自动摆位装置包括竖向的安装壳8；安装壳8底端与基壳1固定连接；安装壳8左侧开有控制槽9；控制槽9底端安装有驱动电机10；驱动电机10的输出端向上连接有丝杠11；控制槽9内滑动连接有滑块12；滑块12与丝杠11螺纹配合连接；滑块12的侧边固定连接有导向壳13；导向壳13内底端开有导向槽14；导向槽14内滑动连接有“U”字形的摆杆15；摆杆15中部为横杆16，横杆16与导向槽14滑动连接，且横杆16中部安装有齿条17；导向壳13内安装有步进电机18；步进电机18的输出端安装有齿轮19，齿轮19与齿条17啮合配合连接；摆杆15的前后两侧均固定连接有定位推板20；定位推板20为弧线形，定位推板20内侧面与定位控制板7外端滑动接触配合；右方的自动摆位装置的两个定位推板20分别与前后两侧的定位控制板7对应配合，前方的自动摆位装置的两个定位推板20分别与左右两侧的定位控制板7对应配合；驱动电机10和步进电机18的控制电路均与计算机相连；所述的散热装置包括导向壳13上安装的散热风扇21；散热风扇21的出风口倾斜向上设置，且与造型框5位置对应；所述的散热装置还包括雾化器22；雾化器22与散热风扇21并排安装在导向壳13上，且雾化器22的输出端口倾斜向上设置与造型框5位置对应；自动摆位装置还包括振动电机23；振动电机23安装在其中一个定位推板20上；所述的造型框5材质为聚碳酸酯板材；造型框5形状可为三边形、四边形、五边形、六边形、八边形、圆形；横杆16两侧均为伸缩套管结构，且安装有锁紧螺栓24；加热供料装置和造型机构均安装在一个外壳25内；外壳25上端转轴连接有封门26；基壳1安装在外壳25内下端，进料孔2穿过外壳25下端。

本发明在使用时，如图7所示，结合计算机数据模型参数技术，通过计算机控制驱动电机10和不仅电机的转动，参数化自动控制自动摆位装置实现对定位造型装置的线框造型定位。

如图1、2所示，原料线材经下方的进料孔2进入，加热电阻丝3对其加热，使其处于软化状态，软化后的原料线材进入到定位造型装置的造型框5内，原料线材与造型框5填充对应，且上端不低于最高处的造型框5，然后由计算机进行控制，自动摆位装置开始对定位造型装置进行摆位造型，对软化后的线材进行造型。

如图2-6所示，从上至下，依次对每个定位造型装置进行移动定位，计算机控制驱动电机10转动，两个驱动电机10为同步转动，使定位推板20的上端移至最上方的定位造型装置的位置，以定位推板20内侧上端为定位点，定位点与最上方的定位控制板7接触，然后计算机分别控制两个步进电机18进行转动，有齿轮19齿条17进行传动控制，使定位点推动接触的定位控制板7进行x轴和y轴的移动，实现水平移动定位，定位控制板7受定位推板20的推动，在另一个方向上为滑动接触。此时完成第一个定位造型装置的移动定位，然后计算机控制驱动电机10转动，使定位推板20下移一个单位，定位推板20的定位点与第二组定位控制板7对应接触，自然的，第二个定位造型装置将被同时移至与第一个定位造型装置相同的定位，然后计算机由参数控制步进电机18转动，对第二个定位造型装置进行移动定位。之后的移动定位同理。

无论是直线型线框造型好事弧线型线框造型，其从上至下均为连续的，相邻两个定位造型装置的移动定位时相近的，且下一个移动定位可直接由上一个定位结果进行继续的移动，如此连续性的从上至下依次实现移动控制定位。定位推板20做弧线形设置，或是向外侧的倾斜设置，能够在下移过程中，使下方的定位造型装置始终在四个定位推板20中间。

两个自动摆位装置中，两个驱动电机10以及配合的丝杠11滑块12，为同步运动，产生上下的位移，因此，两个自动摆位装置也可仅利用一个驱动电机10以及丝杠11滑块12配合即可，带动两个导向壳13移动。

当上方完成一部分线框造型后，可开启散热风扇21进行吹风散热，吹风为斜向上方向，对上方以完成造型部分提高散热速度，减少对下方未造型部分的影响，增加雾化器22的作用，可提高散热速率。

如图4、5所示，在自动摆位装置工作时，可开启振动电机23工作，在移动定位时，使定位推板20进行快速的摆动，有利于减少原料线材的韧性，使原料线材的弯折更稳定，减少恢复性形变，同时定位推板20的下移也更加顺畅。

造型框5的形状与原料线材形状配合，满足造型截面多样的需求，造型快速。

如图3、6可知，当实体线框造型完成后，可快速的拆卸造型机构，将线框取出，通过摆杆15中部横杆16的设置，以伸缩套管结构形式连接，则可方便的将摆杆15的两侧向外侧移动，使定位推板20脱离对定位控制板7的接触限制，则定位造型装置成为了随动的装置，造型框5可在方框4内随动，此时直接取出实体线框，或是撤出造型机构均可，在移动时，造型框5随实体线框形状自行适应移动，最终造型框5与实体线框脱离，完成拆卸。还可将造型后的线框向上拉动后，下方继续加热原料线材连续供料，继续进行连续的线框造型，上方的造型完成的线框利用外部其他固定支架装置支撑即可，进行大型连续的线框造型，可利用已完成的实体线框对定位造型装置的限位进行数据重新定位。

方框4之间的连接，方框4与基壳1之间的连接，均可采用插接连接等常规连接方式。

Claims (7)

1.一种实体线框造型装置，其特征在于：包括下方的加热供料装置和上方的造型机构；造型机构包括两个自动摆位装置和若干个上下排列的定位造型装置；自动摆位装置上安装有散热装置；

所述的加热供料装置包括下部的基壳；基壳上开有进料孔；基壳内中部安装有加热电阻丝；

所述的定位造型装置包括方框；方框中部设置有造型框；方框的四个侧边均开有水平贯穿的滑槽；滑槽内均滑动连接有定位控制板；定位控制板的内端均与造型框侧边固定连接；若干个定位造型装置同轴上下排列安装，相邻的方框固定连接，最下方的方框与基壳连接，造型框与进料孔对应；

所述的两个自动摆位装置结构相同，且分别位于定位造型装置的前方和右方；所述的右方的自动摆位装置包括竖向的安装壳；安装壳底端与基壳固定连接；安装壳左侧开有控制槽；控制槽底端安装有驱动电机；驱动电机的输出端向上连接有丝杠；控制槽内滑动连接有滑块；滑块与丝杠螺纹配合连接；滑块的侧边固定连接有导向壳；导向壳内底端开有导向槽；导向槽内滑动连接有“U”字形的摆杆；摆杆中部为横杆，横杆与导向槽滑动连接，且横杆中部安装有齿条；导向壳内安装有步进电机；步进电机的输出端安装有齿轮，齿轮与齿条啮合配合连接；摆杆的前后两侧均固定连接有定位推板；定位推板为弧线形，定位推板内侧面与定位控制板外端滑动接触配合；右方的自动摆位装置的两个定位推板分别与前后两侧的定位控制板对应配合，前方的自动摆位装置的两个定位推板分别与左右两侧的定位控制板对应配合；驱动电机和步进电机的控制电路均与计算机相连；

所述的散热装置包括导向壳上安装的散热风扇；散热风扇的出风口倾斜向上设置，且与造型框位置对应。

2.根据权利要求1所述的实体线框造型装置，其特征在于：所述的散热装置还包括雾化器；雾化器与散热风扇并排安装在导向壳上，且雾化器的输出端口倾斜向上设置与造型框位置对应。

3.根据权利要求1所述的实体线框造型装置，其特征在于：自动摆位装置还包括振动电机；振动电机安装在其中一个定位推板上。

4.根据权利要求1所述的实体线框造型装置，其特征在于：所述的造型框材质为聚碳酸酯板材。

5.根据权利要求1所述的实体线框造型装置，其特征在于：造型框形状可为三边形、四边形、五边形、六边形、八边形、圆形。

6.根据权利要求1所述的实体线框造型装置，其特征在于：横杆两侧均为伸缩套管结构，且在伸缩套管结构上安装有锁紧螺栓。

7.根据权利要求1所述的实体线框造型装置，其特征在于：加热供料装置和造型机构均安装在一个外壳内；外壳上端转轴连接有封门；基壳安装在外壳内下端，进料孔穿过外壳下端。