CN108465783A - 一种型砂3d打印的双向铺砂装置 - Google Patents

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钟利华
张兵
熊瑞平
刘伟
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Abstract

本发明涉及一种型砂3D打印的双向铺砂装置，用于型砂3D打印机中的双向铺砂。所述型砂3D打印的双向铺砂装置包括横梁单元、砂斗单元、振动单元和漏刮砂单元。本发明不仅能够调节铺砂量、保证铺砂质量，而且可以去除传统型砂3D打印单向铺砂过程中的空行程，缩短了铺砂时间，有助于提高3D打印的整体效率。

Description

一种型砂3D打印的双向铺砂装置
技术领域
本发明涉及一种铺砂装置，具体涉及一种型砂3D打印的双向铺砂装置。
背景技术
3D型砂打印属于目前主流3D打印技术之一的三维印刷技术（简称3DP技术），它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造三维物体的技术。传统的型砂3D打印铺砂过程多为单向铺砂，即铺砂装置首先向一个方向移动铺设型砂，铺砂完成后铺砂装置返回到初始位置，然后打印系统进行喷墨打印，打印完成后打印系统返回初始位置，最后再进行下一次铺砂过程。该打印过程的铺砂运动中存在着空行程，使得铺砂运动的周期较长，不利于提高3D型砂打印的整体效率。
ZL201610766471.2公开了一种铺砂打印一体化的3D打印成形装置，该装置能够去除传统打印设备铺砂和打印过程中的空行程，提高造型速度；但该装置存在的问题是：采用了两组铺砂装置达到去除空行程的效果，结构复杂且庞大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，利用简单结构克服传统型砂3D打印设备中具有铺砂空行程导致的铺砂效率低的问题，实现了双向铺砂；同时通过调节挡砂板的位置实现铺砂量的调节，适应各种铺砂条件要求。
解决上述技术问题的技术方案如下。
一种型砂3D打印的双向铺砂装置，其特征在于：包括横梁单元、砂斗单元、振动单元和漏刮砂单元。
所述横梁单元包括直梁、竖直连接块和水平连接块，水平连接块与L型板固联，用于固定振动单元；竖直连接块与砂斗固联，用于固定砂斗单元；直梁的作用是支撑起整个铺砂装置，同时带动整个铺砂装置进行移动。
所述砂斗单元包括加砂口和砂斗，砂斗下方出口正对漏刮砂单元，工作时型砂从砂斗中漏向双向刮砂器。
所述振动单元包括振动电机、联轴器、振动轴、轴承座、轴承、偏心轴承、振动连杆、下凸台、U型槽钢、方钢、T型连接块和上凸台；振动电机通过联轴器与振动轴固联，提供振动单元的动力输入；振动轴通过轴承安装在轴承座上，轴承座与L型板固联；振动连杆的大端通过偏心轴承安装在振动轴上，小端与下凸台进行铰接；U型槽钢同时与下凸台和方钢进行固联，T型连接块的T型端安装在具有T形槽的上凸台中，可在T型槽中自由移动，另一端与方钢固联；上凸台与L型板固联；当振动轴进行高速转动时，通过偏心轴承和振动连杆带动下凸台、U型槽钢、方钢和T型连接块在上凸台的T型凹槽中做左右高频振动，提供漏刮砂单元中的下砂以及将砂铺平和紧实的动力。
所述漏刮砂单元包括双向刮砂器、刮砂端板和挡砂板；刮砂端板与双向刮砂器固联，防止型砂从双向刮砂器两侧漏出；挡砂板位于双向刮砂板上方，固定在刮砂端板上，防止型砂从双向刮砂器的缝隙中直接漏出；双向刮砂器与U型槽钢固联，并随着U型槽钢进行左右高频振动从而将型砂从挡砂板和双向刮砂器的侧隙之间撒在两组对称刮刀之间的工作平台上；同时由于两组刮刀是对称布置的，因此在铺砂器运动的两个方向上都能对撒在工作平面上的型砂进行铺平与紧实，并且不会对已铺有砂层产生干扰。
上述方案中，所述双向刮砂器由两组对称布置的刮刀组成。
上述方案中，所述挡砂板可沿着刮砂端板的竖直方向进行移动，从而调整挡砂板与双向刮砂器之间的侧隙大小。
本发明具有以下有益效果。
1.提高铺砂效率，双向刮砂器的使用去除了传统铺砂运动中的空行程过程，缩短了铺砂时间，并且结构简单，体积较小。
2.铺砂过程中的铺砂量能够通过调整挡砂板与双向刮砂器之间的侧隙距离来进行调节，有利于提高不同材质型砂和不同工作状态下的铺砂质量。
附图说明
图1为铺砂装置剖视图。
图2为部分装置的断开图。
图3为铺砂装置整体结构示意图。
图4为漏刮砂单元结构示意图。
图5为振动单元结构示意图。
其中：1 直梁，2 竖直连接块，3 水平连接块，3.1 右水平连接块，3.2 左水平连接块，4 加砂口，5 砂斗，6振动电机，7 联轴器，8 振动轴，9 轴承座，10 L型板，11 轴承，12偏心轴承，13 振动连杆，14 下凸台，15 U 型槽钢，16 方钢，17 T型连接块，18 上凸台，19双向刮砂器，19.1 右刮刀，19.2 左刮刀，20 刮砂端板，20.1 右刮砂端板，20.2 左刮砂端板，21 挡砂板，22 螺栓，22.1 螺栓一，22.2 螺栓二，23 工作平台。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并结合附图对本发明的结构和工作原理进行详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种实施例的结构形式。本实施例中，一种型砂3D打印的双向铺砂装置，包括横梁单元、砂斗单元、振动单元和漏刮砂单元。
所述横梁单元包括直梁（1）、竖直连接块（2）和水平连接块（3），水平连接块与L型板（10）固联，用于固定振动单元，竖直连接块（2）与砂斗（4）固联，用于固定砂斗单元。
所述砂斗单元包括加砂口（4）和砂斗（5），砂斗（4）下方出口正对漏刮砂单元。
如图2、5所示，所述振动单元包括振动振动电机（6）、联轴器（7）、振动轴（8）、轴承座（9）、L型板（10）、轴承（11）、偏心轴承（12）、振动连杆（13）、下凸台（14）、U型槽钢（15）、方钢（16）、T型连接块（17）和上凸台（18），振动电机（6）通过联轴器（7）与振动轴（8）固联，振动轴（8）通过轴承（11）安装在轴承座（9）上，轴承座（9）与L型板（10）固联，振动连杆（13）的大端通过偏心轴承（12）安装在振动轴（8）上，小端与下凸台（14）进行铰接，U型槽钢（15）同时与下凸台（14）和方钢（16）进行固联，T型连接块（17）的T型端安装在具有T形槽的上凸台（18）中，可在T型槽中自由移动，另一端与方钢（16）固联，上凸台（18）与L型板（10）固联。
如图1所示，所述漏刮砂单元包括双向刮砂器（19）、刮砂端板（20）和挡砂板（21），刮砂端板（20）与双向刮砂器（19）固联，挡砂板（21）固定在刮砂端板（20）上，双向刮砂器（19）与U型槽钢（15）固联。
如图4所示，所述双向刮砂器（19）由两组对称布置的与水平面具有一定夹角的刮刀（19.1,19.2）组成；所述挡砂板（21）可沿着刮砂端板（20）的竖直方向进行移动，从而调整挡砂板（21）与双向刮砂器（19）之间的侧隙大小。
本装置工作过程如下。
首先，型砂从加砂口（4）中加入砂斗（5）中，并通过砂斗（5）的下端漏到双向刮砂器（19）与刮砂端板（20）所组成的凹槽中；由于固定在刮砂端板（20）上的挡砂板（21）在竖直方向上挡住了双向刮砂器（19）下方的缝隙，因此存储在双向刮砂器（19）中的型砂不会从该缝隙大量漏出，仅在加砂一开始时会有少量型砂从挡砂板（21）与双向刮砂器（19）之间的侧隙漏出；同时挡砂板（21）可沿着刮砂端板（20）的竖直方向进行移动，并通过螺栓（22）进行固定，从而调节挡砂板（21）与双向刮砂器（19）之间的侧隙大小，该侧隙大小就决定了工作时的铺砂量的多少。
如图5所示，当振动电机（6）通过联轴器（7）带动振动轴（8）进行高速转动时，振动轴（8）与偏心轴承（12）组成“曲柄”结构，通过振动连杆（13）带动由下凸台（14）、U型槽钢（15）、方钢（16）和T型连接块（17）组成的“滑块”结构于具有T形槽的上凸台（18）中进行高频的左右移动，同时也带动漏刮砂单元中的所有零件进行高频的左右移动；因此在惯性的作用下，漏刮砂单元中的型砂将通过挡砂板（21）与双向刮砂器（19）之间的侧隙漏到双向铺砂器（19）下方的工作平台（23）上；如图4所示，双向刮砂器（19）由两组对称布置的与水平面具有一定夹角的刮刀（19.1,19.2）组成，因此无论铺砂器的移动方向如何，刮刀（19.1,19.2）都能在高频的左右移动下对工作平台（23）上的型砂进行铺平和紧实，实现了双向铺砂的工作过程。
由于工作平台（23）上的已铺设砂层比正在铺设的工作砂层要低一个层厚，因此双向刮砂器（19）高频的左右移动不会破坏工作平台（23）上的已铺设砂层。
最后需要说明，以上实施方案仅用于说明本发明的技术方案而非限制，本领域技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或是等同替换，而不脱离本发明的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (3)

1.一种型砂3D打印的双向铺砂装置，其特征在于：包括横梁单元、砂斗单元、振动单元和漏刮砂单元；所述横梁单元包括直梁（1）、竖直连接块（2）和水平连接块（3），水平连接块与L型板（10）固联，用于固定振动单元，竖直连接块（2）与砂斗（4）固联，用于固定砂斗单元；所述砂斗单元包括加砂口（4）和砂斗（5），砂斗（4）下方出口正对漏刮砂单元；所述振动单元包括振动电机（6）、联轴器（7）、振动轴（8）、轴承座（9）、L型板（10）、轴承（11）、偏心轴承（12）、振动连杆（13）、下凸台（14）、U型槽钢（15）、方钢（16）、T型连接块（17）和上凸台（18），振动电机（6）通过联轴器（7）与振动轴（8）固联，振动轴（8）通过轴承（11）安装在轴承座（9）上，轴承座（9）与L型板（10）固联，振动连杆（13）的大端通过偏心轴承（12）安装在振动轴（8）上，小端与下凸台（14）进行铰接，U型槽钢（15）同时与下凸台（14）和方钢（16）进行固联，T型连接块（17）的T型端安装在具有T形槽的上凸台（18）中，另一端与方钢（16）固联，上凸台（18）与L型板（10）固联；所述漏刮砂单元包括双向刮砂器（19）、刮砂端板（20）和挡砂板（21），刮砂端板（20）同时与双向刮砂器（19）和挡砂板（21）固联，双向刮砂器（19）与U型槽钢（15）固联。
2.根据权利要求1所述的一种型砂3D打印的双向铺砂装置，其特征在于：所述双向刮砂器（19）由两组对称布置的刮刀（19.1,19.2）组成。
3.根据权利要求1所述的一种型砂3D打印的双向铺砂装置，其特征在于：所述挡砂板（21）可沿着刮砂端板（20）的竖直方向进行移动，从而调整挡砂板（21）与双向刮砂器（19）之间的侧隙大小。
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