CN109014043B - 单双向铺砂装置 - Google Patents

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Abstract

一种单双向铺砂装置，包括下料口，下料口包括下板和上板，上板设置在下板的上方，上板自由端的端点和下板自由端的端点所在直线与水平面之间的夹角为漏料角，即颗粒材料在上板和下板之间形成一个斜面，斜面与水平面之间的夹角即为漏料角，改变所述上板和所述下板相对位置以调节漏料角大小。过砂通路开口方向与铺砂工作时的运动方向相反，也就是说铺砂工作停止时，所述漏料角小于或者等于颗粒材料的静态堆积角，且大于或者等于零，也就保证了颗粒材料不会滑下，杜绝了漏砂现象，在铺砂工作进行时，漏料角大于或者等于颗粒材料的动态堆积角，也就保证了颗粒材料会沿斜面滑下。而且较为均匀。

Description

单双向铺砂装置
技术领域
本发明涉及3D打印机领域，尤其涉及一种3D打印设备的单双向铺砂装置。
背景技术
目前砂型3D打印设备所使用的铺砂装置的下料口是直开口方式，虽然能保证下砂和砂面紧实，但在打印过程中存在严重的漏砂现象，导致打印成本增加，也造成打印出产品存在一定的缺陷，而且容易造成混砂装置供砂不足，导致打印产品分层甚至报废；另一方面，目前的铺砂装置均是利用振动下砂，这种下料口在瞬间下砂量的大小不能保证均匀，导致打印产品重量、表面等差异很大，如果能针对以上现有铺料装置存在的问题进行优化和改进，那么整个3D打印领域内的铺料装置打印产品质量问题将迎刃而解。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种单双向铺砂装置，利用堆积角原理，设计一个交错布置的下料口，使得颗粒材料在下沙通路中堆积成一个斜面，在需要的时候颗粒材料滑落，停止工作的时候，颗粒材料不会下落，杜绝了漏砂现象，而且下料均匀。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种单双向铺砂装置，包括下料口，下料口包括下板和上板，上板设置在下板的上方，且上板自由端的端点位于下板的上方，上板自由端的端点和下板自由端的端点所在平面与水平面之间的夹角为漏料角，颗粒材料在上板和下板的阻隔作用下形成一个斜面，斜面与上板自由端的端点和下板自由端的端点所在平面为同一平面，即斜面与水平面之间的夹角即为漏料角，改变上板和下板相对位置以调节漏料角大小。
最优的，铺砂装置停止时，所述漏料角小于或者等于颗粒材料的静态堆积角，且大于或者等于零，在铺砂装置移动工作时，漏料角大于或者等于颗粒材料的动态堆积角。
最优的，所述下料口至少有一个，所述上板和所述下板之间的过砂通路开口方向与铺砂工作时的运动方向相反。
最优的，所述下料口有两个或两个以上时，相邻两个下料口镜像对称布置；所述相邻两个下料口交替工作，即往一个方向运动时，仅有一个下料口进行下砂工作。
最优的，还包括下砂槽，所述下料口设置在对应的下砂槽的下开口，所述下板的一端与下砂槽固定连接或铰接或者滑动连接，且另一端向下延伸一段后内弯折，所述上板为一平板，且与下砂槽固定连接或铰接或者滑动连接。
最优的，所述下板向内弯折，且向内弯折段与水平面的夹角为0°～45°。
最优的，还包括下砂槽，所述下料口设置在对应的下砂槽的下开口，所述下板的一端与下砂槽固定连接或铰接或者滑动连接，且另一端向下延伸一段后内弯折，所述上板为一端与下砂槽固定连接，且另一端向下延伸一段后内弯折，所述上板与下砂槽固定连接或铰接或者滑动连接。
最优的，所述下板向内弯折，且向内弯折段与水平面的夹角为0°～45，所述上板向内弯折，且向内弯折段与水平面的夹角为0°～45。
最优的，还包括压砂板，所述每个下料口对应一个压砂板，或每两个相邻的下料口对应一个压砂板，压砂板水平设置在下料口的一侧，且位于下板下方，压砂板靠近下料口的一端圆角设计，铺砂工作进行时，压砂板在对应的下料口下游，即将下落的颗粒材料压实。
最优的，还包括储砂装置，储砂装置包括储砂仓、和筛网，储砂仓下部设置有至少一个下砂槽，下砂槽的上开口设置有筛网。
最优的，所述下砂槽沿铺砂装置长轴布置，且水平剖面面积由上至下递减。
最优的，所述储砂装置还包括分流板、螺旋推进装置，储砂仓中间设置有螺旋推进装置，储砂仓下开口中间设置有沿长轴布置的人字形分流板，分流板的两侧分别设置有对应的下砂槽。
最优的，还包括震动装置、主梁、侧梁、柔性密封条，储砂仓设置在主梁上，侧梁设置在主梁下部，且侧梁上设置有震动装置、下砂槽，所述下砂槽的上开口设置在所述储砂仓下开口下方，所述下砂槽和所述储砂仓之间的缝隙由柔性密封条封闭，即柔性密封条的一端与储砂仓下开口密封固定连接，且另一端与下砂槽上开口密封固定连接，形成封闭的过砂通路；震动装置安装在下砂槽一侧，震动装置带动下砂槽进行上下和前后两个方向的震动。
由上述技术方案可知，本发明提供的单双向铺砂装置，利用堆积角原理，设计一个交错布置的下料口，使得颗粒材料在下沙通路中堆积成一个斜面，斜面与水平面之间的夹角即为漏料角，过砂通路开口方向与铺砂工作时的运动方向相反，也就是说铺砂工作停止时，所述漏料角小于或者等于颗粒材料的静态堆积角，且大于或者等于零，也就保证了颗粒材料不会滑下，杜绝了漏砂现象，在铺砂工作进行时，漏料角大于或者等于颗粒材料的动态堆积角，也就保证了颗粒材料会沿斜面滑下。而且较为均匀，不存在忽然大量下料的情况发生。
附图说明
附图1是单双向铺砂装置的结构示意图。
附图2是单双向铺砂装置的剖视图。
附图3是附图2的局部放大图。
附图4是附图3的局部放大图。
附图5是单双向铺砂装置下料口的一种实施例。
附图6是单双向铺砂装置下料口的另一种实施例。
附图7是单双向铺砂装置下料口的第三种实施例。
图中：下料口10、下板11、上板12、漏料角13、压砂板20、储砂装置30、储砂仓31、下砂槽32、筛网33、分流板34、螺旋推进装置35、震动装置40、主梁50、侧梁60、柔性密封条70。
具体实施方式
结合本发明的附图，对发明实施例的技术方案做进一步的详细阐述。
颗粒材料自然堆积时料堆的坡度，即料堆与水平面夹角，称为堆积角，在静态时的堆积角称为静态堆积角，在动态时，例如铺砂装置开始运动时，铺砂装置上的颗粒材料的堆积角称为动态堆积角。一般动态堆积角为静态堆积角的70％。
实施例1：
一种单向铺砂装置，包括下料口10，下料口10包括下板11和上板12，上板12设置在下板11的上方，上板12自由端的端点和下板11自由端的端点所在直线与水平面之间的夹角为漏料角13，颗粒材料在上板12和下板11之间堆积，颗粒材料在上板12和下板11的阻隔作用下形成一个斜面，斜面与上板12自由端的端点和下板11自由端的端点所在平面为同一平面，即斜面与水平面之间的夹角即为漏料角13，改变所述上板12和所述下板11相对位置以调节漏料角13大小。铺砂装置静止时，所述漏料角13小于或者等于颗粒材料的静态堆积角，且大于或者等于零，铺砂装置移动工作时，漏料角13大于或者等于颗粒材料的动态堆积角。
堆积角是颗粒材料的物理性质，不同颗粒材料，堆积角自然不同，所以漏料角13要根据不同颗粒材料来调节漏料角13的大小，改变所述上板12和所述下板11相对位置以调节漏料角13大小的方式很多，可以通过对上板12或者下板11同时或者分别进行上下、左右的调整，以改变漏料角13的大小，保证满足不同颗粒材料堆积角的需要，具体来说上板12或者下板11的调节方式可为上下滑动、旋转运动、直线驱动、机械限位等方式实现，即在程序中设定驱动限位、行程、添加机械硬限位等方式，是通过安装驱动装置、旋转机构、安装机械硬限位的结构，实现上板12自由端的端点和下板11自由端的端点所在直线与水平面之间的夹角为漏料角13的调节，达到铺砂器不漏砂的目的。
上板12和所述下板11之间的过砂通路开口方向与铺砂工作时的运动方向相反。两个下料口交替工作，即往一个方向运动时，仅有一个下料口进行下砂工作。这个方向很重要，因为这个只有方向相反，才能使得铺砂装置停止的时候，因为是由动态堆积角转变成了静态堆积角，所以颗粒材料能完全不漏，也能因为铺砂装置启动时，因为是由静态堆积角转变成了动态堆积角，而迅速开始均匀漏砂，不存在滞后现象。这种方式才能杜绝漏砂，尤其是静动状态转变的时候。
实施例2：
一种双向铺砂装置，在实施例1的基础上，改成镜面对称的两个下料口10，从而实现双向铺砂，两个下料口10交替工作，即往一个方向运动时，仅有一个下料口10进行下砂工作。
实施例3：
参照附图7所示，一种铺砂装置，在实施例1或者实施例2的基础上，还包括下砂槽32，所述下料口10设置在对应的下砂槽32的下开口，下料口10具体为：下板11的一端与下砂槽32固定连接或铰接或者滑动连接，且另一端向下延伸一段后内弯折，最佳的下板11向内水平弯折，且向内弯折段与水平面的夹角为0°～45°；上板12为一平板，且与下砂槽32固定连接或铰接或者滑动连接，上板12自由端的端点在下板11的上方。
实施例4：
参照附图5、附图6所示，一种铺砂装置，在实施例1或者实施例2的基础上，还包括下砂槽32，所述下料口10设置在对应的下砂槽32的下开口，下料口10具体为：下板11的一端与下砂槽32固定连接或铰接或者滑动连接，且另一端向下延伸一段后内弯折，且向内弯折段与水平面的夹角为0°～45°，上板12为一端与下砂槽32固定连接，且另一端向下延伸一段后内弯折，最佳的上板12向内弯折，且向内弯折段与水平面的夹角为0°～45°，所述上:12与下砂槽32固定连接或铰接或者滑动连接。
实施例5：
一种铺砂装置，在实施例1-4的基础上增加了压砂板20，压砂板20与下料口10一一对应，每个下料口10对应一个压砂板20，或每两个相邻的下料口10对应一个压砂板20，压砂板20水平设置在下料口10的一侧，且位于下板11下方，压砂板20靠近下料口10的一端圆角设计，铺砂工作进行时，压砂板20在对应的下料口10下游，即将下落的颗粒材料压实。圆角设计很重要，尝试过直角形式，发现推砂严重，影响工艺，圆角就能完美解决这个问题，压砂效果很好。
实施例6：
一种单双向铺砂装置，在实施例1-4的基础上增加了储砂装置30、震动装置40、主梁50、侧梁60、柔性密封条70，储砂装置30包括储砂仓31、下砂槽32、筛网33、分流板34、螺旋推进装置35，储砂仓31中间设置有螺旋推进装置35，储砂仓31下开口中间设置有沿长轴布置的人字形分流板34，分流板34的两侧分别设置有对应的下砂槽32，即储砂仓31下部设置有两个下砂槽32，下砂槽32下部设置有下料口10，下砂槽32的上开口设置有筛网33。下砂槽32沿铺砂装置长轴布置，且水平剖面面积由上至下递减，即为锥形，方便下砂。
储砂仓31设置在主梁50上，侧梁60设置在主梁50下部，且侧梁60上设置有震动装置40、下砂槽32，所述下砂槽32的上开口设置在所述储砂仓31下开口下方，所述下砂槽32和所述储砂仓31之间的缝隙由柔性密封条70封闭，即柔性密封条70的一端与储砂仓31下开口密封固定连接，且另一端与下砂槽32上开口密封固定连接，形成封闭的过砂通路；震动装置40安装在下砂槽32一侧，震动装置40带动下砂槽32进行上下和前后两个方向的震动。
震动装置40使得下砂速度更快，更均匀，结合压砂板20，使得压砂板20效果更加显著，前后上下的震动，让压砂板20压紧颗粒材料，实现了砂面的紧实，保证了打印产品的质量。
储砂仓31和下砂槽32分开固定，震动装置40仅仅震动下砂槽32，柔性密封条70一方面保证了通路的密封，另一方面起到了缓冲作用，使得震动不会从下砂槽32传到储砂仓31中，因为储砂仓31要是经常震动，会使得其中的颗粒材料更加紧实，不易于下料。
添加了筛网33，是因为储砂仓31中的沙子有时候存在结块问题，如果到达了下料口10就阻挡下砂，形成断层，影响砂芯结构，增加了筛网33一方面解决了大块颗粒材料结块堵住下料口10的问题，同时还借助震动装置40，在筛网33上粉碎大块颗粒材料结块，另一方面还起到了节流混匀的目的，颗粒材料从储砂仓31落下之后，筛网33短时间内阻挡了落下的颗粒材料，借助震动装置40，混匀颗粒材料，使得下砂槽32中的颗粒材料更均匀。
本发明提供的单双向铺砂装置，利用堆积角原理，设计一个交错布置的下料口10，使得颗粒材料在下沙通路中堆积成一个斜面，斜面与水平面之间的夹角即为漏料角13，过砂通路开口方向与铺砂工作时的运动方向相反，也就是说铺砂工作停止时，所述漏料角13小于或者等于颗粒材料的静态堆积角，且大于或者等于零，也就保证了颗粒材料不会滑下，杜绝了漏砂现象，在铺砂工作进行时，漏料角13大于或者等于颗粒材料的动态堆积角，也就保证了颗粒材料会沿斜面滑下。而且较为均匀，不存在忽然大量下料的情况发生。

Claims (13)

1.一种单双向铺砂装置，其特征在于：包括下料口，下料口包括下板和上板，上板设置在下板的上方，且上板自由端的端点位于下板的上方，上板和下板之间的形成的过砂通路开口方向与铺砂工作时的运动方向相反，上板自由端的端点和下板自由端的端点所在平面与水平面之间的夹角为漏料角，颗粒材料在上板和下板的阻隔作用下形成一个斜面，斜面与上板自由端的端点和下板自由端的端点所在平面为同一平面，即斜面与水平面之间的夹角即为漏料角，改变上板和下板相对位置以调节漏料角大小。
2.根据权利要求1所述的单双向铺砂装置，其特征在于：铺砂装置停止时，所述漏料角小于或者等于颗粒材料的静态堆积角，且大于或者等于零，在铺砂装置移动工作时，漏料角大于或者等于颗粒材料的动态堆积角。
3.根据权利要求2所述的单双向铺砂装置，其特征在于：所述下料口至少有一个。
4.根据权利要求3所述的单双向铺砂装置，其特征在于：所述下料口有两个或两个以上时，相邻两个下料口镜像对称布置；所述相邻两个下料口交替工作，即往一个方向运动时，仅有一个下料口进行下砂工作。
5.根据权利要求3～4中任意一项所述的单双向铺砂装置，其特征在于：还包括下砂槽，所述下料口设置在对应的下砂槽的下开口，所述下板的一端与下砂槽固定连接或铰接或者滑动连接，且另一端向下延伸一段后内弯折，所述上板为一平板，且与下砂槽固定连接或铰接或者滑动连接。
6.根据权利要求5所述的单双向铺砂装置，其特征在于：所述下板向内弯折，且向内弯折段与水平面的夹角为0°～45°。
7.根据权利要求3～4中任意一项所述的单双向铺砂装置，其特征在于：还包括下砂槽，所述下料口设置在对应的下砂槽的下开口，所述下板的一端与下砂槽固定连接或铰接或者滑动连接，且另一端向下延伸一段后内弯折，所述上板为一端与下砂槽固定连接，且另一端向下延伸一段后内弯折，所述上板与下砂槽固定连接或铰接或者滑动连接。
8.根据权利要求7所述的单双向铺砂装置，其特征在于：所述下板向内弯折，
且向内弯折段与水平面的夹角为0°～45，所述上板向内弯折，且向内弯折段与水平面的夹角为0°～45。
9.根据权利要求1～4或6或8中任意一项所述的单双向铺砂装置，其特征在于：还包括压砂板，所述每个下料口对应一个压砂板，或每两个相邻的下料口对应一个压砂板，压砂板水平设置在下料口的一侧，且位于下板下方，压砂板靠近下料口的一端圆角设计，铺砂工作进行时，压砂板在对应的下料口下游，即将下落的颗粒材料压实。
10.根据权利要求1～4或6或8中任意一项所述的单双向铺砂装置，其特征在于：还包括储砂装置，储砂装置包括储砂仓、和筛网，储砂仓下部设置有至少一个下砂槽，下砂槽的上开口设置有筛网。
11.根据权利要求5或6或8中任意一项所述的单双向铺砂装置，其特征在于：所述下砂槽沿铺砂装置长轴布置，且水平剖面面积由上至下递减。
12.根据权利要求10所述的单双向铺砂装置，其特征在于：所述储砂装置还包括分流板、螺旋推进装置，储砂仓中间设置有螺旋推进装置，储砂仓下开口中间设置有沿长轴布置的人字形分流板，分流板的两侧分别设置有对应的下砂槽。
13.根据权利要求1～4或6或8中任意一项所述的单双向铺砂装置，其特征在于：还包括震动装置、主梁、侧梁、柔性密封条，储砂仓设置在主梁上，侧梁设置在主梁下部，且侧梁上设置有震动装置、下砂槽，所述下砂槽的上开口设置在所述储砂仓下开口下方，所述下砂槽和所述储砂仓之间的缝隙由柔性密封条封闭，即柔性密封条的一端与储砂仓下开口密封固定连接，且另一端与下砂槽上开口密封固定连接，形成封闭的过砂通路；震动装置安装在下砂槽一侧，
震动装置带动下砂槽进行上下和前后两个方向的震动。
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