CN109967697A - 砂型3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砂型3D打印机，其包括打印底座、横梁、地轨、供砂系统、铺砂梁、打印梁和工作箱；所述的横梁设有两根、两根横梁平行架设在打印底座上，地轨设于横梁下方，所述的供砂系统固定在横梁上，铺砂梁和打印梁两端分别架设在横梁上且与横梁滑动连接，所述的工作箱设于地轨上且与地轨滑动连接。本发明通过带有两个存砂罐的供砂系统进行供砂，可以有效减小设备的体积，还能确保持续供砂；采用直线电机驱动打印梁和铺砂梁，能够提高设备运行的稳定性和减小噪音，采用两个工作箱进行打印，实现设备的不断式工作，提高打印效率。

Description

砂型3D打印机

技术领域

本发明属于砂型3D打印技术领域，尤其涉及一种砂型3D打印机。

背景技术

3D打印技术又称快速成型制造技术。其基本原理是将一定厚度的材料反复打印在平台上，循环往复，直到生成整个成型件。其工艺工程是先利用三维造型软件创建三维实体造型，再将设计出的实体造型通过快速成型设备的处理软件进行离散与分层，然后将处理过的数据输入设备进行制造，最后还需要进行一定的后处理以得到最终的成品。

3D打印技术发展到今天，其发展重心已从3D打印原型向快速制造及金属零部件的快速直接制造方向转移。3D打印技术不仅应用于设计过程，而且也延伸到制造领域。在制造业中，限制产品推向市场时间的主要因素是模具及模型的设计制造时间，3D打印是快速设计的辅助手段。

目前国内现有的3D设备由于采用单个大型供砂系统，造成3D设备整体尺寸都较大，这种大型3D打印设备占用空间大，工作效率低、劳动强度大，无法满足快速、高效率生产的需求。

发明内容

基于背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种设备体积小、满足快速、高效率生产需求的砂型3D打印机。

为了达到目的，本发明提供的技术方案为：

本发明涉及一种砂型3D打印机，其包括打印底座、横梁、地轨、供砂系统、铺砂梁、打印梁和工作箱；所述的横梁设有两根、两根横梁平行架设在打印底座上，地轨设于横梁下方，所述的供砂系统固定在横梁上，铺砂梁和打印梁两端分别架设在横梁上且与横梁滑动连接，所述的工作箱设于地轨上且与地轨滑动连接。

优选地，所述的供砂系统包括两个存砂罐、搅拌装置和破碎装置，所述的破碎装置设于存砂罐的底部，搅拌装置设于存砂罐内部，存砂罐的顶部设有进砂口，存砂罐通过安装框固定在安装梁上，所述的安装梁的两端固定在横梁上且与铺砂梁平行设置。设置两个存砂罐可以实现轮流供砂，减小设备整体体

积的同时，还能提高打印的效率。

优选地，所述的打印底座包括固定底座、调节座和侧支撑；所述的固定底座分别设于地轨的两侧，调节座安装在固定底座的下方，侧支撑安装在固定底座的两端，所述的横梁安装在侧支撑上。调节座可用于调节设备的整体的高度，确保工作箱的打印不受影响。

优选地，所述的工作箱设有两个。在一个工作箱完成打印之后，即可开始另一个工作箱的打印，做到不断式打印，提高打印的效率。

优选地，所述的横梁上设有导轨，导轨上设有直线电机，铺砂梁和打印梁的两端分别安装在直线电机上。通过直线电机的带动，打印梁和铺砂梁能够在横梁上来回移动进行铺砂打印，直线电机传动来代替传统的带传动和齿轮传动可以减小设备的体积，在使用过程中可以减小设备产生的噪声，且在运行过程中能够更加平稳，避免其动力偏心。

优选地，所述的破碎装置包括两个出砂口和多个破碎口，破碎口设于出砂口的上端，出砂口、破碎口与存砂罐内部三者连通。砂子自上而下经破碎口将块状的砂子打散后经出砂口流出，进入到铺砂梁中。

优选地，所述的搅拌装置包括搅拌电机、转轴、小搅拌桨、大搅拌桨和加强板，所述的搅拌电机设于存砂罐的底部，搅拌电机与转轴传动连接，转轴伸入存砂罐内部，所述的小搅拌桨和大搅拌桨由下而上依次安装在转轴上，加强板连接在大搅拌桨上，小搅拌桨和大搅拌桨交叉设置。存砂罐内部的物料经过搅拌装置自上而下搅拌，确保出砂光滑。

优选地，所述的供砂系统还包括称重装置和电磁阀，所述的称重装置连接在存砂罐上，电磁阀连接在进砂口处。称重装置主要是对存砂罐内部的物料进行称重，可实时监测供砂系统内砂子的重量；电磁阀来控制供砂系统的通断，两者配合来达到系统的不断供砂。

优选地，所述的打印梁下方设有多个打印喷头，多个打印喷头能够在打印梁移动过程中，同时进行打印，实现快速高效打印。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明通过带有两个存砂罐的供砂系统进行供砂，可以有效减小设备的体积，还能确保持续供砂；采用直线电机驱动打印梁和铺砂梁，能够提高设备运行的稳定性和减小噪音，采用两个工作箱进行打印，实现设备的不断式工作，提高打印效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中打印底座的结构示意图；

图3是本发明中供砂系统的示意图；

图4是本发明中存砂罐的结构示意图；

图5是本发明中搅拌装置的结构示意图；

图6是图4中A的放大图；

图7是本发明在打印过程中工作箱的位置示意图。

示意图中的标注说明：

1-打印底座；2-横梁；3-地轨；4-供砂系统；5-铺砂梁；6-打印梁；7-工作箱；8-直线电机；11-括固定底座；12-调节座；13-侧支撑；21-导轨；41-存砂罐；42-搅拌装置；43-破碎装置；44-安装框；45-安装梁；46-称重装置；47-电磁阀；411-进砂口；421-搅拌电机；422-转轴；423-小搅拌桨；424-大搅拌桨；425-加强板；431-出砂口；432-破碎口。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1和图2所示，本实施例涉及一种砂型3D打印机，其包括打印底座1、横梁2、地轨3、供砂系统4、铺砂梁5、打印梁6和工作箱7；所述的横梁2设有两根、两根横梁2平行架设在打印底座1上，地轨3设于横梁2下方，所述的供砂系统4固定在横梁2上，铺砂梁5和打印梁6两端分别架设在横梁2上且与横梁2滑动连接，所述的工作箱7设于地轨3上且与地轨3滑动连接，地轨的中间还设有用于升降工作箱的升降装置，升降装置可采用气缸或是丝杆等传动。

所述的打印底座1包括固定底座11、调节座12和侧支撑13；所述的固定底座11设有两个，分别设于地轨3的两侧，调节座12安装在固定底座11的下方，侧支撑13安装在固定底座11的两端，所述的两个横梁2的两端安装在侧支撑13上。调节座12可用于调节设备的整体的高度，确保工作箱7的打印不受到影响。

所述的工作箱7设有两个。在打印前，工作箱分别位于地轨3的两端，开始打印时，其中一个工作箱7开始向中间移动，移动到铺砂梁5和打印梁6的下方，在一个工作箱7完成打印之后，工作箱7移动到原来的位置，另一个工作箱7移动到打印中心，即可开始另一个工作箱7的打印，做到不断式打印，提高打印的效率。

所述的横梁2上设有导轨21，导轨21上设有直线电机8，铺砂梁5和打印梁6的两端分别安装在直线电机8上。通过直线电机8的带动，打印梁6和铺砂梁5能够在横梁2上来回移动进行铺砂打印，直线电机8传动来代替传统的带传动和齿轮传动可以减小设备的体积，在使用过程中可以减小设备产生的噪声，且在运行过程中能够更加平稳，避免其动力偏心。

所述的打印梁6下方设有多个打印喷头，多个打印喷头能够在打印梁6移动过程中，同时进行打印，实现快速高效打印。

根据图3至图5所示，所述的供砂系统4包括两个存砂罐41、搅拌装置42和破碎装置43，所述的破碎装置43设于存砂罐41的底部，搅拌装置42设于存砂罐41内部，存砂罐41的顶部设有进砂口411，存砂罐41通过安装框44固定在安装梁45上，所述的安装梁45的两端固定在横梁2上且与铺砂梁5平行设置。设置两个存砂罐41可以实现轮流供砂，减小设备整体体积的同时，还能提高打印的效率。

所述的破碎装置43包括两个出砂口431和多个破碎口432，破碎口432设于出砂口431的上端，出砂口431、破碎口432与存砂罐41内部三者连通。砂子自上而下经破碎口432将块状的砂子打散后经出砂口431流出，进入到铺砂梁5中。

所述的搅拌装置42包括搅拌电机421、转轴422、小搅拌桨423、大搅拌桨424和加强板425，所述的搅拌电机421设于存砂罐41的底部，搅拌电机421与转轴422传动连接，转轴422伸入存砂罐41内部，所述的小搅拌桨423和大搅拌桨424由下而上依次安装在转轴422上，加强板425连接在大搅拌桨424上，小搅拌桨423和大搅拌桨424交叉设置。存砂罐41内部的物料经过搅拌装置42自上而下搅拌，能够确保出砂光滑。

所述的供砂系统4还包括称重装置46和电磁阀47。所述的称重装置46连接在存砂罐41上，电磁阀47连接在进砂口411处。称重装置46主要是对存砂罐41内部的物料进行称重，可实时监测供砂系统4内砂子的重量；当存砂罐41内的砂子过少时，电磁阀47开启，砂子从进砂口411进入存砂罐41，直到存砂罐41中的砂子达到一定量时，电磁阀47关闭。电磁阀47来控制供砂系统4的通断，两者配合来达到供砂系统的轮流供砂。

本发明工作原理：

如图1所示，在打印前，两个工作箱7分别位于两个横梁2的外侧。等待设备开启，两个存砂罐41上的称重装置46对存砂罐41内的砂子进行称重，如果砂子过少时，存砂罐41上的电磁阀47打开，砂子从进砂口411进入存砂罐41中，直到称重装置46侧得存砂罐41中的砂子够分量时，电磁阀47关闭。电机421带动大搅拌桨424和小搅拌423自上而下对砂子进行搅拌，增加砂子的光滑度。搅拌后，其中一个存砂罐41中的砂子从存砂罐41底部的出砂口431排出进入打印机的铺砂梁5中，在排出前，通过破碎口432对砂子再次进行打散，确保砂子为细小的颗粒状结构。当存砂罐41中的砂子低于一定量时，破碎装置43关闭出料，电磁阀47重新打开进料，另一个存砂罐41开始出料，如此实现轮流供砂。

打印时，其中一个工作箱7通过地轨3移动到两个横梁2的正下方，工作箱7上升到一定的打印高度。如图7所示，打印过程中，供砂系统4的两个存砂罐41先给铺砂梁5供砂；铺砂梁5在直线电机8的带动下，从横梁2的一端移动到另一端，完成铺砂后，铺砂梁5回到原来的位置；打印梁6在直线电机8的带动下，从横梁2的一端移动到另一端，多个喷头实现打印之后再复位，没打印一层工作箱7下降一定的高度；铺砂梁5再次移动铺砂，打印梁6再次移动打印，如此反复反复铺砂打印，直至模型打印完成为止。此时，打印完成的工作箱7离开横梁2的正下方，回到原先位置，另一个工作箱移动到横梁2的正下方开始打印过程。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方案，实际的结构并不局限于此。所以本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种砂型3D打印机，其特征在于：其包括打印底座、横梁、地轨、供砂系统、铺砂梁、打印梁和工作箱；所述的横梁设有两根、两根横梁平行架设在打印底座上，地轨设于横梁下方，所述的供砂系统固定在横梁上，铺砂梁和打印梁两端分别架设在横梁上且与横梁滑动连接，所述的工作箱设于地轨上且与地轨滑动连接；

所述的供砂系统包括两个存砂罐、搅拌装置和破碎装置，所述的破碎装置设于存砂罐的底部，搅拌装置设于存砂罐内部，存砂罐的顶部设有进砂口，存砂罐通过安装框固定在安装梁上，所述的安装梁的两端固定在横梁上且与铺砂梁平行设置。

2.根据权利要求1所述的砂型3D打印机，其特征在于：所述的打印底座包括固定底座、调节座和侧支撑；所述的固定底座分别设于地轨的两侧，调节座安装在固定底座的下方，侧支撑安装在固定底座的两端，所述的横梁安装在侧支撑上。

3.根据权利要求1所述的砂型3D打印机，其特征在于：所述的工作箱设有两个。

4.根据权利要求1所述的砂型3D打印机，其特征在于：所述的横梁上设有导轨，导轨上设有直线电机，铺砂梁和打印梁的两端分别安装在直线电机上。

5.根据权利要求1所述的砂型3D打印机，其特征在于：所述的破碎装置包括两个出砂口和多个破碎口，破碎口设于出砂口的上端，出砂口、破碎口与存砂罐内部三者连通。

6.根据权利要求1所述的砂型3D打印机，其特征在于：所述的搅拌装置包括搅拌电机、转轴、小搅拌桨、大搅拌桨和加强板，所述的搅拌电机设于存砂罐的底部，搅拌电机与转轴传动连接，转轴伸入存砂罐内部，所述的小搅拌桨和大搅拌桨由下而上依次安装在转轴上，加强板连接在大搅拌桨上，小搅拌桨和大搅拌桨交叉设置。

7.根据权利要求1所述的砂型3D打印机，其特征在于：所述的供砂系统还包括称重装置和电磁阀，所述的称重装置连接在存砂罐上，电磁阀连接在进砂口处。

8.根据权利要求1所述的砂型3D打印机，其特征在于：所述的打印梁下方设有多个打印喷头。