CN112692231B - 一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置及方法，所述用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置包括循环供墨设备、主机设备、辅机设备、控制系统，所述循环供墨设备用于提供连续供墨，所述主机设备与所述循环供墨设备相连接，所述主机设备用于移动所述循环供墨设备以及送砂，所述辅机设备与所述主机设备相连接，所述辅机设备用于对所述砂进行处理，所述控制系统用于输出控制信号至所述循环供墨设备。本发明的能够满足砂型尺寸对设备的要求，同时，解决了针对市场现有适用于微滴喷射的树脂存在价格偏高、性能不稳定、砂型终强度低、发气量较大的问题。

Description

一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置及方法

技术领域

本发明涉及铸造工艺技术领域，特别是涉及一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置及方法。

背景技术

随着技术的不断提升，3D打印以其全新的制造理念和技术优势，将逐步成为制造技术领域重要的发展方向。3D打印不会取代传统技术，而是一种融合，是对传统行业传统技术的提升。3D打印行业正向着速度更快、精度更高、成本更低、应用更广、操作更简便的方向发展。

无模砂型快速铸造技术是快速成型技术、精密砂型铸造技术结合产生的一种铸造新技术，这种铸造技术的应用是将配备浇筑系统进行反复的切片处理，在快速成型机械上直接进行浇筑生产的一种现代化铸件技术。

目前，国内应用微滴喷射(3DP)成型工艺的设备最大尺寸多为1500mm以下，少有2000mm以上的设备。这种成型尺寸已无法满足砂型尺寸对设备的要求。同时，针对市场现有适用于微滴喷射的树脂存在价格偏高、性能不稳定、砂型终强度低、发气量较大等问题，因此迫切需要改进。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置及方法，用于解决现有技术中的无法满足砂型尺寸对设备的要求，针对市场现有适用于微滴喷射的树脂存在价格偏高、性能不稳定、砂型终强度低、发气量较大等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置，包括：

循环供墨设备，用于提供连续供墨；

主机设备，其与所述循环供墨设备相连接，所述主机设备用于移动所述循环供墨设备以及送砂；以及

辅机设备，其与所述主机设备相连接，所述辅机设备用于对所述砂进行处理；

控制系统，用于输出控制信号至所述循环供墨设备；

所述控制系统包括模型输入模块、视图转换模块、视图编辑模块、分层操作模块以及打印输出模块。

在本发明的一实施例中，所述主机设备包括砂箱机构、下砂机构、铺砂机构、扫描打印机构、喷头清洗测试机构、电控柜机构以及机架机构，所述砂箱机构用于接收所述砂，所述砂箱机构与所述下砂机构相连接，所述下砂机构与所述铺砂机构相连接，所述铺砂机构与所述扫描打印机构相连接，所述扫描打印机构分别与所述喷头清洗测试机构、电控柜机构相连接，所述电控柜机构、喷头清洗测试机构均与所述循环供墨设备相连接，所述机架机构上固定有所述砂箱机构、下砂机构、铺砂机构、扫描打印机构、喷头清洗测试机构、电控柜机构。

在本发明的一实施例中，所述辅机设备包括砂库机构、真空搅拌混砂机构、砂箱进出机构、砂箱置换机构以及砂箱清砂机构，所述砂库机构与所述真空搅拌混砂机构相连接，所述真空搅拌混砂机构与所述砂箱进出机构相连接，所述砂箱进出机构与所述下砂机构相连接，所述砂箱进出机构通过砂箱置换机构与所述砂箱清砂机构相连接。

在本发明的一实施例中，所述循环供墨设备包括供墨泵、墨水存储桶、循环泵、墨盒以及喷头，所述供墨泵的输入端与所述墨水存储桶相连接，所述供墨泵的输出端与墨盒相连接，所述墨盒的输出端分别与所述喷头、循环泵的输入端相连接，所述循环泵的输出端与所述墨水存储桶的输入端相连接，所述喷头分别与电控柜机构、喷头清洗测试机构相连接。

在本发明的一实施例中，所述电控柜机构包括电源电路、上料机构、电机驱动器、电机、打印控制系统、辅助控制系统，所述打印控制系统与所述喷头相连接，所述打印控制系统分别与电机驱动器、辅助控制系统相连接，所述电机驱动器分别与上料机构、电机相连接，所述电源电路用于为所述上料机构、电机驱动器、电机、打印控制系统、辅助控制系统供电。

在本发明的一实施例中，所述电控柜机构还包括电磁阀、液位检测器、限位开关、有砂检测器，所述电磁阀、液位检测器、限位开关、有砂检测器均与所述辅助控制系统相连接。

在本发明的一实施例中，所述辅助控制系统包括PLC控制器。

在本发明的一实施例中，所述电源电路包括电源芯片，所述电源芯片的型号为LM1117。

在本发明的一实施例中，所述模型输入模块、视图转换模块、视图编辑模块、分层操作模块以及打印输出模块设置于服务器中。

本发明还提供一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射方法，所述用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射方法包括上述的用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置，所述用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射方法包括：

通过循环供墨设备提供连续供墨；

通过主机设备移动所述循环供墨设备以及送砂；

通过辅机设备对所述砂进行处理；

通过控制系统输出控制信号至所述循环供墨设备。

如上所述，本发明的用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置及方法，具有以下有益效果：

本发明的用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置包括循环供墨设备、主机设备、辅机设备、控制系统，本发明的用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置能够满足砂型尺寸对设备的要求，同时，解决了针对市场现有适用于微滴喷射的树脂存在价格偏高、性能不稳定、砂型终强度低、发气量较大的问题。

本发明的用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置铸造周期短、效率高、质量好、成本低的特点，同时避免了木模、钢模等模样的反复设计与制造，大大缩短了制造时间、减少了铸造成本，对于复杂、繁琐且精密度高的铸件铸造效率快，有效提高了生产铸造效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的结构框图。

图2为本申请实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的主机设备的结构框图。

图3为本申请实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的辅机设备的结构框图。

图4为本申请实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的循环供墨设备的结构框图。

图5为本申请一个实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的电控柜机构的结构框图。

图6为本申请又一个实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的电控柜机构的结构框图。

图7为本申请实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的控制系统的结构框图。

图8为本申请实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射方法的工作原理图。

元件标号说明

1、循环供墨设备 2、主机设备

3、辅机设备 4、控制系统

11、供墨泵 12、墨水存储桶

13、循环泵 14、墨盒

15、喷头 21、砂箱机构

22、下砂机构 23、铺砂机构

24、扫描打印机构 25、喷头清洗测试机构

26、电控柜机构 27、机架机构

31、砂库机构 32、真空搅拌混砂机构

33、砂箱进出机构 34、砂箱置换机构

35、砂箱清砂机构 41、模型输入模块

42、视图转换模块 43、视图编辑模块

44、分层操作模块 45、打印输出模块

260、有砂检测器 261、电源电路

262、上料机构 263、电机驱动器

264、电机 265、打印控制系统

266、辅助控制系统 267、电磁阀

268、液位检测器 269、限位开关

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的结构框图。本发明提供一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置，包括但不限于循环供墨设备1、主机设备2、辅机设备3以及控制系统4。所述循环供墨设备1用于提供连续供墨，所述主机设备2与所述循环供墨设备1相连接，所述主机设备2用于移动所述循环供墨设备 1以及送砂，所述辅机设备3与所述主机设备2相连接，所述辅机设备3用于对所述砂进行处理，所述控制系统4用于输出控制信号至所述循环供墨设备1，所述控制系统4包括模型输入模块41、视图转换模块42、视图编辑模块43、分层操作模块44以及打印输出模块45。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的主机设备的结构框图。所述主机设备2包括砂箱机构21、下砂机构22、铺砂机构23、扫描打印机构24、喷头清洗测试机构25、电控柜机构26以及机架机构27，所述砂箱机构21用于接收所述砂，所述砂箱机构21与所述下砂机构22相连接，所述下砂机构22与所述铺砂机构23相连接，所述铺砂机构23与所述扫描打印机构24相连接，所述扫描打印机构24分别与所述喷头清洗测试机构25、电控柜机构26相连接，所述电控柜机构26、喷头清洗测试机构25均与所述循环供墨设备1相连接，所述机架机构27上固定有所述砂箱机构21、下砂机构22、铺砂机构23、扫描打印机构24、喷头清洗测试机构25、电控柜机构26。

如图2所示，所述下砂机构22具有送砂下砂功能，砂送到下砂机构22，由其本身的送砂螺旋相对均匀的把砂铺满装砂斗，保证载砂辊每次满载工作，把砂均匀下放到铺砂斗。所述铺砂机构23具有均匀铺砂砂功能，机构由两端导轨带动，以合理的速度配合载砂辊旋转放砂，使砂均匀的铺设在砂箱上，并通过震砂机构使砂紧密结合，进而有效解决打印分层问题。所述砂箱机构21包括升降机构、砂箱进出机构、砂箱主体、砂箱置换辊台。升降丝杆机构位于主机机架中心。升降电机通过链条传动丝杆使托板升降从而带动砂箱内的升降板亦上升或下降。砂箱进出机构是将砂箱设备外装入主机内部与将砂箱从设备内部导出来的机构；由电机通过链条带动滚轮使砂箱在辊台上运动达到进出设备内部效果。砂箱采用固定式结构，打印时，利用挂钩勾住砂箱底板，使之升降；清砂时，使用砂箱进出辊台经过过渡辊台移动到清砂辊台上，(同时启用备用砂箱，输送到主机内部开始新的打印作业)通过液压升降机使砂箱底板抬升，并取出工件。砂箱置换辊台主要由辊台底架和安装在底架上的活动过渡辊台组成，当打印完成后，将砂箱通过砂箱进出辊台移出经过过渡辊台移动到清砂辊台上等待清砂，为了提高工作效率，此时调用备用砂箱，砂箱置换辊台上活动过渡辊台移动使备用砂箱移动到正对砂箱进出辊台，然后移动到设备内部准备新砂型的打印。砂箱清砂机构主要由清砂辊台，液压升降机，废砂箱，清砂平台，后置辊台组成。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的辅机设备的结构框图。所述辅机设备3包括砂库机构31、真空搅拌混砂机构32、砂箱进出机构33、砂箱置换机构34以及砂箱清砂机构35，所述砂库机构31与所述真空搅拌混砂机构 32相连接，所述真空搅拌混砂机构32与所述砂箱进出机构33相连接，所述砂箱进出机构33 与所述下砂机构22相连接，所述砂箱进出机构33通过砂箱置换机构34与所述砂箱清砂机构 35相连接。

如图3所示，所述辅机设备3实现型砂运输、搅拌、送料以及气体过滤等功能，其中除气机构只预留抽风口，以便抽风排气达到除异味效果。砂库机构由加砂平台，新砂砂库，旧砂砂库、阻燃剂库与旧砂过滤装置以及组成。旧砂砂库顶部安装有搅拌电机，搅拌轴安装搅拌叶，通过搅拌防止砂结块，旧砂砂库上安装有过滤装置，新/旧砂库设计容积不少于2500KG，砂库底部设有抽砂口，整个系统由输送管连接，经过真空抽砂机构形成供砂系统。真空送砂混砂机构由真空送砂系统、混砂仓、混砂电机、酸罐组装组成，混砂电机安装在混砂仓顶部，混砂仓内安装搅拌叶片，砂通过真空送砂系统从砂库机构输送至混砂仓，在搅拌过程中加入固化剂进行混合搅拌。搅拌均匀后打开抽板阀把砂下放到下砂斗，通过真空送砂系统输送至主机的送砂机构内。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的循环供墨设备的结构框图。所述循环供墨设备1包括供墨泵11、墨水存储桶12、循环泵13、墨盒14以及喷头15，所述供墨泵11的输入端与所述墨水存储桶12相连接，所述供墨泵11的输出端与墨盒14相连接，所述墨盒14的输出端分别与所述喷头15、循环泵13的输入端相连接，所述循环泵13的输出端与所述墨水存储桶12的输入端相连接，所述喷头15分别与电控柜机构26、喷头清洗测试机构25相连接。所述循环供墨设备1为阵列式喷头提供连续供墨，持续性打印的保障系统。该系统使墨水在墨盒及喷头内不断流动，减少断墨现象。供墨循环系统由两路负压组成，两路负压压力之差形成压差，墨水通过压差在喷头内腔进行流动，从而带走墨水中的气泡及颗粒物。

请参阅图5、图6，图5为本申请一个实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的电控柜机构的结构框图。图6为本申请又一个实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的电控柜机构的结构框图。所述电控柜机构26包括电源电路261、上料机构262、电机驱动器263、电机264、打印控制系统265、辅助控制系统266，所述打印控制系统265与所述喷头15相连接，所述打印控制系统265分别与电机驱动器263、辅助控制系统266相连接，所述电机驱动器263分别与上料机构262、电机264相连接，所述电源电路261用于为所述上料机构262、电机驱动器263、电机264、打印控制系统265、辅助控制系统266供电。所述电控柜机构26还包括电磁阀267、液位检测器268、限位开关269、有砂检测器260，所述电磁阀267、液位检测器268、限位开关269、有砂检测器260均与所述辅助控制系统266相连接。所述辅助控制系统266包括PLC控制器。所述电源电路261包括电源芯片，所述电源芯片的型号为LM1117。

如图5、图6所示，所述电源电路261是整个电气系统的供电主回路，分别向上料装置、各电机驱动器以及明纬电源供电。设备的主电源回路提供有滤波回路和浪涌吸收模块，用于消除电源的干扰以及雷电的袭击。明纬电源输出24V的弱电，向电机驱动器、打印控制系统和辅助控制系统供电。打印控制系统发送脉冲指令驱动X轴、Y轴和Z轴电机运动，同时发送指令驱动喷头按照图形喷射粘结剂。辅助控制系统一方面接收液位传感器、限位开关以及检砂灯的输入信号，经过运算后控制各电磁阀的通断。另一方面，其还向铺砂电机、送砂电机、下砂电机发送脉冲指令，控制这些电机的运动。X轴、Y轴和Z轴电机会向打印控制系统反馈位置信号和报警信号。铺砂电机、送砂电机和下砂电机则向辅助控制系统反馈位置信号和报警信号。辅助控制系统和打印控制系统也会互相通信。打印完成时，打印控制系统将向辅助控制系统报告打印完成信号，辅助控制系统启动铺砂流程。辅助控制系统完成铺砂流程后，也会向打印控制系统报告铺砂完成信号，打印控制系统启动打印流程。上料装置也会向辅助控制系统汇报故障信息。

请参阅图7，图7为本申请实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置的控制系统的结构框图。所述模型输入模块41、视图转换模块42、视图编辑模块43、分层操作模块44以及打印输出模块45设置于服务器中。所述模型输入模块41、视图转换模块42、视图编辑模块43、分层操作模块44以及打印输出模块45依次连接，所述模型输入模块41 用于输入STL模型至操作区域。所述视图转换模块42用于读取所述STL模型信息，以转换视觉。所述视图编辑模块43用于将所述STL模型放置于工作空间上，以实现自动布局或手动布局两种方式。所述分层操作模块44用于选择合适的分层参数，并开始分层。所述打印输出模块45用于生成并输出设备可识别的文件格式文档，并打印设备。

请参阅图8，图8为本申请实施例提供的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射方法的工作原理图。本发明还提供一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射方法，所述用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射方法包括上述的用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置，所述用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射方法包括：步骤S1、通过循环供墨设备1提供连续供墨。步骤S2、通过主机设备2移动所述循环供墨设备1以及送砂。步骤S3、通过辅机设备3对所述砂进行处理。步骤S4、通过控制系统4输出控制信号至所述循环供墨设备1。

综上所述，本发明的用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置包括循环供墨设备、主机设备、辅机设备、控制系统，本发明的用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置能够满足砂型尺寸对设备的要求，同时，解决了针对市场现有适用于微滴喷射的树脂存在价格偏高、性能不稳定、砂型终强度低、发气量较大的问题。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置，其特征在于，包括：

循环供墨设备，用于提供连续供墨；

主机设备，其与所述循环供墨设备相连接，所述主机设备用于移动所述循环供墨设备以及送砂；以及

辅机设备，其与所述主机设备相连接，所述辅机设备用于对所述砂进行处理；

控制系统，用于输出控制信号至所述循环供墨设备；

所述控制系统包括模型输入模块、视图转换模块、视图编辑模块、分层操作模块以及打印输出模块；

所述主机设备包括砂箱机构、下砂机构、铺砂机构、扫描打印机构、喷头清洗测试机构、电控柜机构以及机架机构，所述砂箱机构用于接收所述砂，所述砂箱机构与所述下砂机构相连接，所述下砂机构与所述铺砂机构相连接，所述铺砂机构与所述扫描打印机构相连接，所述扫描打印机构分别与所述喷头清洗测试机构、电控柜机构相连接，所述电控柜机构、喷头清洗测试机构均与所述循环供墨设备相连接，所述机架机构上固定有所述砂箱机构、下砂机构、铺砂机构、扫描打印机构、喷头清洗测试机构、电控柜机构；

所述辅机设备包括砂库机构、真空搅拌混砂机构、砂箱进出机构、砂箱置换机构以及砂箱清砂机构，所述砂库机构与所述真空搅拌混砂机构相连接，所述真空搅拌混砂机构与所述砂箱进出机构相连接，所述砂箱进出机构与所述下砂机构相连接，所述砂箱进出机构通过砂箱置换机构与所述砂箱清砂机构相连接；

所述循环供墨设备包括供墨泵、墨水存储桶、循环泵、墨盒以及喷头，所述供墨泵的输入端与所述墨水存储桶相连接，所述供墨泵的输出端与墨盒相连接，所述墨盒的输出端分别与所述喷头、循环泵的输入端相连接，所述循环泵的输出端与所述墨水存储桶的输入端相连接，所述喷头分别与电控柜机构、喷头清洗测试机构相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置，其特征在于：所述电控柜机构包括电源电路、上料机构、电机驱动器、电机、打印控制系统、辅助控制系统，所述打印控制系统与所述喷头相连接，所述打印控制系统分别与电机驱动器、辅助控制系统相连接，所述电机驱动器分别与上料机构、电机相连接，所述电源电路用于为所述上料机构、电机驱动器、电机、打印控制系统、辅助控制系统供电。

3.根据权利要求2所述的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置，其特征在于：所述电控柜机构还包括电磁阀、液位检测器、限位开关、有砂检测器，所述电磁阀、液位检测器、限位开关、有砂检测器均与所述辅助控制系统相连接。

4.根据权利要求2所述的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置，其特征在于：所述辅助控制系统包括PLC控制器。

5.根据权利要求2所述的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置，其特征在于：所述电源电路包括电源芯片，所述电源芯片的型号为LM1117。

6.根据权利要求1所述的一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置，其特征在于：所述模型输入模块、视图转换模块、视图编辑模块、分层操作模块以及打印输出模块设置于服务器中。

7.一种用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射方法，其特征在于，所述用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射方法包括如权利要求1至权利要求6任一项所述的用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射装置，所述用于树脂砂铸造工艺中的微滴喷射方法包括：

通过循环供墨设备提供连续供墨；

通过主机设备移动所述循环供墨设备以及送砂；

通过辅机设备对所述砂进行处理；

通过控制系统输出控制信号至所述循环供墨设备。

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