CN112743042B - 一种灵活改变铺砂幅面的3d砂型打印装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置及方法，包括铺沙装置和平板机构，所述平板机构安装于所述铺沙装置下方，所述铺沙装置包括铺沙座，所述铺沙座上安装有移动铺沙体，所述移动铺沙体上安装有漏沙机构，所述漏沙机构安装于所述移动铺沙体的支座上，所述漏沙机构下侧安装铺沙孔，所述铺沙孔上安装有沙孔挡板，所述沙孔挡板滑动连接于所述移动铺沙体一侧的滑轨上，所述平板机构包括铺沙板，所述铺沙板下端设置有纵伸缩机构，所述纵伸缩机构安装于打印底座上，通过灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置，完成对不同要求的砂型打印进行随时改变，降低原材料的浪费，减少原沙的使用，同时在使用过程中，降低原沙使用的同时提高产品质量。

Description

一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及3D打印模型制造技术领域，特别是涉及一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置及其使用方法。

背景技术

近年来，随着3D打印研发技术的不断突破，3D打印已经成功应用于航空航天、生物医疗、建筑、汽车等领域，并不断取得突破性进展。3D打印技术的制造原理是基于“增材制造”的思想，无需模具，仅利用三维设计数据在一台设备上即可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，有效缩短了加工周期，易于实现单件小批量复杂形状产品的快速制造，具有明显的成本和效率优势。而3DP技术，即三维粉体粘接技术，由美国麻省理工大学开发，其原料使用粉末材料，如陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末等，3DP工作原理是，先铺一层粉末，然后使用喷嘴将粘接剂喷射在需要成型的区域，让分体粘接形成零件截面，如此层层叠加形成零件。

现有的砂型3D打印设备，都是运用的呋喃树脂，其原理是将磺酸固化剂预混在原砂中，通过铺砂器将混有固化剂的原砂逐层平铺在工作箱中，呋喃树脂则在每层截面需要成型的部分进行喷射。通过固化反应、层层堆叠形成所需的形状。随着砂型3D设备逐步应用于铸造生产，由于3D打印的灵活性以及铸造行业的现状，需要大幅面的打印机才能满足生产需求。

但有时需要临时加急打印一个小件，且没有其他产品同时打印时，就会造成比较大的浪费(主要是原砂和固化剂的浪费)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题，通过该装置的使用最大限度的降低原砂的使用，降低成本，同时能够快速的完成对作品模型的打印。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置，包括铺砂装置和平板机构，所述平板机构安装于所述铺砂装置下方，所述铺砂装置包括铺砂座，所述铺砂座上安装有移动铺砂体，所述移动铺砂体上安装有漏砂机构，所述漏砂机构安装于所述移动铺砂体的支座上，所述漏砂机构下侧安装铺砂孔，所述铺砂孔一侧安装有砂孔挡板，所述砂孔挡板滑动连接于所述移动铺砂体一侧，所述平板机构包括铺砂板，所述铺砂板下端设置有纵伸缩机构，所述纵伸缩机构安装于打印底座上，所述纵伸缩机构上端一侧设置有横伸缩机构，所述横伸缩机构一端固定于所述铺砂板下端一侧，所述横伸缩机构另一端安装于铺砂板另一侧，所述移动铺砂体上安装有限位装置；通过铺砂装置和平板机构能够完成对铺砂面积的控制，通过控制铺砂面积来控制铺砂时对原砂的浪费，在降低铺砂面积的同时，将多余的原砂通过铺砂板进行收集，便于回收原砂，限位装置能够完成对铺砂面移动铺砂体漏砂面积控制，通过计算提前完成对原砂铺洒的。

优选的，所述铺砂板包括第一铺板、第二铺板和中板，所述第一铺板一侧与中板一侧活动连接，所述第一铺板下端与所述横伸缩机构一端连接，所述第二铺板下端与所述横伸缩机构另一端活动连接，所述中板下端固定连接有所述纵伸缩机构；通过第一铺板和第二铺板用于控制铺砂板的能够铺砂位置，通过铺砂面的大小改变铺砂的量，同时能够根据第一铺板和第二铺板的倾斜角度完成对原砂的收集，根据打印的大小控制第一铺板或者第二铺板的倾斜，当需要第一铺板工作时，不需要第二铺板时，第二铺板进行倾斜，反之亦然，通过灵活多变的工艺降低对原砂的浪费。

优选的，所述砂孔挡板包括纵板和横板，所述纵板固定于所述移动铺砂体上一侧，所述纵板下端固定安装有横板，所述横板一侧设置有伸缩杆，所述伸缩杆的前端头穿过所述横板内部并延伸至横板另一端；通过砂孔挡板的纵板和横板对移动铺砂体的铺砂面积进行控制，降低铺砂过程中多余的原砂进行收集。

优选的，所述横板包括第一横板、第二横板和第三横板，所述第一横板与第二横板滑动连接，所述第三横板与所述第二横板滑动连接，所述第一横板内部一侧与所述伸缩杆的前端头固定连接，所述第三横板与所述伸缩杆另一端连接；通过横板上的第一横板和第二横板、第三横板的设置能够根据不同的打印程序进行铺砂量及面积的控制降低移动铺砂体的下端漏砂孔的多少用来控制漏砂面积和量，在不改变打印质量的同时控制原砂量。

优选的，所述第一横板、第二横板和第三横板上端面均设置有多个漏孔，所述漏孔与铺砂孔对应设置，所述漏孔下端设置有弧形槽，所述弧形槽延伸至第三横板一侧，所述弧形槽一侧设置有吸砂管；在第一横板和第二横板、第三横板之间滑动连接过程中，为保证回收砂的顺利进行，设置弧形槽进行将原砂通过漏孔收集进入弧形槽内，通过弧形槽后端的吸砂管完成对原砂的收集。

优选的，所述弧形槽为可伸缩软槽。

优选的，所述限位装置包括X坐标限位和Y坐标限位，所述X坐标限位安装于移动铺砂体上，所述Y坐标限位安装于所述移动铺砂体上端的漏砂座上，所述Y坐标限位控制漏砂座纵向漏砂位置；X坐标限位和Y坐标限位用来在根据输入的工件模型计算最大横截面积；来控制漏砂及铺砂的面积，提前将原砂铺砂面积进行控制，将用砂量进行先期计算，保证砂的高用量。

一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：根据程序进行铺砂作业，所述移动铺砂体移动进行铺砂，根据打印的部件的大小进行控制所述X坐标限位控制移动铺砂体的横向铺砂间距，所述Y坐标限位控制漏砂座上端纵向漏砂距离，通过计算打印部件的最大横截面积用来控制漏砂量及铺砂面积；

S2：在通过平板机构用来承接移动铺砂体的铺砂操作，通过S1步骤计算的铺砂面积进行铺砂，在铺砂过程中通过铺砂面积进行调整第一铺板或者第二铺板其中之一的角度，在调整将用不到的第一铺板或者第三铺板其中之一角度，使其倾斜于中板，将落在上面的漏砂沿倾斜角度花落进行收集，减少砂的浪费；

S3：在进行铺砂3D打印过程中，通过砂孔挡板用来控制在铺砂过程中漏砂的量及面积，通过漏砂挡板上的横板上的第一横板、第二横板和第三横板完成对漏砂的量进行控制，同时将多余砂通过所述漏孔收集。在完成打印的同时将多余砂粒回收。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过铺砂装置和平板机构能够完成对铺砂面积的控制，通过控制铺砂面积来控制铺砂时对原砂的浪费，在降低铺砂面积的同时，将多余的原砂通过铺砂板进行收集，便于回收原砂，限位装置能够完成对铺砂面移动铺砂体漏砂面积控制，通过计算提前完成对原砂铺洒的。

2、通过第一铺板和第二铺板用于控制铺砂板的能够铺砂位置，通过铺砂面的大小改变铺砂的量，同时能够根据第一铺板和第二铺板的倾斜角度完成对原砂的收集，根据打印的大小控制第一铺板或者第二铺板的倾斜，当需要第一铺板工作时，不需要第二铺板时，第二铺板进行倾斜，反之亦然，通过灵活多变的工艺降低对原砂的浪费。

3、通过砂孔挡板的纵板和横板对移动铺砂体的铺砂面积进行控制，降低铺砂过程中多余的原砂进行收集。

4、通过横板上的第一横板和第二横板、第三横板的设置能够根据不同的打印程序进行铺砂量及面积的控制降低移动铺砂体的下端漏砂孔的多少用来控制漏砂面积和量，在不改变打印质量的同时控制原砂量。

5、X坐标限位和Y坐标限位用来在根据输入的工件模型计算最大横截面积；来控制漏砂及铺砂的面积，提前将原砂铺砂面积进行控制，将用砂量进行先期计算，保证砂的高用量。

附图说明

图1为本发明灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置结构示意图。

图2为本发明平板机构结构原理示意图。

图3为本发明砂孔挡板结构原理示意图。

图4为本发明铺砂孔结构原理示意图。

图5为本发明吸砂管与伸缩杆结构原理示意图。

附图标记：1、铺砂装置，2、平板机构，3、铺砂座，4、自动铺砂体，5、漏砂机构，6、铺砂孔，7、砂孔挡板，8、铺砂板，9、纵伸缩机构，10、打印底座，11、横伸缩机构，12、限位装置，13、第一铺板，14、第二铺板，15、中板，16、纵板，17、横板，18、伸缩杆、19、第一横板，20、第二横板，21、第三横板，22、漏孔，23、弧形槽，24、吸砂管，25、X坐标限位，26、Y坐标限位，27、漏砂座。

具体实施方式

下面内容结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置，包括铺砂装置1和平板机构2，所述平板机构2安装于所述铺砂装置1下方，所述铺砂装置1包括铺砂座3，所述铺砂座3上安装有移动铺砂体4，所述移动铺砂体4上安装有漏砂机构5，所述漏砂机构5安装于所述移动铺砂体4的支座上，所述漏砂机构5下侧安装铺砂孔6，所述铺砂孔6一侧安装有砂孔挡板7，所述砂孔挡板7滑动连接于所述移动铺砂体4一侧，所述平板机构2包括铺砂板8，所述铺砂板8下端设置有纵伸缩机构9，所述纵伸缩机构9安装于打印底座10上，所述纵伸缩机构9上端一侧设置有横伸缩机构11，所述横伸缩机构11一端固定于所述铺砂板8下端一侧，所述横伸缩机构11另一端安装于铺砂板8另一侧，所述移动铺砂体4上安装有限位装置12；通过铺砂装置1和平板机构2能够完成对铺砂面积的控制，通过控制铺砂面积来控制铺砂时对原砂的浪费，在降低铺砂面积的同时，将多余的原砂通过铺砂板8进行收集，便于回收原砂，限位装置12能够完成对铺砂面移动铺砂体漏砂面积控制，通过计算提前完成对原砂铺洒的。

所述铺砂板8包括第一铺板13、第二铺板14和中板15，所述第一铺板13一侧与中板15一侧活动连接，所述第一铺板13下端与所述横伸缩机构11一端连接，所述第二铺板14下端与所述横伸缩机构11另一端活动连接，所述中板15下端固定连接有所述纵伸缩机构9；通过第一铺板13和第二铺板14用于控制铺砂板8的能够铺砂位置，通过铺砂面的大小改变铺砂的量，同时能够根据第一铺板13和第二铺板14的倾斜角度完成对原砂的收集，根据打印的大小控制第一铺板13或者第二铺板14的倾斜，当需要第一铺板13工作时，不需要第二铺板14时，第二铺板14进行倾斜，反之亦然，通过灵活多变的工艺降低对原砂的浪费。

所述砂孔挡板7包括纵板16和横板17，所述纵板16固定于所述移动铺砂体4上一侧，所述纵板16下端固定安装有横板17，所述横板17一侧设置有伸缩杆18，所述伸缩杆18的前端头穿过所述横板17内部并延伸至横板17另一端；通过砂孔挡板7的纵板16和横板17对移动铺砂体4的铺砂面积进行控制，降低铺砂过程中多余的原砂进行收集。

所述横板17包括第一横板19、第二横板20和第三横板21，所述第一横板19与第二横板20滑动连接，所述第三横板21与所述第二横板20滑动连接，所述第一横板19内部一侧与所述伸缩杆18的前端头固定连接，所述第三横板21与所述伸缩杆18另一端连接；通过横板17上的第一横板19和第二横板20、第三横板21的设置能够根据不同的打印程序进行铺砂量及面积的控制降低移动铺砂体4的下端漏砂孔的多少用来控制漏砂面积和量，在不改变打印质量的同时控制原砂量。

所述第一横板19、第二横板20和第三横板21上端面均设置有多个漏孔22，所述漏孔22与铺砂孔6对应设置，所述漏孔22下端设置有弧形槽23，所述弧形槽23延伸至第三横板21一侧，所述弧形槽23一侧设置有吸砂管24；在第一横板19和第二横板20、第三横板21之间滑动连接过程中，为保证回收砂的顺利进行，设置弧形槽23进行将原砂通过漏孔22收集进入弧形槽23内，通过弧形槽23后端的吸砂管24完成对原砂的收集。

弧形槽23为可伸缩软槽。

限位装置12包括X坐标限位25和Y坐标限位26，所述X坐标限位25安装于移动铺砂体4上，所述Y坐标限位26安装于所述移动铺砂体4上端的漏砂座27上，所述Y坐标限位26控制漏砂座27纵向漏砂位置；X坐标限位25和Y坐标限位26用来在根据输入的工件模型计算最大横截面积；来控制漏砂及铺砂的面积，提前将原砂铺砂面积进行控制，将用砂量进行先期计算，保证砂的高用量。

一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：根据程序进行铺砂作业，所述移动铺砂体4移动进行铺砂，根据打印的部件的大小进行控制所述X坐标限位25控制移动铺砂体4的横向铺砂间距，所述Y坐标限位26控制漏砂座27上端纵向漏砂距离，通过计算打印部件的最大横截面积用来控制漏砂量及铺砂面积；

S2：在通过平板机构2用来承接移动铺砂体4的铺砂操作，通过S1步骤计算的铺砂面积进行铺砂，在铺砂过程中通过铺砂面积进行调整第一铺板13或者第二铺板14其中之一的角度，在调整将用不到的第一铺板13或者第二铺板14其中之一角度，使其倾斜于中板15，将落在上面的漏砂沿倾斜角度花落进行收集，减少砂的浪费；

S3：在进行铺砂3D打印过程中，通过砂孔挡板7用来控制在铺砂过程中漏砂的量及面积，通过砂孔挡板7上的横板上的第一横板19、第二横板20和第三横板21完成对漏砂的量进行控制，同时将多余砂通过所述漏孔22收集。在完成打印的同时将多余砂粒回收。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换均视为在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置，其特征在于，包括铺砂装置和平板机构，所述平板机构安装于所述铺砂装置下方，所述铺砂装置包括铺砂座，所述铺砂座上安装有移动铺砂体，所述移动铺砂体上安装有漏砂机构，所述漏砂机构安装于所述移动铺砂体的支座上，所述漏砂机构下侧安装铺砂孔，所述铺砂孔一侧安装有砂孔挡板，所述砂孔挡板滑动连接于所述移动铺砂体一侧，所述平板机构包括铺砂板，所述铺砂板下端设置有纵伸缩机构，所述纵伸缩机构安装于打印底座上，所述纵伸缩机构上端一侧设置有横伸缩机构，所述横伸缩机构一端固定于所述铺砂板下端一侧，所述横伸缩机构另一端安装于铺砂板另一侧，所述移动铺砂体上安装有限位装置；

所述砂孔挡板包括纵板和横板，所述纵板固定于所述移动铺砂体上一侧，所述纵板下端固定安装有横板，所述横板一侧设置有伸缩杆，所述伸缩杆的前端头穿过所述横板内部并延伸至横板另一端；所述横板包括第一横板、第二横板和第三横板，所述第一横板与第二横板滑动连接，所述第三横板与所述第二横板滑动连接，所述第一横板内部一侧与所述伸缩杆的前端头固定连接，所述第三横板与所述伸缩杆另一端连接；

所述第一横板、第二横板和第三横板上端面均设置有多个漏孔，所述漏孔与铺砂孔对应设置，所述漏孔下端设置有弧形槽，所述弧形槽延伸至第三横板一侧，所述弧形槽一侧设置有吸砂管。

2.根据权利要求1所述的一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置，其特征在于，所述铺砂板包括第一铺板、第二铺板和中板，所述第一铺板一侧与中板一侧活动连接，所述第二铺板一侧与所述中板另一侧活动连接，所述第一铺板下端与所述横伸缩机构一端连接，所述第二铺板下端与所述横伸缩机构另一端活动连接，所述中板下端固定连接有所述纵伸缩机构。

3.根据权利要求1所述的一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置，其特征在于，所述弧形槽为可伸缩软槽。

4.根据权利要求2所述的一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置，其特征在于，所述限位装置包括X坐标限位和Y坐标限位，所述X坐标限位安装于移动铺砂体上，所述Y坐标限位安装于所述移动铺砂体上端的漏砂座上，所述Y坐标限位控制漏砂座纵向漏砂位置。

5.一种灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置的使用方法，其特征在于，所述灵活改变铺砂幅面的3D砂型打印装置为权利要求4所述3D砂型打印装置，包括以下步骤：S1：根据程序进行铺砂作业，所述移动铺砂体移动进行铺砂，根据打印的部件的大小控制所述X坐标限位控制移动铺砂体的横向铺砂间距，所述Y坐标限位控制漏砂座上端纵向漏砂距离，通过计算打印部件的最大横截面积用来控制漏砂量及铺砂面积；S2：在通过平板机构用来承接移动铺砂体的铺砂操作，通过S1步骤计算的铺砂面积进行铺砂，在铺砂过程中通过铺砂面积进行调整第一铺板或者第二铺板其中之一的角度，在调整将用不到的第一铺板或者第二铺板其中之一角度，使其倾斜于中板，将落在上面的漏砂沿倾斜角度滑落进行收集，减少砂的浪费；S3：在进行铺砂3D打印过程中，通过砂孔挡板用来控制在铺砂过程中漏砂的量及面积，通过砂孔挡板上的横板上的第一横板、第二横板和第三横板完成对漏砂的量进行控制，同时将多余砂通过所述漏孔收集，在完成打印的同时将多余砂粒回收。

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