CN114210921A - 一种无侧壁砂箱砂型3d打印精密成形机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，包括主体框架和砂箱，砂箱包括打印平板；主体框架上分别设置有转运机构、托架、带动托架升降的升降机构、铺砂机构和打印机构，托架搭在转运机构上，升降机构与托架连接；砂箱输送到位，升降机构带动托架上升，托架托着砂箱上升至打印工位，铺砂机构和打印机构打印砂箱侧壁和砂型，打印平板上形成一层，升降机构下降一层厚度，重复打印下降直至打印完成。可见，本发明中砂箱与铺砂机构、打印机构以及升降机构分体设置，清理时无需对砂箱进行升降，无需操作铺设机构和打印机构，保证了各机构运行的可靠性；且转运机构的设置以及砂箱的平板式结构，使其可任意流转生产，满足了多种生产需求。

Description

一种无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机

技术领域

本发明涉及砂型模具制造技术领域，尤其涉及一种无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机。

背景技术

现有打印机多采用带侧壁的金属砂箱，通过升降砂箱底板的方式进行生产，金属砂箱制作成本高，密封难，砂箱重，增加转运设施负载和造价；清理时候同样需要升降砂箱底板，对清理工位配套设施有一定要求。针对上述技术问题，现有技术中通过打印砂箱侧壁的方式进行生产，砂箱底板带有驱动机构，可以移动，但是不能独立自由转运，需要升降铺砂和打印运动机构，对运动机构稳定性、精度等影响较大，不能实现多个砂箱轮流打印。

发明内容

针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，该成形机砂箱与打印机构、铺砂机构以及升降机构分开设置，从而可方便的进行清理，可轮流打印砂箱、可方便转运砂箱。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，包括主体框架和砂箱，所述砂箱包括打印平板；所述主体框架上分别设置有转运机构、托架、带动所述托架升降的升降机构、铺砂机构和打印机构，所述托架搭在所述转运机构上，所述升降机构与所述托架连接；所述砂箱输送到位，所述升降机构带动所述托架上升，所述托架托着所述砂箱上升至打印工位，所述铺砂机构和所述打印机构动作打印砂箱侧壁和砂型，所述打印平板上成形一层后，所述升降机构下降一层厚度，再重复打印下降直至打印完成，所述转运机构再动作。

优选方式为，所述转运机构包括多个分成两排排列设置的输送辊轮，及带动各所述输送辊轮转动的转运动力；且初始位置所述托架顶端低于各所述输送辊轮的顶端。

优选方式为，所述成形机还包括用于固定所述砂箱的固定机构，所述固定机构包括至少一块设在所述砂箱侧壁的固定块，与所述固定块一对一设置的压块，及带动所述压块升降的固定动力；所述压块与所述固定动力连接，所述固定动力设在所述托架上，所述固定动力带动所述压块移动，以压住或松开对应的所述固定块。

优选方式为，所述成形机还包括导向组件，所述导向组件包括至少一根竖向设置的导轨、及与各所述导轨滑动连接的滑板，所述滑板与所述托架连接；且所有所述导轨分设在所述托架的两侧。

优选方式为，所述砂箱还包括支撑框架，所述支撑框架的上面固设所述打印平板，所述打印平板的外周环设有接砂槽，且所述接砂槽位于所述打印平板和所述支撑框架之间。

优选方式为，所述升降机构包括分设在所述托架两侧的升降组件，各所述升降组件均包括升降电机、与所述升降电机传动连接的丝杠、与所述丝杠螺纹连接的滑动托板；所述丝杠竖向设置，所述滑动托板与所述托架固定连接。

优选方式为，各所述升降组件还包括上下相对设置的固定底板和固定顶板，所述固定底板和所述固定底板之间设置有两根导向柱，两所述导向柱之间设置所述丝杠，两所述导向柱分别穿透所述滑动托板；所述固定底板固定在所述主体框架上，所述固定底板的下面设有齿轮，所述升降电机通过所述齿轮与所述丝杠传动连接。

优选方式为，所述成形机还包括用于与所述转运机构衔接的转运辅助机构，所述转运辅助机构包括转盘、设在所述转盘上的转运支架、固定在所述转运支架两侧的输送辅助辊轮；所述转运支架的一端设置有挡杆。

优选方式为，所述托架的前端还设置有减震块，和/或，所述减震块的前面设置有集砂槽。

优选方式为，所述主体框架包括上框架和下框架，所述上框架固定所述打印机构和所述铺砂机构；所述下框架包括底座，及设在所述底座上面两侧的左立帮和右立帮，所述左立帮和所述右立帮之间设置所述转运机构和所述托架；所述左立帮和所述右立帮均为框架结构，所述框架结构内侧设置所述升降机构。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明的无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，包括主体框架和砂箱，砂箱包括打印平板；主体框架上分别设置有转运机构、托架、带动托架升降的升降机构、铺砂机构和打印机构，托架搭在转运机构上，升降机构与托架连接；砂箱输送到位后，升降机构带动托架上升，托架托着砂箱上升至打印工位，铺砂机构和打印机构动作打印砂箱侧壁和砂型，打印平板上形成一层后，升降机构下降一层厚度，重复打印下降直至打印完成。可见，本发明中砂箱与铺砂机构、打印机构以及升降机构分体设置，清理时无需对砂箱进行升降，无需操作铺设机构和打印机构，从而保证了各机构运行的可靠性；而且转运机构的设置以及砂箱的平板式结构，使其可任意流转生产，从而满足了多种生产需求。

由于转运机构包括多个分成两排排列设置的输送辊轮，及带动各输送辊轮转动的转运动力；且初始位置托架顶端低于各输送辊轮的顶端，合理配置托架和转运机构的位置，可方便实现砂箱转运以及升降。

由于成形机还包括用于固定砂箱的固定机构，固定机构包括至少一块设在砂箱侧壁的固定块，与固定块一对一设置的压块，及带动压块升降的固定动力；压块与固定动力连接，固定动力设在托架上，固定动力带动压块移动，以压住或松开对应的所述固定块，通过固定机构将砂箱可靠的固定在托架上，防止打印过程中移动。

由于成形机还包括导向组件，导向组件包括至少一根竖向设置的导轨、及与各导轨滑动连接的滑板，滑板与述托架连接；且所有导轨分设在托架的两侧，导向组件辅助托架可靠升降。

由于砂箱还包括支撑框架，支撑框架的上面固设打印平板，打印平板的外周环设有接砂槽，且接砂槽位于打印平板和支撑框架之间，采用铝合金材质制成打印平板后，降低了砂箱重量，方便转运，还利用接砂槽收集废砂。

由于各升降组件还包括上下相对设置的固定底板和固定顶板，固定底板和固定底板之间设置有两根导向柱，两导向柱之间设置丝杠，两导向柱分别穿透滑动托板；固定底板固定在主体框架上，固定底板的下面设有齿轮，升降电机通过齿轮与丝杠传动连接，导向柱辅助滑动托板升降，以提高运行的可靠性。

由于还包括用于与转运机构衔接的转运辅助机构，转运辅助机构包括转盘、设在转盘上的转运支架、固定在转运支架两侧的输送辅助辊轮；转运支架的一端设置有挡杆，转运机构与转运辅助机构相配合，可见将砂箱转运至下一工位等。

由于托架的前端还设置有减震块，和/或，减震块的前面设置有集砂槽，减震块对砂箱起到减震的作用，集砂槽可收集落下的砂，进一步方便清理。

附图说明

图1是无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机的结构示意图；

图2是无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机另一角度的结构示意图；

图3是本发明中去掉上框架、铺砂机构和打印机构后的结构示意图；

图4是本发明中升降机构、导向组件和转运机构的结构示意图；

图5是本发明中升降组件的结构示意图；

图6是本发明中砂箱的结构示意图；

图7是无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机另外角度的结构示意图；

图8是图7中A处的局部放大示意图；

图中：1-主体框架，100-左立帮，110-右立帮，120-上立柱，130-底部，2-铺砂机构，3-打印机构，4-转运机构，5-转运辅助机构，50-转盘，51-转运支架，52-输送辅助辊轮，53-挡杆，6-砂箱，60-打印平板，61-接砂槽，62-支撑框架，7-升降机构，70-升降组件，700-升降电机，701-丝杠，702-滑动托板，703-齿轮，704-导向柱，705-固定底板，706-固定顶板，707-光电开关，8-导向组件，80-导轨，81-滑板，9-托架，10-固定机构，10a-压紧气缸，10b-压块，10c-固定块，11-减震块，12-集砂槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图8共同所示，一种无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，包括主体框架1和砂箱6，砂箱6包括打印平板60，主体框架1上分别设置有转运机构4、托架9、带动托架9升降的升降机构7、铺砂机构2和打印机构3，托架9搭在转运机构4上，升降机构7与托架9连接。砂箱6输送到位(被输送至本成形机上)后，转运机构4输送砂箱6到打印工位下方，升降机构7再带动托架9上升，托架9托着砂箱6上升至打印工位后，铺砂机构2和打印机构3动作打印砂箱侧壁和砂型，打印平板60上形成一层后，升降机构7带动托架9和砂箱下降一层厚度，重复打印下降直至打印完成，转运机构4再动作；其中，一层厚度为待成型砂箱的厚度，厚度为根据工艺和材料等确定，一层厚度一般为0.28-0.5。可见，本发明中砂箱与铺砂机构、打印机构以及升降机构分体设置，清理时无需对砂箱进行升降，无需操作铺设机构和打印机构，从而保证了各机构运行的可靠性；而且转运机构的设置以及砂箱的平板式结构，使其可任意流转生产，从而满足了多种生产需求。

如图1至图4共同所示，转运机构4包括多个分成两排排列设置的输送辊轮，及带动各输送辊轮转动的转运动力，本实施例中转动动力可包括转运电机及与转运电机的输出轴连接的输送带，该输送带与输送辊轮传动连接，即转运电机带动各输送辊轮转动，以输送砂箱6。

托架9设在(搭在)转运机构4上，初始位置托架9顶端低于各输送辊轮的顶端，具体为：在初始位置托架9放在转运机构4上，此时砂箱6与输送辊轮相接触，可被输送，当托架9被升降机构7带动上升时，砂箱6被托架9托着上移与输送辊轮分开，不能被输送。

成形机还包括用于与转运机构4衔接的转运辅助机构5，转运辅助机构5包括转盘50、设在转盘50上的转运支架51、固定在转运支架51两侧的输送辅助辊轮52；转运支架51的一端设置有挡杆53。

本发明可利用转运辅助机构5将未打印的砂箱6输送至转运机构4上，转运机构4将砂箱输送至打印工位后，升降机构7再动作。当砂箱6打印成形后，转运机构4输送成型砂箱6至外端，然后转盘50转动，带动转运支架51转动，令挡杆53远离成形机，此时在输送辊轮的作用下，砂箱6由成形机内部输送至外部的转运辅助机构5上，此时挡杆53可防止砂箱6掉落，转运辅助机构5可将砂箱6输送至一下工位。当然，转运机构可将砂箱直接输送至AGV、RGV、叉车等上，输送灵活。另外，本实施例中转运机构和转运辅助机构均使用直线滚子线，还可以使用输送带等输送机构，来输送砂箱。

如图6所示，砂箱6还包括支撑框架62，支撑框架62的上面固设打印平板60，打印平板60的外周环设有接砂槽61，且接砂槽61位于打印平板60和支撑框架62之间。其中，支撑框架62可以铸造或者由方管焊接而成，支撑框架62的底部130设置有与输送辊轮相配合的输送板，该输送板宽度与输送辊轮的宽度相同，以可靠输送；打印平板60可由铝合金材质制成，此材质使砂箱6重量轻，便于转运；接砂槽61为钣金，可接生产过程中少量落砂，而未落入接砂槽61的废砂，可落入托架9前端的集砂槽12。因砂箱6与升降机构7分别独立设置，使生产过程中可更换不同砂箱6以不间断生产，即使用任意数量砂箱6满足生产需求。

本发明的成形机还包括用于固定砂箱6的固定机构10和导向组件8。

如图7和图8所示，固定机构10包括至少一块设在砂箱6侧壁的固定块10c，与固定块10c一对一设置的压块10b，及带动压块10b移动的固定动力；压块10b与对应的固定动力连接，固定动力固设在托架9上，固定动力动作，带动压块10b移动(比如升降、转动等)，以压住或松开对应的固定块10c。一种优选方案，固定机构10包括四块固定块10c，四块固定块10c均匀设在砂箱6侧壁的四个角处，对应的设置了四块压块10b和四个固定动力，固定动力选优压紧气缸10a，四个压紧气缸10a设在托架9的四个角处。

当砂箱6被转运机构4输送到打印工位下方后，四个压紧气缸10a分别动作，以带动对应的压块10b移动，压在对应的固定块10c上，令砂箱6可靠的固定在托架9上，避免在打印过程中移动，以影响打印精度。另外，本实施例在托架9上或者转运机构4上设置到位检测传感器，当砂箱6输送到位后，其传输对应的电信号至工控中心，工控中心分别与转运机构4、升降机构7、固定动力、铺砂机构2和打印机构3电连接，以控制各机构自动工作。到位传感器可为但不限于光电开关、接近传感器等。

如图3和图4所示，导向组件8包括至少一根竖向设置的导轨80、及与各导轨80滑动连接的滑板81，滑板81与托架9连接；且所有导轨80分设在托架9的两侧。一种优选方案，导向组件8设置四根导轨80，四根导轨80分设在托架9的两侧，且每侧两根导轨80间隔设置，而两间隔设置的导轨80之间设置升降机构7。各导轨80的底端均固定主体框架1的底部130上，本实施例中各导轨80均包括方管，方管的外侧设置有加强筋，方管的内侧均设置有轨道，轨道上设置与连接的滑板81，滑板81包括导向座及垂直设在导向座上的导向板，导向板与托架9连接。当然，导向组件不限上面所列举的结构。

如图4和图5所示，升降机构7包括分设在托架9两侧的升降组件70，两组升降组件70相配合使托架9稳定可靠的升降。各升降组件70均包括升降电机700、与升降电机700传动连接的丝杠701、与丝杠701螺纹连接的滑动托板702，丝杠701竖向设置，滑动托板702与托架9固定连接。

各升降组件70还包括上下相对设置的固定底板705和固定顶板706，固定底板705和固定底板705之间设置有两导向柱704，两导向柱704之间设置丝杠701，两导向柱704分别穿透滑动托板702；固定底板705固定在主体框架1上，固定底板705的下面设有齿轮703，升降电机700通过齿轮703与丝杠701传动连接。为了自动升降，在固定顶板706上设置光电开关707，以检测升降机构7是否上升到位，光电开关707与工控中心电连接。

当升降机构7带动托架9和砂箱6上升到位后，光电开关707传输对应的电信号至工控中心，工控中心启动铺砂机构2和打印机构3，砂箱6侧壁和砂坯完成一层后，工控中心再控制升降机构7下降一层厚度的距离。当然，升降机构7不限上面所列举的结构。

如图1和图2所示，主体框架1包括上框架和下框架，上框架固定打印机构3和铺砂机构2；下框架包括底座，及设在底座上面两侧的左立帮100和右立帮110，左立帮100和右立帮110之间设置转运机构4和托架9，左立帮100和右立帮110为框架结构，框架结构内设置升降机构7，合理配置结构，合理利用空间。

上框架包括上立柱120及设在固定在上立柱120顶端的X轴向方管和Y轴向方管，铺设机构固定在左立帮和右立帮上。

本实施例中铺砂机构2包括刮砂板、砂盒、以及带动刮砂板和砂盒在X轴向移动的X轴移动机构，X轴移动机构包括沿X轴向延伸设置的直线滑轨、设在直线滑轨上的铺砂滑块、以及带动铺砂滑块移动的铺砂电机。X轴移动机构带动刮砂板和砂盒沿X轴向移动，以完成铺砂动作。铺砂机构2固定在Y轴向的两根上立柱120之间，且X轴移动机构的直线滑轨设在左立帮上和右立帮上。

本实施例中打印机构3包括打印机，及带动打印机沿X轴向和Y轴向移动的X轴运动机构和Y轴运动机构，使打印机完成喷墨打印。打印机构3的X轴向与铺砂机构2的X轴向为相同的方向。X轴向方管和Y轴向方管上分别固定有X轴移动机构和Y轴移动机构，X轴移动机构和Y轴移动机构与打印机连接，带动打印机沿X轴和Y轴移动，以完成喷墨打印。

因铺砂机构和打印机构为现有技术，在此不再详细描述。本发明中设计砂箱、铺砂机构和打印机构分别独立设置，使清理、转运砂箱时，无需操作铺砂机构和打印机构，提高了整个成形机运行的可靠性。

如图3所示，本实施例托架9的前端还设置有减震块11，减震块11通过支撑座固定在转运机构4的架上，而背离转运辅助机构5的一端为定义为前端。通过减震块11可对砂箱6起到保护作用。

本发明的无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，相比于现有技术，具有以下优点：结构简单，重量轻，转运方便，多种输送方式，边辊输送线、AGV、RGV、叉车；砂箱数量任意，设备可更换砂箱不间断生产；设备可以组线生产，对产线适应性强，便于配套其他辅助设备；砂型清理时无需升降结构辅助；可将砂箱一起打包运输至客户现场，砂箱占用运输费用低；升降机构内置设备两侧立帮内部，节约空间，降低设备高度，无需下挖地基或者将设备架高；升降机构与设备一体，易于安装和保证精度。

以上所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，其特征在于，包括主体框架和砂箱，所述砂箱包括打印平板；所述主体框架上分别设置有转运机构、托架、带动所述托架升降的升降机构、铺砂机构和打印机构，所述托架搭在所述转运机构上，所述升降机构与所述托架连接；

所述砂箱输送到位，所述升降机构带动所述托架上升，所述托架托着所述砂箱上升至打印工位，所述铺砂机构和所述打印机构动作打印砂箱侧壁和砂型，所述打印平板上成形一层后，所述升降机构下降一层厚度，再重复打印下降直至打印完成，所述转运机构再动作。

2.根据权利要求1所述的无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，其特征在于，所述转运机构包括多个分成两排排列设置的输送辊轮，及带动各所述输送辊轮转动的转运动力；且初始位置所述托架顶端低于各所述输送辊轮的顶端。

3.根据权利要求1所述的无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，其特征在于，所述成形机还包括用于固定所述砂箱的固定机构，所述固定机构包括至少一块设在所述砂箱侧壁的固定块，与所述固定块一对一设置的压块，及带动所述压块升降的固定动力；

所述压块与所述固定动力连接，所述固定动力设在所述托架上，所述固定动力带动所述压块移动，以压住或松开对应的所述固定块。

4.根据权利要求1所述的无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，其特征在于，所述成形机还包括导向组件，所述导向组件包括至少一根竖向设置的导轨、及与各所述导轨滑动连接的滑板，所述滑板与所述托架连接；且所有所述导轨分设在所述托架的两侧。

5.根据权利要求1至4任一项所述的无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，其特征在于，所述砂箱还包括支撑框架，所述支撑框架的上面固设所述打印平板，所述打印平板的外周环设有接砂槽，且所述接砂槽位于所述打印平板和所述支撑框架之间。

6.根据权利要求5所述的无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，其特征在于，所述升降机构包括分设在所述托架两侧的升降组件，各所述升降组件均包括升降电机、与所述升降电机传动连接的丝杠、与所述丝杠螺纹连接的滑动托板；

所述丝杠竖向设置，所述滑动托板与所述托架固定连接。

7.根据权利要求6所述的无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，其特征在于，各所述升降组件还包括上下相对设置的固定底板和固定顶板，所述固定底板和所述固定底板之间设置有两根导向柱，两所述导向柱之间设置所述丝杠，两所述导向柱分别穿透所述滑动托板；

所述固定底板固定在所述主体框架上，所述固定底板的下面设有齿轮，所述升降电机通过所述齿轮与所述丝杠传动连接。

8.根据权利要求2所述的无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，其特征在于，所述成形机还包括用于与所述转运机构衔接的转运辅助机构，所述转运辅助机构包括转盘、设在所述转盘上的转运支架、固定在所述转运支架两侧的输送辅助辊轮；

所述转运支架的一端设置有挡杆。

9.根据权利要求1所述的无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，其特征在于，所述托架的前端还设置有减震块，和/或，所述减震块的前面设置有集砂槽。

10.根据权利要求2所述的无侧壁砂箱砂型3D打印精密成形机，其特征在于，所述主体框架包括上框架和下框架，所述上框架固定所述打印机构和所述铺砂机构；

所述下框架包括底座，及设在所述底座上面两侧的左立帮和右立帮，所述左立帮和所述右立帮之间设置所述转运机构和所述托架；

所述左立帮和所述右立帮均为框架结构，所述框架结构内侧设置所述升降机构。

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