CN116140585A - 3d金属打印智能多滑块压模机 - Google Patents

3d金属打印智能多滑块压模机 Download PDF

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Abstract

3D金属打印智能多滑块压模机，包括：底座结构，所述底座机构的两侧及两端均安装滑轨，所述滑轨的端部均安装夹持机构，还包括：注入机构，所述底座结构固定连接固定支撑夹持机构的托架，相邻托架之间通过加强机构连接；所述底座结构包括：固定在托架一侧的底板；所述加强机构包括：与托架另一侧固定连接的加强件；所述夹持机构包括：夹持部及柄部，所述柄部在滑轨的一端滑动，所述柄部在一端连接滑动模具，另一端通过柱塞及连接机构连接夹持部。其适于生产高质量的模铸产品且消除产品上的毛边或使毛边最小化。

Description

3D金属打印智能多滑块压模机
技术领域
本发明涉及压模机设备领域，特别涉及3D金属打印智能多滑块压模机。
背景技术
3D打印，又称三维打印，是快速成形技术的一种，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式，构造零件。该技术用于模具制造、工业设计甚至产品制造，一些高价值应用(如髋关节或牙齿、飞机零部件)己经有打印而成的零部件出现。最普遍的3D打印技术是SLS、FDM和SLA。其中SLS和FDM是利用融化或软化原材料来生产层叠物。3D打印技术可以使用很多种材料，如ABS塑料、PLA、尼龙、玻璃填充聚胺、光固化材料、银、钛、钢、蜡、干膜和聚碳酸酯。
研究表明，夹持力引起的底座偏斜、托架偏斜和模具错位不仅导致在模铸产品上产生毛边。热室压模机在传统上装配有开环控制注入系统。开环控制的一个关键特征是，供应给注入缸的液压流体的压力和流速在注入循环中不能变化。这些参数可以改变，但是对于给定的注入循环是固定的。
在循环的开始，进给到注入缸的液压流体导致注射柱塞迅速加速，然后以大致恒定的速度运动，以便将熔融的金属填充到模具部分之间的模腔中。一旦模具的模腔中的金属压力迅速增加，这被称为：“锤头效应”，经常会导致在产品上产生毛边。尽管在整个注入过程中的控制程度受到开环系统的一定限制，这可以满足许多应用的要求。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了3D金属打印智能多滑块压模机，其适于生产高质量的模铸产品且消除产品上的毛边或使毛边最小化。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
D金属打印智能多滑块压模机，包括：底座结构，所述底座机构的两侧及两端均安装滑轨，所述滑轨的端部均安装夹持机构，还包括：注入机构，所述底座结构固定连接固定支撑夹持机构的托架，相邻托架之间通过加强机构连接；
所述底座结构包括：固定在托架一侧的底板；
所述加强机构包括：与托架另一侧固定连接的加强件；
所述夹持机构包括：夹持部及柄部，所述柄部在滑轨的一端滑动，所述柄部在一端连接滑动模具，另一端通过柱塞及连接机构连接夹持部；
所述注入机构包括：液压缸、注入柱塞及具有闭环控制模式且用于从速度阶段到压力阶段在注入循环中选择性地控制液压缸的操作的控制系统，在所述速度阶段中，注入柱塞的速度遵循预定的分布，在压力阶段中，对施加到注入塞柱上的净液体压力进行控制。
本发明与现有技术相比的优点在于：通过夹持机构和选择性地采用用于注入机构的闭环控制和开环控制，以便符合用于不同尺寸产品的注入的需要，根据本发明的多滑块压模机可以有利于进行无毛边的铸造。
作为改进，所述加强件是与底板平行的平环。
作为改进，所述连接机构包括：枢转连接件，所述枢转连接件适于将所述夹持部的运动传递给所述柄部的运动，并且补偿夹持部和柄部之间的错位关系。
作为改进，所述柱塞与托架之间设有对止挡件。
作为改进，所述夹持部可调节的固定在托架上。
作为改进，所述控制系统进一步具有开环控制模式，用于以预定的压力控制液压缸的操作和供应给液压缸的液压流体的流速；所述控制系统包括：模式选择阀及位置转换器，所述模式选择阀被自动地激活，以便在选择开环控制模式时将预设的压力施加到减压阀上，所述位置转换器检测注入柱塞的预设位置和产生信号，以便开始从速度阶段向压力阶段的转换。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明夹持机构的结构示意图；
图3为本发明夹持机构的结构示意图；
图4为本发明控制系统的逻辑图；
图5为本发明控制系统的结构示意图；
图6为本发明转换器的注入缸体的示意图；
图7为本发明控制系统中泵和阀的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，用于进行产品压模的3D金属打印智能多滑块压模机包括：底板22，该底板22安装在框架机构24上方，夹持机构安装在底板22的前侧26，注入机构28安装在底板22的后侧30；注入机构28包括：用于使得注射柱塞34前进和后退、以便将熔融金属引入至可滑动模具部分之间的模腔中的液压缸32。所述注射柱塞34在套管36中滑动，所述套管36支撑在弯头38中，所述套管36和弯头38均适于浸入到容纳在钳锅中的熔融金属中。钳锅40支撑在框架机构24上。套管36与延伸穿过弯头的通道42流体连通。弯头38延伸穿过底板22中心开口44.喷嘴46连接到通道42上，且当模具处于压模位置中时，与模具的入口对齐并连接，以便注射柱塞34迫使套管36中的熔融金属通过通道42和喷嘴46，进入到模具的模腔中。注入机构28的总体结构在本领域是已知的，所以在本发明中不进行详细说明。
如图2、图3所示，U型托架72包括：固定在底板22上的第一表面73,及远离底板22的第二表面75。平环56连接托架72的第二表面75，以便夹持机构52a可操作地固定到底板22与平环56之间。
推杆60延伸穿过托架72中的中心孔74并连接夹持部78，推杆60设有头部80，所述头部80包括：两个对向侧，两个耐磨板82分别安装在两个对向侧上，当推杆60相对托架72轴向运动，两个耐磨板82分别与U型托架72接触并且由其进行导向。对止挡件84与对止挡件86相邻时，模具部分54a停止向前的运动，以便确保模具部件54a处于正确的压模位置，采用这种设计，夹持力的主要部分被施加到托架72上而不是施加到导向件62上，从而使预加载状态不会影响导向系统的精度。夹持机构78用拉杆、锁紧螺母90和止动螺母可调节地固定到托架72上。
适于调节销142相对于托架128的位置,以便可以调节夹持力；图1中所示的机器20的注入系统28由一个单独的控制系统控制,该单独的控制系统适于可选择地用于一个开环控制模式和一个环控制模式,该系统适于根据安装在器上的植具的类型从一个模式向另一个模式切换,如果要模铸的产品需要一个短的注入行程,则采用闭环可能是非常困难的或有时是不能调节的,这时可以选择开环模式,并且以非常简单的方式进行调节以便控制注入缸。该选择不是自动的。由进行判断的使用者来判断应当采用哪种控制模式。该控制系统还控制上面描述的模具夹持系统的功能然而本发明的新颖性和创造性特征涉及注入循环的控制,特别是沙及根据模铸产10品的类型进行的注入控制模式的选择因此,控制系统的描述将仅关注用于注入系统的功能特征和硬件,所有模铸顺序和注入特征被选择和存储于计算机的本地硬盘上,以便可以在以后的生产中进行检索。
在图4中,表示出了表示用于图1所示的注入系统的控制系统的功能的功能控制模块。通常,一个闭环控制系统采用一个输出的测量,并反馈该信号以将其与指令进行比较闭环控制包括一个速度阶段和一个压力阶段,从速度阶段向压力阶段的转换以一个称为切换点的位置为基础。
在熔融金属被注入到模腔中并且该模腔被完全充满的模腔填充阶段的过程中,注入柱塞34的速度受到制,以便获得用于模铸的最佳注入特性如框200中所示,可以通过一个操作者的输入对三个可变的速度特性进行程20控。在闭环速度控制刚要开始之前,执行一个框200中的一个保持指令，这是通过一个在框201中表示的可程控制的控制软件切换202的延迟来实现的。该可程控的延迟201计算由于一个插入式阀的打开引起的液压系统压力中的变化，所述插入式阀控制对图1中液压缸32的流体供应。
由框206所示的速度器估算辨别缸体位置(或注入柱塞34的位置),以便获得缸体速度。将该速度与需要的速度进行比较,并且利用控制算法使其最小化。闭环速度控制算法包括一个框208中所示的速度前馈项和一个框210、212和214所示的闭环PID项。前馈项28,根据预先建立的阀信号和相应的流动增益曲线,对系统进行所需速度的设定点的变化的补偿。框210中的字母P代表速度环比例增益,框212中的I代表速度环整体增益,框214中的D代表速度环微商。闭环PID项用于减少稳定状态的误差并且控制系统。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.3D金属打印智能多滑块压模机，其特征在于，包括：底座结构，所述底座机构的两侧及两端均安装滑轨，所述滑轨的端部均安装夹持机构，还包括：注入机构，所述底座结构固定连接固定支撑夹持机构的托架，相邻托架之间通过加强机构连接；
所述底座结构包括：固定在托架一侧的底板；
所述加强机构包括：与托架另一侧固定连接的加强件；
所述夹持机构包括：夹持部及柄部，所述柄部在滑轨的一端滑动，所述柄部在一端连接滑动模具，另一端通过柱塞及连接机构连接夹持部；
所述注入机构包括：液压缸、注入柱塞及具有闭环控制模式且用于从速度阶段到压力阶段在注入循环中选择性地控制液压缸的操作的控制系统，在所述速度阶段中，注入柱塞的速度遵循预定的分布，在压力阶段中，对施加到注入塞柱上的净液体压力进行控制。
2.根据权利要求1所述的3D金属打印智能多滑块压模机，其特征在于：所述加强件是与底板平行的平环。
3.根据权利要求1所述的3D金属打印智能多滑块压模机，其特征在于：所述连接机构包括：枢转连接件，所述枢转连接件适于将所述夹持部的运动传递给所述柄部的运动，并且补偿夹持部和柄部之间的错位关系。
4.根据权利要求1所述的3D金属打印智能多滑块压模机，其特征在于：所述柱塞与托架之间设有对止挡件。
5.根据权利要求1所述的3D金属打印智能多滑块压模机，其特征在于：所述夹持部可调节的固定在托架上。
6.根据权利要求1所述的3D金属打印智能多滑块压模机，其特征在于：所述控制系统进一步具有开环控制模式，用于以预定的压力控制液压缸的操作和供应给液压缸的液压流体的流速；所述控制系统包括：模式选择阀及位置转换器，所述模式选择阀被自动地激活，以便在选择开环控制模式时将预设的压力施加到减压阀上，所述位置转换器检测注入柱塞的预设位置和产生信号，以便开始从速度阶段向压力阶段的转换。
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