CN204819855U - 一种计算机辅助陶瓷3d无模具成型设备 - Google Patents
一种计算机辅助陶瓷3d无模具成型设备 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种计算机辅助陶瓷3D无模具成型设备,属于陶瓷制作技术领域,该成型设备由计算机控制,包括底座(1)、支架(2)、数控转台(3)、雕刻加工头(4)、垂直方向加工头(5)以及水平方向加工头(6),根据预先编制的模型数据自动对泥坯进行加工成型,设备外形美观、设计合理、刚性好、性能可靠,进给稳定性高,能够保证加工状态下的实际精度;本实用新型所述设备能够在计算机3D造型基础上,驱动设备在泥坯上加工出曲面,加工后直接烧结,可以制作出造型复杂的陶瓷产品;使用该设备可以降低陶瓷加工难度,减少加工余量,无切削液排放,保护环境,还可以提高加工表面质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及陶瓷制作技术领域,具体涉及一种无模具陶瓷坯成型设备。
背景技术
陶瓷材料制备工艺是降低陶瓷制品生产成本、提高陶瓷材料可靠性和可重复性不能逾越的环节,新的陶瓷制备工艺,成型工艺及烧结工艺的研究逐渐成为陶瓷材料研究领域的重点。
陶瓷坯体成型,是将制备好的坯料,应用各种不同的方法制成具有一定形状和尺寸的坯体的过程。成型需要满足以下要求:a、坯体应该符合产品所要求的生坯形状和尺寸,因此必须要考虑到干燥收缩;b、坯体应当具有相当的机械强度,以便于后续工序的操作;c、坯体结构应当均匀,具有一定的致密度;d、成型过程应当适应工业化的生产组织流程。
传统陶瓷坯体的成型方法可分为:
注浆成形:从泥浆注入石膏模吸水开始到形成薄泥层为第一阶段;形成薄泥层,泥层逐渐增厚,直到形成注件为第二阶段;从雏坯形成到脱模为收缩脱模阶段。压制成形:将含有一定水分或其它粘结剂的粒状粉料填充于模具之中,对其施加压力,使之成为具有一定形状和强度的陶瓷坯体。
注浆成型虽然生产的产品一致性较好,但是每一个陶瓷产品都需要单独进行石膏模具的制作,工序繁多,生产成本较高,最主要的还在于,注浆成型方法不能够快速修改陶瓷产品的外形设计,且劳动强度大,操作工序多,生产效率低;生产周期长,石膏模占用场地面积大;注件含水量高,密度小,收缩大,烧成时容易变形;模具损耗大,不适合连续化、自动化、机械化生产。
压制成形的优点是生产效率高,人工少、废品率低,生产周期短,生产的制品密度大、强度高,适合大批量工业化生产;缺点是成型产品的形状有较大限制,模具造价高,坯体强度低,坯体内部致密性不一致,组织结构的均匀性相对较差等。
上述两类传统的陶瓷坯料成型技术具有一个相同点,就是都需要额外制备模具,一方面会增加制造成本,另一方面,陶瓷坯体的成型质量完全依赖于模具的质量,一旦模具出现问题,就会造成批量的质量问题,另外,使用模具进项成形就无法快速修改陶瓷产品的外形设计,只能制造新的模具,如果是批量生产,制造模具的成本尚可接受,如果使小批量生产,会出现模具的成本甚至高于产品价值的情况。因此摆脱模具对陶瓷生产的制约,才能够满足陶瓷生产日益激烈的市场竞争,缩短的产品更新周期以及适应频繁的产品试制和改型要求。陶瓷无模成型技术及专用设备,能够实现上述目的。
发明内容
为解决背景技术中存在的问题,降低甚至消除模具制造对陶瓷制品成型的限制,本实用新型提供了一种计算机辅助陶瓷3D无模具成型设备,该成型设备由计算机控制,根据预先编制的模型数据自动对泥坯进行加工成型,加工成型速度快、精度高、产品的一致性好,模型数据可长期保存,方便调取,同时无需操作人员直接参与,大大降低了人工成本和劳动强度。
为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种计算机辅助陶瓷3D无模具成型设备,其特征在于,包括底座1、支架2、数控转台3、雕刻加工头4、垂直方向加工头5以及水平方向加工头6;所述支架2固定在底座1上,数控转台3安装在底座1上,其轴心与底座1的几何中心重合,雕刻加工头4和水平方向加工头6分别安装在支架2的两个侧柱上,垂直方向加工头5安装在支架2的横梁上。
所述雕刻加工头4、水平方向加工头6和垂直方向加工头5的连接及动作机构为滚珠丝杆直线滑台7,包括底板801、导轨802、滚珠丝杆803、伺服电机804以及滑块805,所述导轨802设置在所述底板801上,所述滚珠丝杆803设置在所述导轨802上,所述滚珠丝杆803包括自由端以及固定端,所述滚珠丝杆803的自由端及固定端分别通过支撑座将所述滚珠丝杆803固定在所述导轨802上,所述滚珠丝杆803的固定端的输出轴连接有齿轮,所述齿轮外部设置有齿轮箱,所述齿轮通过同步带连接所述伺服电机804的电机支座,所述伺服电机804通过电机输出轴设置在所述电机支座上,所述伺服电机804与所述底座1平行设置,所述伺服电机804平行设置在所述底座1的下部。
本实用新型所述设备在工作时,首先利用3D造型软件建立陶瓷实体模型,然后按照工艺要求制成块体泥坯,并将泥坯安置在数字化无模成型设备的数控转台3上,数控转台3带动泥坯保持匀速转动,之后根据建立好的陶瓷实体模型编制加工代码,并将其输入到数字化无模成型设备的控制系统中,之后通过直线滑台结构中的滚珠丝杆带动雕刻加工头4、水平方向加工头6和垂直方向加工头5做直线运动,根据模型数据调整进刀量,最终得到陶瓷制品坯体,最后清理坯体,按照工艺要求进行烧结,修整得到所需陶瓷产品。
本实用新型具有以下优点:设备外形美观、设计合理、刚性好、性能可靠,进给稳定性高,能够保证加工状态下的实际精度;本实用新型所述设备能够在计算机3D造型基础上,驱动设备在泥坯上加工出曲面,加工后直接烧结,可以制作出造型复杂的陶瓷产品;使用该设备可以降低陶瓷加工难度,减少加工余量,无切削液排放,保护环境,还可以提高加工表面质量。
附图说明
图1时本实用新型所述计算机辅助陶瓷3D无模具成型设备结构示意图。
图2是所述雕刻加工头、水平方向加工头和垂直方向加工头的连接及动作机构——滚珠丝杆直线滑台的结构示意图。
图3是图2所述滚珠丝杆直线滑台的剖切图。
图中,底座1、支架2、数控转台3、雕刻加工头4、垂直方向加工头5、水平方向加工头6、滚珠丝杆直线滑台7、底板801、导轨802、滚珠丝杆803、伺服电机804、滑块805。
具体实施方式
下面结合附图及说明对本发明进行进一步说明。
实施例1
如图1、2、3所示,本实施例所述的一种计算机辅助陶瓷3D无模具成型设备,包括底座1、支架2、数控转台3、雕刻加工头4、垂直方向加工头5以及水平方向加工头6;所述支架2固定在底座1上,数控转台3安装在底座1上,其轴心与底座1的几何中心重合,雕刻加工头4和水平方向加工头6分别安装在支架2的两个侧柱上,垂直方向加工头5安装在支架2的横梁上。所述雕刻加工头4、水平方向加工头6和垂直方向加工头5的连接及动作机构为滚珠丝杆直线滑台7,包括底板801、导轨802、滚珠丝杆803、伺服电机804以及滑块805,所述导轨802设置在所述底板801上,所述滚珠丝杆803设置在所述导轨802上,所述滚珠丝杆803包括自由端以及固定端,所述滚珠丝杆803的自由端及固定端分别通过支撑座将所述滚珠丝杆803固定在所述导轨802上,所述滚珠丝杆803的固定端的输出轴连接有齿轮,所述齿轮外部设置有齿轮箱,所述齿轮通过同步带连接所述伺服电机804的电机支座,所述伺服电机804通过电机输出轴设置在所述电机支座上,所述伺服电机804与所述底座1平行设置,所述伺服电机804平行设置在所述底座1的下部。
本实用新型所述设备在工作时,首先利用3D造型软件建立陶瓷实体模型,然后按照工艺要求制成块体泥坯,并将泥坯安置在数字化无模成型设备的数控转台3上,数控转台3带动泥坯保持匀速转动,之后根据建立好的陶瓷实体模型编制加工代码,并将其输入到数字化无模成型设备的控制系统中,之后通过直线滑台结构中的滚珠丝杆带动雕刻加工头4、水平方向加工头6和垂直方向加工头5做直线运动,根据模型数据调整进刀量,最终得到陶瓷制品坯体,最后清理坯体,按照工艺要求进行烧结,修整得到所需陶瓷产品。
Claims (1)
1.一种计算机辅助陶瓷3D无模具成型设备,其特征在于,包括底座(1)、支架(2)、数控转台(3)、雕刻加工头(4)、垂直方向加工头(5)以及水平方向加工头(6);所述支架(2)固定在底座(1)上,数控转台(3)安装在底座(1)上,其轴心与底座(1)的几何中心重合,雕刻加工头(4)和水平方向加工头(6)分别安装在支架(2)的两个侧柱上,垂直方向加工头(5)安装在支架(2)的横梁上;
所述雕刻加工头(4)、水平方向加工头(6)和垂直方向加工头(5)的连接及动作机构为滚珠丝杆直线滑台(7),包括底板(801)、导轨(802)、滚珠丝杆(803)、伺服电机(804)以及滑块(805);
所述导轨(802)设置在所述底板(801)上,所述滚珠丝杆(803)设置在所述导轨(802)上,所述滚珠丝杆(803)包括自由端以及固定端,所述滚珠丝杆(803)的自由端及固定端分别通过支撑座将所述滚珠丝杆(803)固定在所述导轨(802)上,所述滚珠丝杆(803)的固定端的输出轴连接有齿轮,所述齿轮外部设置有齿轮箱,所述齿轮通过同步带连接所述伺服电机(804)的电机支座,所述伺服电机(804)通过电机输出轴设置在所述电机支座上,所述伺服电机(804)与所述底座(1)平行设置,所述伺服电机(804)平行设置在所述底座(1)的下部。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107053442A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-08-18 | 苏州达力客自动化科技有限公司 | 一种绝缘端子泥胚成型机 |
CN111823108A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-27 | 山东劳动职业技术学院(山东劳动技师学院) | 一种计算机辅助陶瓷3d无模具成型设备 |
CN112454613A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-09 | 禹州市华龙钧窑有限公司 | 一种钧瓷瓶口制作方法 |
CN112873478A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-06-01 | 平顶山学院 | 一种美术陶瓷制备装置及其制备方法 |
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