CN210452395U - 磨粒分布可控且内含孔隙结构和自冷却通道的3d打印砂轮制备装置 - Google Patents
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Abstract
一种磨粒分布可控且内含孔隙结构和自冷却通道的3D打印砂轮制备装置，所述装置由进料装置、加热装置、砂轮基体所构成，所述进料装置下方连接有一阀门可以用于控制进料的速度，所述进料装置底部伸入加热装置内，所述加热装置底部连接一喷嘴用于将熔融状态的混合物按照预设轨迹喷涂在砂轮基体上，所述砂轮基体位于所述喷嘴的下方。本实用新型制造出一种磨粒分布可控且内含孔隙结构和自冷却通道的3D打印砂轮。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印技术领域，特别是基于3D打印技术的异形砂轮制造装置。
背景技术
目前使用较多的为固结磨料砂轮和电镀砂轮。传统工艺制造的固结磨料砂轮，特别是精密和超精密磨削砂轮,工作面极易堵塞,容易导致砂轮过早失效或产生磨削热损伤,严重影响了零件加工质量和加工效率；电镀砂轮虽然在现代磨削技术中占据着重要的地位,但也存在电镀层过厚易造成砂轮堵塞、使用寿命有限、砂轮回转精度和几何形状精度严重受制于砂轮基体本身的制造精度等问题。其中以树脂为结合剂的固结磨料砂轮加工方法主要是压制成形和浇注成形。
传统的加工方法存在一定的缺点，主要表现在：砂轮的形状单一，不具有多样性；内部结构都为完全填充，内部不具有任何结构形状。很大程度上无法满足现阶段各种生产状况的要求。因此，发明一种快速成形复杂结构砂轮的装置显得十分急迫。
3D打印具有制作精度高，制作周期短，可以实现个性化制作等特点，制作材料的多样性。一个3D打印系统往往可以实现不同材料的打印，而这种材料的多样性可以满足不同领域的需要。
发明内容
为了克服已有砂轮加工方法的砂轮的形状单一的不足，本实用新型提出了一种基于3D打印技术的复杂内部结构的砂轮制备装置，制造出一种磨粒分布可控且内含孔隙结构和自冷却通道的3D打印砂轮。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种磨粒分布可控且内含孔隙结构和自冷却通道的3D打印砂轮制备装置，所述装置由进料装置、加热装置、砂轮基体所构成，所述进料装置下方连接有一阀门可以用于控制进料的速度，所述进料装置底部伸入加热装置内，所述加热装置底部连接一喷嘴用于将熔融状态的混合物按照预设轨迹喷涂在砂轮基体上，所述砂轮基体位于所述喷嘴的下方。
所打印砂轮在成型过程当中，在砂轮基体作回转运动时通过设置喷嘴运动轨迹将经过加热装置熔融的加工材料按照外部电脑所设计形状喷于砂轮基体上，从而得到单层砂轮本体。通过逐层累材得到砂轮本体。通过外部电脑来设计砂轮形状控制喷嘴运动轨迹，即可得到不同磨粒排布且内部具有冷却通道的3D打印砂轮本体。
本实用新型的技术构思为：针对传统砂轮形状单一使用寿命短等问题，制备出一种磨粒分布可控且内含孔隙结构和自冷却通道的3D打印砂轮，极大提高砂轮制备效率，延长使用寿命以及得到不同结构的异形砂轮从而满足生产制造的需要。
本实用新型的有益效果主要表现在：能够制造异形曲面砂轮，使其具有内部冷却通道，能够主动控制砂轮上磨粒的分布位置，且通过控制密度或者添加造孔剂，得到内部具有孔隙结构的砂轮。有效克服了传统加工方法所制得砂轮的形状单一，内部结构都为完全填充，内部不具有任何结构形状等局限性。且使得异性砂轮制备过程简化、所制备砂轮用途更广、寿命更长。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施结构示意图。
图2是本实用新型制得砂轮最终磨粒排布示意图。
其中，1-进料装置，2-阀门，3-加热装置，4-喷嘴，5-砂轮基体，6-加工材料(软质磨料、固化剂和填充剂的混合物)，7-冷却通道。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1和图2，一种适用于磨粒分布可控且内含孔隙结构和自冷却通道的3D打印砂轮制备装置，包括进料装置(1)、加热装置(3)、砂轮基体(5)，所述进料装置下方连接有一阀门(2)可以用于控制进料的速度，进料装置(1)底部伸入加热装置(3)内，所述加热装置(3)底部连接一喷嘴(4)用于将熔融状态的混合物按照预设轨迹喷涂在砂轮基体(5)上，所述砂轮基体(5)位于所述喷嘴(4)的下方。
所述3D打印砂轮包括砂轮基体(5)、软质磨料、固化剂和填充剂。
本实施例的制备装置实现的制备方法包括如下步骤：
(1)配制加工材料，所述砂轮材料由软质磨料(莫氏硬度<7)，固化剂(结合剂)及填充剂配制而成。含量(重量份)分别为：软质磨料60～80份，固化剂10份～20份，填充剂10份～20份。将软质磨料、固化剂和填充剂。混合，搅拌均匀，按磨料类别分类将加工材料放置到磨料盒1、磨料盒2、磨料盒3内；所述的软质磨料为以下之一或几种混合：①氧化铈、②氧化锆、③氧化铁、④氧化铬。这些磨料的莫氏硬度均匀小于7。所述的固化剂为以下之一：①环氧树脂固化剂、②不饱和树脂固化剂、③热塑性酚醛树脂、④热固性酚醛树脂、⑤聚酰胺树脂固化剂、⑥酚醛-缩醛树脂、⑦酚醛-环氧树脂、⑧硼酚醛树脂、⑨有机硅酚醛树脂。所述的填充剂为以下之一或几种混合：①氢氧化钠、②碳酸氢钠、③淀粉类填充剂、④糖类填充剂、⑤纤维素类填充剂、⑥无机盐填充剂；
(2)将所述砂轮基体(5)摆放至所述喷嘴(4)下方至设定位置，通过外部运动控制平台带动砂轮基体(5)旋转。
(3)将软质磨料、固化剂、填充剂混合物(6)通过所述进料装置(1)送入到所述加热装置(3)中进行熔融，可以通过调节所述阀门(2)调节进料的速度。混合物经所述加热装置(3)加热后成熔融状态，按照外部电脑所设计砂轮形状，通过控制所述喷嘴(4)将熔融状态的混合物(6)喷涂在所述砂轮基体(5)表面。如此砂轮基体(5)旋转一周后停止，在砂轮基体(5)表面形成一层磨料、固化剂、填充剂混合物(6)层；
(4)重复步骤(3)，通过这种方法进行逐层累材增加，可在砂轮基体(5)表面得到多层磨粒规则排布的3D打印砂轮；
(5)通过上述步骤，得到磨粒分布可控且内含孔隙结构和自冷却通道的3D打印砂轮。
本说明书实施例说书的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (1)
1.一种磨粒分布可控且内含孔隙结构和自冷却通道的3D打印砂轮制备装置，其特征在于，所述装置由进料装置、加热装置、砂轮基体所构成，所述进料装置下方连接有一阀门可以用于控制进料的速度，所述进料装置底部伸入加热装置内，所述加热装置底部连接一喷嘴用于将熔融状态的混合物按照预设轨迹喷涂在砂轮基体上，所述砂轮基体位于所述喷嘴的下方。
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