CN210755169U - 一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3d成型机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机，包括成型框、激光发射机构和成型升降筒，成型升降筒包括成型底板和位于成型升降槽内的成型侧板，成型底板与成型框底部设置的成型气缸连接，四块成型侧板均为侧板腔块，左右侧的侧板腔块设置有回收开合装置，前后侧的侧板腔块设置有放料开合装置、且前后侧的侧板腔块的底部设置有放料升降气缸，放料升降气缸上方设置有放料升降块，放料开合装置的最低处高于回收开合装置的最高处，相邻的两个侧板腔块的上部设置有使其内腔连通的吸料气泵；本实用新型能够在成型框内实现多余金属粉末的收集和循环利用，提高了金属粉末的利用率，降低了占地空间，节省了对多余金属粉末的后续处理工艺。

Description

一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机

技术领域

本发明涉及随形冷却水道模具成型领域，尤其涉及一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机。

背景技术

模具被称为工业之母， 20世纪90年代提出的随形冷却技术，水路依据制品外形变化，可实现均匀冷却，能显著改善制品的品质，减少冷却时间，具有很强的适用性。

随形冷却虽然具有传统冷却水道不可比拟的优势，但采用传统的加工方式难以实现，一定程度上限制了随形冷却的运用，随着3D打印技术的出现，SLM( Selective lasermelting选择性激光熔化）3D成型很适合随形模具的成型，SLM3D成型采用的是逐层成型，能够适合各种复杂的结构成型，大多都包括成型升降块和可以发射任意部位激光的激光发射器，通过控制器控制激光发射器的激光熔化区域，进而实现复杂形状的成型，在打印过程中，需要逐层铺设金属粉末，因此需要讲多余的金属粉末刮除，一般情况下，对刮除的粉末都会进行收集，现有的大多都是在刮料出口处设置一个回收箱，用于粉末的收集，如此操作，增大了设备的占地空间，同时也增加了后续对收集粉末的处理工序。

发明内容

本发明的目的是提供一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机，能够在成型框内实现多余金属粉末的收集和循环利用，提高了金属粉末的利用率，降低了占地空间，同时也节省了对多余金属粉末的后续处理工艺。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机，包括成型框及其上部的激光发射机构，所述的成型框的内侧开设有成型升降槽，所述的成型升降槽配合有成型升降筒，所述的成型升降筒包括成型底板和位于成型升降槽内的成型侧板，所述的成型底板与成型框底部设置的成型气缸连接，四块成型侧板均为侧板腔块，左右侧的侧板腔块靠近成型框中心的一侧设置有回收开合装置，前后侧的侧板腔块靠近成型框中心的一侧设置有放料开合装置、且前后侧的侧板腔块的底部设置有放料升降气缸，所述的放料升降气缸上方设置有放料升降块，且前后侧的侧板腔块上方通过软管连通有粉末输送结构，放料开合装置的最低处高于回收开合装置的最高处，相邻的两个侧板腔块的上部设置有使其内腔连通的吸料气泵，所述的成型框上部左右侧设置有可穿入到其内部并与回收开合装置位置配合的刮料装置。

优选的，所述的放料开合装置包括通过放料铰接块安装在侧板腔块上且只能向成型框中心转动的放料转块，所述的放料转块连接有放料弹簧，且放料弹簧的另一端连接在放料升降块固连的放料弹簧安装块上。

优选的，左右侧的侧板腔块的内侧沿竖直方向均匀的设置有不少于三个回收开合装置，且相邻的回收开合装置底部之间的距离与单次选择性激光熔化成型的厚度一致，最上层的腔体开合装置的最高处低于放料开合装置的最低处。

优选的，所述的回收开合装置包括通过开合连接杆与侧板腔块内腔壁连接的回收固定块，所述的回收固定块铰接有回收转块，且回收转块通过回收弹簧与侧板腔块内腔壁连通，所述的回收转块的下部与相邻的回收固定块的上部为斜面配合，且回收转块连接有回收弹簧的一侧为下部斜面最低点。

优选的，所述的刮料装置包括设置在成型框左右外侧且穿入到成型框内的刮料活动气缸，所述的刮料活动气缸连接有刮料活动块，所述的刮料活动块为向下开口的腔体块，且刮料刮料活动块内设置有可完全收入到其腔体内能够多级伸缩的刮料升降气缸，所述的刮料升降气缸连接有刮料组件，所述的刮料活动块能够收缩至成型升降槽内。

优选的，所述的刮料活动块的外侧固连有可穿出成型框的刮料活动支撑块，且刮料活动支撑块穿出成型框的一段设置有刮料活动限位块。

优选的，所述的刮料组件包括与刮料升降气缸连接的刮料安装块，所述的刮料安装块的外侧设置有与回收转块配合的刮料顶块、外侧下部设置有刮料块，所述的刮料块的内侧为向内上倾斜的斜面。

附图说明

图1为一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机去掉激光发射机构的结构示意图；

图2为成型升降筒的结构示意图；

图3为图2中A-A的剖视图；

图4为左右成型侧板的结构示意图；

图5为相邻两个腔体开合装置的结构示意图；

图6为图3中B的局部放大图；

图7为刮料装置的结构示意图；

图8为刮料组件的结构示意图。

图中所示文字标注表示为：1、成型框；2、成型升降槽；3、成型升降气缸；4、成型底板；5、成型侧板；6、刮料装置；7、侧板腔块；8、回收开合装置；9、开合连接杆；10、回收固定块；11、吸料气泵；12、回收转块；13、回收弹簧；14、放料开合装置；15、放料升降气缸；16、放料升降块；17、放料弹簧安装块；18、放料弹簧；19、放料转块；20、放料铰接块；21、刮料活动气缸；22、刮料活动块；23、刮料升降气缸；24、刮料组件；25、刮料活动支撑块；26、刮料活动限位块；27、刮料安装块；28、刮料块；29、刮料顶块。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-6所示，本发明的具体结构为：一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机，包括成型框1及其上部的激光发射机构，所述的成型框1的内侧开设有成型升降槽2，所述的成型升降槽2配合有成型升降筒，所述的成型升降筒包括成型底板4和位于成型升降槽2内的成型侧板5，所述的成型底板4与成型框1底部设置的成型气缸3连接，四块成型侧板5均为侧板腔块7，左右侧的侧板腔块7靠近成型框中心的一侧设置有回收开合装置8，前后侧的侧板腔块7靠近成型框中心的一侧设置有放料开合装置14、且前后侧的侧板腔块7的底部设置有放料升降气缸15，所述的放料升降气缸15上方设置有放料升降块16，且前后侧的侧板腔块7上方通过软管连通有粉末输送结构，放料开合装置14的最低处高于回收开合装置8的最高处，相邻的两个侧板腔块7的上部设置有使其内腔连通的吸料气泵11，所述的成型框1上部左右侧设置有可穿入到其内部并与回收开合装置8位置配合的刮料装置6。

首先将打印机准备好，之后通过成型气缸3带动成型升降筒升降到初始位置，然后通过粉末输送结构往前后侧的侧板腔块7内输送定量的金属成型粉末，之后再通过放料升降气缸14带动放料升降块15上升到放料开合装置对接的位置，之后通过放料开合装置的开启，使金属粉末落入到成型底板4上，之后通过刮料装置6将成型升降筒内的物料刮平，并且将多余的金属粉末刮到回收开合装置8处，然后控制回收开合装置8开启，进而使多余的金属粉末进入到侧板腔块7内，如此完成刮料操作，之后启动进料气泵11，使其将左右侧板腔块7内的金属粉末抽入到前后侧板腔块7内，与此同时通过激光发射机构按照设定的轨迹发射激光，进而对成型底板4上的金属粉末进行选择性激光熔化，如此完成一层物料的打印，之后通过成型气缸3带动成型升降筒下降，重复上述金属粉末的放入刮料和成型步骤，如此完成全部打印过程，其中的动力元件，可以是单个操控部件进行单个控制，也可以依托集成控制电路进行协同控制，实现自动化的SLM3D打印。

如图6所示，所述的放料开合装置14包括通过放料铰接块20安装在侧板腔块7上且只能向成型框1中心转动的放料转块19，所述的放料转块19连接有放料弹簧18，且放料弹簧18的另一端连接在放料升降块16固连的放料弹簧安装块17上。

放料开合装置的开合工作如下：当放料升降块位于放料转块19下方时，放料弹簧18处于拉长状态，进而使放料转块19闭合，在放料升降块升降的过程中，放料弹簧18会持续压缩，进而会逐步的将放料转块19打开，直至放放料升降块达到放料位置时，放料弹簧18会将放料转块19完全打开，进而会使金属粉末全部落入到成型底板上，是一个动态开合的过程，借助了放料升降气缸作为驱动部件，结构设计巧妙，配合精准，节省了动力元件的数量。

如图4-5所示，左右侧的侧板腔块7的内侧沿竖直方向均匀的设置有不少于三个回收开合装置8，且相邻的回收开合装置8底部之间的距离与单次选择性激光熔化成型的厚度一致，最上层的腔体开合装置8的最高处低于放料开合装置14的最低处。

多个回收开合装置8的设置，在打印第一层时，使第一层回收开合装置打开，然后进行刮料，在打印第二层时使第二层回收开合装置打开，如此操作，能够配合刮料装置实现精准的刮料，避免了整体打开可能对下面成型部分的粉末的滑落情况。

如图5所示，所述的回收开合装置8包括通过开合连接杆9与侧板腔块7内腔壁连接的回收固定块10，所述的回收固定块10铰接有回收转块12，且回收转块12通过回收弹簧13与侧板腔块7内腔壁连通，所述的回收转块12的下部与相邻的回收固定块10的上部为斜面配合，且回收转块12连接有回收弹簧13的一侧为下部斜面最低点。

回收开合装置的结构设计，在闭合时，回收弹簧13会将回收转块12向成型框1的内侧顶，由于斜面关系，必然会与侧板腔块的内腔壁平齐，进而不会影响到激光熔化成型，在刮料时，刮料装置会将回收转块12顶开，使其转动，进而使回收转块12打开，使多余的金属粉末进入到侧板腔块的腔体内，如此能够实现良好的刮料效果，同时也简化了开合结构，减少了动力元件。

如图7所示，所述的刮料装置6包括设置在成型框1左右外侧且穿入到成型框1内的刮料活动气缸21，所述的刮料活动气缸21连接有刮料活动块22，所述的刮料活动块22为向下开口的腔体块，且刮料刮料活动块22内设置有可完全收入到其腔体内能够多级伸缩的刮料升降气缸23，所述的刮料升降气缸23连接有刮料组件24，所述的刮料活动块22能够收缩至成型升降槽2内。

刮料装置在需要刮料时，分左右两部分刮料，首先先使左部的刮料活动气缸21带动刮料活动块22活动到成型框1的右半部，然后再使刮料升降气缸带动刮料组件下降到刮料的高度，之后配合刮料活动气缸21的收缩，完成左半部分的刮料，然后再进行右半部分的刮料，刮料完成后，可以使刮料组件和刮料升降气缸23全部收缩到刮料活动块内，并使刮料活动块进入到成型升降槽2内，如此能够实现刮料的同时不会影响到激光发射机构的激光熔化成型。

如图7所示，所述的刮料活动块22的外侧固连有可穿出成型框1的刮料活动支撑块25，且刮料活动支撑块25穿出成型框1的一段设置有刮料活动限位块26。

刮料活动支撑块25能够在刮料活动块进行左右移动刮料时起到支撑的作用，刮料活动限位块26能够起到限位的作用，避免左右两边的刮料部分出现碰撞。

如图8所示，所述的刮料组件24包括与刮料升降气缸23连接的刮料安装块27，所述的刮料安装块27的外侧设置有与回收转块12配合的刮料顶块29、外侧下部设置有刮料块28，所述的刮料块28的内侧为向内上倾斜的斜面。

刮料组件在进行刮料时，先通过刮料块28插入到金属粉末中，然后再通过刮料块28将金属粉末向对应的活动侧刮动，同时刮料顶块29会先接触到回收转块12，进而会先将回收转块12顶动使其转动，进而使回收转块12与回收固定块10分开，之后刮料块28会将多余的金属粉末刮入到侧板腔块的腔体中，完成刮料。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机，包括成型框（1）及其上部的激光发射机构，其特征在于，所述的成型框（1）的内侧开设有成型升降槽（2），所述的成型升降槽（2）配合有成型升降筒，所述的成型升降筒包括成型底板（4）和位于成型升降槽（2）内的成型侧板（5），所述的成型底板（4）与成型框（1）底部设置的成型气缸（3）连接，四块成型侧板（5）均为侧板腔块（7），左右侧的侧板腔块（7）靠近成型框中心的一侧设置有回收开合装置（8），前后侧的侧板腔块（7）靠近成型框中心的一侧设置有放料开合装置（14）、且前后侧的侧板腔块（7）的底部设置有放料升降气缸（15），所述的放料升降气缸（15）上方设置有放料升降块（16），且前后侧的侧板腔块（7）上方通过软管连通有粉末输送结构，放料开合装置（14）的最低处高于回收开合装置（8）的最高处，相邻的两个侧板腔块（7）的上部设置有使其内腔连通的吸料气泵（11），所述的成型框（1）上部左右侧设置有可穿入到其内部并与回收开合装置（8）位置配合的刮料装置（6）。

2.根据权利要求1所述的一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机，其特征在于，所述的放料开合装置（14）包括通过放料铰接块（20）安装在侧板腔块（7）上且只能向成型框（1）中心转动的放料转块（19），所述的放料转块（19）连接有放料弹簧（18），且放料弹簧（18）的另一端连接在放料升降块（16）固连的放料弹簧安装块（17）上。

3.根据权利要求1所述的一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机，其特征在于，左右侧的侧板腔块（7）的内侧沿竖直方向均匀的设置有不少于三个回收开合装置（8），且相邻的回收开合装置（8）底部之间的距离与单次选择性激光熔化成型的厚度一致，最上层的腔体开合装置（8）的最高处低于放料开合装置（14）的最低处。

4.根据权利要求3所述的一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机，其特征在于，所述的回收开合装置（8）包括通过开合连接杆（9）与侧板腔块（7）内腔壁连接的回收固定块（10），所述的回收固定块（10）铰接有回收转块（12），且回收转块（12）通过回收弹簧（13）与侧板腔块（7）内腔壁连通，所述的回收转块（12）的下部与相邻的回收固定块（10）的上部为斜面配合，且回收转块（12）连接有回收弹簧（13）的一侧为下部斜面最低点。

5.根据权利要求4所述的一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机，其特征在于，所述的刮料装置（6）包括设置在成型框（1）左右外侧且穿入到成型框（1）内的刮料活动气缸（21），所述的刮料活动气缸（21）连接有刮料活动块（22），所述的刮料活动块（22）为向下开口的腔体块，且刮料刮料活动块（22）内设置有可完全收入到其腔体内能够多级伸缩的刮料升降气缸（23），所述的刮料升降气缸（23）连接有刮料组件（24），所述的刮料活动块（22）能够收缩至成型升降槽（2）内。

6.根据权利要求5所述的一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机，其特征在于，所述的刮料活动块（22）的外侧固连有可穿出成型框（1）的刮料活动支撑块（25），且刮料活动支撑块（25）穿出成型框（1）的一段设置有刮料活动限位块（26）。

7.根据权利要求5所述的一种便于粉末重复利用的随形冷却水道模具的3D成型机，其特征在于，所述的刮料组件（24）包括与刮料升降气缸（23）连接的刮料安装块（27），所述的刮料安装块（27）的外侧设置有与回收转块（12）配合的刮料顶块（29）、外侧下部设置有刮料块（28），所述的刮料块（28）的内侧为向内上倾斜的斜面。

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