CN214977525U - 一种砂型3d打印机的在线自动混砂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种砂型3D打印机的在线自动混砂装置，包括新砂接收桶和旧砂接收桶、搅拌桶；所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶上分别设有用于砂量测量的称重传感器；所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶的出口处分别设有控制阀并通过连接软管与所述搅拌桶连接，所述搅拌桶上设有伸入所述搅拌桶内的搅拌装置；所述搅拌桶的下方设有可启闭的门板，所述门板的下方设有出砂口；所述搅拌桶外还设有为所述搅拌桶提供固化剂的固化剂桶；本装置能够自动化混砂，全过程自动完成，与上下道工序衔接紧密，实现自动化生产；也能够减轻工人劳动强度，改善工人工作环境，提高了工作效率。

Description

一种砂型3D打印机的在线自动混砂装置

技术领域

本实用新型涉及到3D打印技术领域，具体涉及到一种砂型3D打印机的在线自动混砂装置。

背景技术

3D打印是基于材料堆积法的一种高新制造技术，其根据计算机设计的三维模型数据，通过成形设备以材料累加的方式就可以制造出一些传统工艺难以完成的复杂形状制件。

三维喷印技术(Three-dimensional Printing,3DP)又称微滴喷射黏结(binderjetting,BJ),是3D打印的一种，被誉为最具生命力的增材制造技术。该技术基于微滴喷射原理，利用喷头选择性喷射液体黏结剂，将离散粉末材料逐层按路径打印(堆积)成形，从而获得所需制件。

打印制造砂模是3DP的一项重要应用领域。为了使打印机喷射的黏结剂能将砂粉很好地黏结在一起，达到足够的强度，需要在砂粉中预先拌入一定比例的固化剂。现有通常的做法是人工将砂粉倒入搅拌机中，再人工注入要求量的固化剂，待搅拌机搅拌完成后，再人工将拌好的砂从搅拌机中取出装好备用，这个过程中工人劳动强度高，工作环境也易被搅拌过程恶化，同时生产效率不高，不利于实现生产自动化。

中国实用新型专利(公开号：CN207695566U)在2018年公开了一种3D打印的混合砂处理系统及处理方法，包括新砂上砂模块、旧砂上砂模块、称重模块、混砂发送模块和出砂模块，新砂和旧砂分别经过负风压装置被吸到新砂上砂模块和旧砂上砂模块，称重模块包括新砂计量罐、旧砂计量罐和固化剂称取装置等，该实用新型虽然能够实现3D砂模打印设备的混合砂处理一体化动作，但是设置的模块和罐体较多，管路连接的中间过程复杂繁琐。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种砂型3D打印机的在线自动混砂装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种砂型3D打印机的在线自动混砂装置，包括新砂接收桶和旧砂接收桶，以及设置在所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶下方的搅拌桶；所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶上分别设有进砂口，所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶上分别设有用于砂量测量的称重传感器；所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶的出口处分别设有控制阀并通过连接软管与所述搅拌桶连接，所述搅拌桶上设有伸入所述搅拌桶内的搅拌装置；所述搅拌桶的下方设有可启闭的门板，所述门板的下方设有出砂口；所述搅拌桶外还设有为所述搅拌桶提供固化剂的固化剂桶。

本砂型3D打印机的在线自动混砂装置能够自动化混砂，全过程自动完成，与上下道工序衔接紧密，实现自动化生产；也能够减轻工人劳动强度，改善工人工作环境，提高了工作效率。

所述新砂接收桶用于接收纯净的新砂，所述旧砂接收桶用于接收曾经拌入过固化剂但3D打印过程中未被黏结而被回收再利用的旧砂。旧砂中有上次拌入固化剂的残留，所以需要拌入的固化剂份量比新砂少；为了保持混砂后的固化剂含量一致，新砂和旧砂需分开单独处理；每一次特定的混砂操作中，要么单独处理新砂，要么单独处理旧砂。

多个所述称重传感器的设置能够对纯净新砂和回收的旧砂分别精确添加，两者任选其一进行加砂操作；所述控制阀能够分别控制所述出口，根据称取的重量准确放砂，这样有利于计算和确定需要加入的固化剂量。配合固化剂的混入和搅拌装置的启动，高效快速的完成混砂操作。

进一步的，所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶的外周还分别设有气动振动器；所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶均具有筒形的主体部分，以及设置在所述主体部分下方的出料斗部分，所述出料斗部分的外壁上安装有所述气动振动器。

所述气动振动器的设置能够带动桶体振动，有利于型砂的下落，避免堵塞。所述出料部分具有倾斜的内壁，配合所述气动振动器的设置，振动落砂的效果更好。

进一步的，所述称重传感器为多个，分别均匀的布置在所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶上；多个所述称重传感器设置在同一平面上。多个环绕布置的称重传感器能够分别计量新砂接收桶和旧砂接收桶接收的砂子的重量，计量准确性更好。

进一步的，所述控制阀为气动碟阀。气动碟阀的设置方便通过气源控制阀门的启闭，简单方便，当称量好接收桶内的砂量后再开启阀门。

进一步的，所述搅拌桶为倾斜设置的筒状结构，所述搅拌桶的上部设有水平的平台，所述平台上方连接所述连接软管；所述平台的侧面还设有竖直安装板。

这样的布置结构，便于所述搅拌装置和门板的分开设置，所述平台的设置便于连接所述连接软管；所述竖直安装板的设置能够由于连接和安装，以固定所述搅拌桶。

进一步的，所述搅拌装置包括设置在所述搅拌桶的外壁上的搅拌电机，所述搅拌电机连接有搅拌轴，所述搅拌轴倾斜的伸入所述搅拌桶内并在所述搅拌轴上设有搅拌叶片。倾斜设置的搅拌轴和搅拌叶片，搅拌效果较好，能够均匀混合型砂和固化剂。

进一步的，所述搅拌桶的外壁上还连接有门板气缸，所述门板气缸通过连杆连接并控制所述门板，所述门板为绕轴启闭的旋转门板。同样的通过气动的控制，既简单方便也便于整体的布置。

进一步的，所述固化剂桶的一侧设有固化剂注入泵，所述固化剂注入泵分别通过软管与所述固化剂桶和所述搅拌桶连接。通过所述固化剂注入泵将所述固化剂桶内的固化剂定量的泵入所述搅拌桶内。

进一步的，还包括与打印机连接的控制器，所述称重传感器、所述控制阀均与所述控制器电连接。

所述控制器为可编程的工业PLC控制器，能够接收指令和反馈各种指令；比如，所述称重传感器将称量的型砂重量反馈至所述控制器后，所述控制器根据砂重的百分比计算出需要加入固化剂的量并控制所述固化剂注入泵加入定量的固化剂，反馈指令至所述搅拌电机进行搅拌，搅拌至规定时间后停止搅拌，控制所述门板气缸打开所述门板进行出料。

进一步的，所述搅拌桶内还设有用于感知砂粉下落的粉料传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、本砂型3D打印机的在线自动混砂装置能够自动化混砂，全过程自动完成，与上下道工序衔接紧密，实现自动化生产；2、能够减轻工人劳动强度，改善工人工作环境，提高了工作效率；3、所述新砂接收桶用于接收纯净的新砂，所述旧砂接收桶用于接收曾经拌入过固化剂但3D打印过程中未被黏结而被回收再利用的旧砂，分别使用能够保持混砂后的固化剂含量准确；4、多个所述称重传感器的设置能够对纯净新砂和回收的旧砂分别精确添加；所述气动振动器的设置能够带动桶体振动，有利于型砂的下落，避免堵塞；配合固化剂的混入和搅拌装置的启动，高效快速的完成混砂操作。

附图说明

图1为本实用新型一种砂型3D打印机的在线自动混砂装置的轴侧示意图；

图2为本实用新型一种砂型3D打印机的在线自动混砂装置的前视图；

图3为本实用新型一种砂型3D打印机的在线自动混砂装置的右侧视图；

图中：1、新砂接收桶；2、旧砂接收桶；3、进砂口；4、称重传感器；5、气动振动器；6、气动碟阀；7、连接软管；8、搅拌桶；9、搅拌电机；10、门板气缸；11、旋转门板；12、出砂口；13、固化剂桶；14、固化剂注入泵；15、平台；16、竖直安装板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～图3所示，一种砂型3D打印机的在线自动混砂装置，包括新砂接收桶1和旧砂接收桶2，以及设置在所述新砂接收桶1和所述旧砂接收桶2下方的搅拌桶8；所述新砂接收桶1和所述旧砂接收桶2上分别设有进砂口3，所述新砂接收桶1和所述旧砂接收桶2上分别设有用于砂量测量的称重传感器4；所述新砂接收桶1和所述旧砂接收桶2的出口处分别设有控制阀并通过连接软管7与所述搅拌桶8连接，所述搅拌桶8上设有伸入所述搅拌桶8内的搅拌装置；所述搅拌桶8的下方设有可启闭的门板，所述门板的下方设有出砂口12；所述搅拌桶8外还设有为所述搅拌桶8提供固化剂的固化剂桶13。

本砂型3D打印机的在线自动混砂装置能够自动化混砂，全过程自动完成，与上下道工序衔接紧密，实现自动化生产；也能够减轻工人劳动强度，改善工人工作环境，提高了工作效率。

所述新砂接收桶1用于接收纯净的新砂，所述旧砂接收桶2用于接收曾经拌入过固化剂但3D打印过程中未被黏结而被回收再利用的旧砂。旧砂中有上次拌入固化剂的残留，所以需要拌入的固化剂份量比新砂少；为了保持混砂后的固化剂含量一致，新砂和旧砂需分开单独处理；每一次特定的混砂操作中，要么单独处理新砂，要么单独处理旧砂。

多个所述称重传感器4的设置能够对纯净新砂和回收的旧砂分别精确添加，两者任选其一进行加砂操作；所述控制阀能够分别控制所述出口，根据称取的重量准确放砂，这样有利于计算和确定需要加入的固化剂量。配合固化剂的混入和搅拌装置的启动，高效快速的完成混砂操作。

进一步的，所述新砂接收桶1和所述旧砂接收桶2的外周还分别设有气动振动器5；所述新砂接收桶1和所述旧砂接收桶2均具有筒形的主体部分，以及设置在所述主体部分下方的出料斗部分，所述出料斗部分的外壁上安装有所述气动振动器5。

所述气动振动器5的设置能够带动桶体振动，有利于型砂的下落，避免堵塞。所述出料部分具有倾斜的内壁，配合所述气动振动器5的设置，振动落砂的效果更好。

进一步的，所述新砂接收桶1和所述旧砂接收桶2上分别周向均布有三个所述称重传感器4；多个所述称重传感器4设置在同一平面上。多个环绕布置的称重传感器4能够分别计量新砂接收桶1和旧砂接收桶2接收的砂子的重量，计量准确性更好。

进一步的，所述控制阀为气动碟阀6。气动碟阀6的设置方便通过气源控制阀门的启闭，简单方便，当称量好接收桶内的砂量后再开启阀门。

进一步的，所述搅拌桶8为倾斜设置的筒状结构，所述搅拌桶8的上部设有水平的平台15，所述平台15上方连接所述连接软管7；所述平台15的侧面还设有竖直安装板16。

这样的布置结构，便于在两侧分别设置所述搅拌装置和门板，所述平台15的设置便于连接所述连接软管7；所述竖直安装板16的设置能够由于连接和安装，以固定所述搅拌桶8。

进一步的，所述搅拌装置包括设置在所述搅拌桶8的外壁上的搅拌电机9，所述搅拌电机9连接有搅拌轴，所述搅拌轴倾斜的伸入所述搅拌桶8内并在所述搅拌轴上设有搅拌叶片。倾斜设置的搅拌轴和搅拌叶片，搅拌效果较好，能够均匀混合型砂和固化剂。

进一步的，所述搅拌桶8的外壁上还连接有门板气缸10，所述门板气缸10通过连杆连接并控制所述门板，所述门板为绕轴启闭的旋转门板11。同样的通过气动的控制，既简单方便也便于整体的布置。

进一步的，所述固化剂桶13的一侧设有固化剂注入泵14，所述固化剂注入泵14分别通过软管与所述固化剂桶13和所述搅拌桶8连接。通过所述固化剂注入泵14将所述固化剂桶13内的固化剂定量的泵入所述搅拌桶8内。

进一步的，还包括与打印机连接的控制器，所述称重传感器4、所述气动碟阀6、所述搅拌电机9、所述气动振动器5、所述固化剂注入泵14和所述门板气缸10均与所述控制器电连接。

所述控制器为可编程的工业PLC控制器，能够接收指令和反馈各种指令；比如，所述称重传感器将称量的型砂重量反馈至所述控制器后，所述控制器根据砂重的百分比计算出需要加入固化剂的量并控制所述固化剂注入泵加入定量的固化剂，反馈指令至所述搅拌电机进行搅拌，搅拌至规定时间后停止搅拌，控制所述门板气缸打开所述门板进行出料。

进一步的，所述搅拌桶8内还设有用于感知砂粉下落的粉料传感器。

工作时，从上道工序输送来的新砂由进砂口3进入新砂接收桶1中，新砂接收桶1的三个称重传感器4开始实时称重，当接收到的砂粉重量达到预设值时，称重传感器4反馈一个信号给前道工序，暂停送砂。送砂停止后，从称重传感器4得到反馈信号的气动碟阀6打开向下落砂，同时新砂接收桶1的桶壁上的气动振动器5开始振动以使桶内砂粉全部落下，砂桶内砂粉全落下后，称重传感器4实时称重并发出信号，使气动碟阀6关闭，气动振动器5停止振动，然后上道工序也得到信号并重新启动，再次开始送砂，如此循环，一直到本工序的后一道工序接收到预设量的砂粉后反馈信号给前道工序使其停止工作，结束循环。

上述从新砂接收桶1落下的砂粉经连接软管7进入到搅拌桶8中，搅拌桶8中有传感器感知砂粉落下，启动搅拌电机9带动桶内搅拌叶片开始搅拌，同时有信号给到固化剂注入泵14使其工作预设的时长，从而将额定量的固化剂从固化剂桶13中抽出后注入到搅拌桶8中，与砂粉混合。为了使固化剂和砂粉混合均匀，搅拌电机9需要工作一个预设的时长比如4分钟，这个时长可以根据现场实际情况做相应延长或缩短。搅拌电机9停止工作时，门板气缸10自动启动，拉开搅拌桶8底部的旋转门板11，砂粉从出砂口12落下，进入下一道工序。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种砂型3D打印机的在线自动混砂装置，其特征在于，包括新砂接收桶和旧砂接收桶，以及设置在所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶下方的搅拌桶；所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶上分别设有进砂口，所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶上分别设有用于砂量测量的称重传感器；所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶的出口处分别设有控制阀并通过连接软管与所述搅拌桶连接，所述搅拌桶上设有伸入所述搅拌桶内的搅拌装置；所述搅拌桶的下方设有可启闭的门板，所述门板的下方设有出砂口；所述搅拌桶外还设有为所述搅拌桶提供固化剂的固化剂桶。

2.根据权利要求1所述的砂型3D打印机的在线自动混砂装置，其特征在于，所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶的外周还分别设有气动振动器；所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶均具有筒形的主体部分，以及设置在所述主体部分下方的出料斗部分，所述出料斗部分的外壁上安装有所述气动振动器。

3.根据权利要求1所述的砂型3D打印机的在线自动混砂装置，其特征在于，所述称重传感器为多个，分别均匀的布置在所述新砂接收桶和所述旧砂接收桶上；多个所述称重传感器设置在同一平面上。

4.根据权利要求1所述的砂型3D打印机的在线自动混砂装置，其特征在于，所述控制阀为气动碟阀。

5.根据权利要求1所述的砂型3D打印机的在线自动混砂装置，其特征在于，所述搅拌桶为倾斜设置的筒状结构，所述搅拌桶的上部设有水平的平台，所述平台上方连接所述连接软管；所述平台的侧面还设有竖直安装板。

6.根据权利要求1所述的砂型3D打印机的在线自动混砂装置，其特征在于，所述搅拌装置包括设置在所述搅拌桶的外壁上的搅拌电机，所述搅拌电机连接有搅拌轴，所述搅拌轴倾斜的伸入所述搅拌桶内并在所述搅拌轴上设有搅拌叶片。

7.根据权利要求1所述的砂型3D打印机的在线自动混砂装置，其特征在于，所述搅拌桶的外壁上还连接有门板气缸，所述门板气缸通过连杆连接并控制所述门板，所述门板为绕轴启闭的旋转门板。

8.根据权利要求1所述的砂型3D打印机的在线自动混砂装置，其特征在于，所述固化剂桶的一侧设有固化剂注入泵，所述固化剂注入泵分别通过软管与所述固化剂桶和所述搅拌桶连接。

9.根据权利要求1所述的砂型3D打印机的在线自动混砂装置，其特征在于，还包括与打印机连接的控制器，所述称重传感器、所述控制阀均与所述控制器电连接。

10.根据权利要求1所述的砂型3D打印机的在线自动混砂装置，其特征在于，所述搅拌桶内还设有用于感知砂粉下落的粉料传感器。

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