CN217315739U - 一种前后进出打印箱砂型3d打印机及打印系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基前后进出打印箱砂型3D打印机及打印系统，箱砂型3D打印机包括支撑框架、打印机构、成型砂箱和砂箱进出机构；所述支撑框架包括支撑腿和支撑平台，支撑腿用于支撑支撑平台；所述砂箱进出机构设置在支撑平台的上表面，砂箱进出机构用于向前或向后输送成型砂箱；所述成型砂箱架设于砂箱进出机构上，支撑平台上还设有若干用于驱动成型砂箱底板上下移动的升降单元；打印机构架设在成型砂箱的上方，打印机构用于向成型砂箱内输入砂子和粘结剂，该箱砂型3D打印机配合前后侧的运输车形成打印系统。本实用新型通过砂箱进出机构从砂型3D打印机的前侧或后侧输出成型砂箱，再通过运输车运走，实现了集成化生产模式，进而提高打印效率。

Description

一种前后进出打印箱砂型3D打印机及打印系统

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种前后进出打印箱砂型3D打印机及打印系统。

背景技术

砂型3D打印技术是一种基于分层制造原理的砂型快速制造技术。目前，砂型3D打印技术是先准备好需要打印的三维模型文件，在分层软件中按特定层厚将模型层层分割，得到每一个需要打印的截图案；打印时，设备按之前设定的层厚，将材料铺设在工作箱中，再用喷墨打印头，按之前切片的成型区域，在幅面上选择性的区域粘接，得到当前层图形，如此，完成一层的成型后，继续重复前述动作，层层粘接，得到最终需要的零件。砂型3D打印粘接的是砂子，胶水可采用呋喃树脂、酚醛树脂，或者其它有机、无机粘接材料，得到最终可以直接浇铸的砂型。砂型3D打印的优势在于无需制备模具，在一些无法脱模、形状特别复杂需要的模具特别多的情况下极具优势，可以极大的缩短复杂零件的开发周期。

传统的砂型3D打印设备如申请公布号为CN110394423A的中国专利申请公开的公开了一种基于喷墨打印技术的3D砂型打印机，包括机架，机架上设置有：打印装置，其包括打印喷头和供墨组件，供墨组件与打印喷头连接；载料装置，其位于打印喷头的下侧，载料装置包括成型缸、上料缸和水平设置的导轨，成型缸和上料缸皆设置在导轨上，成型缸和上料缸的底板皆为能够沿缸壁上下移动的活塞托盘，底板下侧设置推动活塞托盘竖直方向移动的顶升板；顶升板与活塞托盘间设置有锁扣组件；铺粉装置，其包括压辊，压辊位于载料装置上侧；铺粉打印传送装置，其能够驱动喷头在打印平面内移动，铺粉打印传送装置能够驱动铺粉装置将上料缸中的物料推送并铺设至成型缸的打印平面上。

然而，上述砂型3D打印设备的成型缸设置在轨道上，虽然，打印完成后成型缸可从设备中抽出，但成型缸和打印设备主体是不可分离的，导致打印设备与周边配套设备的配合程度差，打印设备的集成度差、系列化差，无法满足批量生产的要求，成型缸与打印设备主机的组装复杂。

实用新型内容

本实用新型提供了一种前后进出打印箱砂型3D打印机及打印系统，解决了现有砂型3D打印设备成型缸与打印设备主机组装复杂、集成度差、系列化差，无法满足批量生产的要求等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型涉及一种前后进出打印箱砂型3D打印机，其包括支撑框架、打印机构、成型砂箱和砂箱进出机构；所述的支撑框架包括支撑腿和支撑平台，支撑腿用于支撑支撑平台；所述的砂箱进出机构设置在支撑平台的上表面，砂箱进出机构用于向前或向后输送成型砂箱；所述的成型砂箱架设于砂箱进出机构上，所述的支撑平台上还设有若干用于驱动成型砂箱底板上下移动的升降单元；所述的打印机构架设在成型砂箱的上方，打印机构用于向成型砂箱内输入砂子和粘结剂。

优选地，所述的打印机构通过若干支撑立柱架设在支撑平台的上方，支撑立柱的长度大于成型砂箱的高度，使得成型砂箱能通过砂箱进出机构进出支撑平台。

优选地，所述的砂箱进出机构包括至少两道沿前后方向布置的辊道，每个辊道上均设有滚轮、链轮、链条和驱动电机，链轮由驱动电机驱动，滚轮设置多个且等间距的设置在辊道上，所有滚轮均通过链条与链轮传动连接，所述的成型砂箱架设在滚轮上。

优选地，所述的打印机构包括X轴驱动横梁、第一移动梁、第二移动梁、砂盒和喷车组件，所述的X轴驱动横梁设置2条且沿着左右方向固定在支撑立柱的顶端，其中一根X轴驱动横梁上设有用于驱动第一移动梁的第一驱动单元和用于驱动第二横梁的第二驱动装置，第一移动梁与第一驱动装置连接，第二移动梁与第二驱动装置连接，所述的砂盒固定在第一移动梁上，喷车组件通过喷车驱动安装于第二移动梁上。

优选地，所述的喷车组件的宽度为成型砂箱的1/2或1/4。

优选地，所述的X轴驱动横梁的右端位于砂盒上方的位置设有进砂漏斗，X轴驱动横梁的右端位于砂盒下方的位置设有砂回收箱，进砂漏斗和砂回收箱均与砂盒配合。

本实用新型还涉及一种基于权上述前后进出打印箱砂型3D打印机的打印系统，其包括若干打印机和若干运输车；所述的运输车等间距设置，所有运输车的运输轨迹平行，相邻运输车的运输轨迹之间均设置一排打印机；每个所述的打印机均包括支撑框架、打印机构、成型砂箱和砂箱进出机构，支撑框架包括支撑腿和支撑平台，支撑腿用于支撑支撑平台，砂箱进出机构设置在支撑平台的上表面，砂箱进出机构用于向前或向后输送成型砂箱，成型砂箱架设于砂箱进出机构上，支撑平台上还设有若干用于驱动成型砂箱底板上下移动的升降单元，打印机构架设在成型砂箱的上方，打印机构用于向成型砂箱内输入砂子和粘结剂；所述的砂箱进出机构与对应打印机前后侧的运输车配合。

优选地，所述的运输车的高度与所述的支撑平台的高度相同。

优选地，所述的运输车的顶面设有至少两道水平设置的运输车辊道，运输车辊道的布置方向与运输车的运输轨迹垂直，每个运输车辊道上均设有运输车滚轮、运输车链轮、运输车链条和运输车驱动电机，运输车链轮与运输车驱动电机驱动连接，运输车滚轮设置多个且等间距的设置在运输车辊道上，所有运输车滚轮均通过运输车链条与运输车链轮传动连接。

优选地，所述的运输车的底部均设有运输滚轮和运输电机，运输滚轮至少设置两组，其中一组运输滚轮与运输电机驱动连接。

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.本实用新型涉及的前后进出打印箱砂型3D打印机包括成型砂箱和砂箱进出机构，通过砂箱进出机构使得成型砂箱能够从砂型3D打印机的前后进出，配合砂型3D打印机前后的运输车形成打印系统，打印前通过运输车将空的成型砂箱运输至对应的砂型3D打印机前侧或后侧并将空的成型砂箱运输至砂型3D打印机内部；打印完成后，通过砂箱进出机构从砂型3D打印机的前侧或后侧输出成型砂箱，再通过运输车运走，实现了集成化生产的模式，进而提高打印效率。

2.本实用新型涉及的前后进出打印箱砂型3D打印机通过砂箱进出机构向前或向后输入输出成型砂箱，成型砂箱不与砂型3D打印机的主机相连，而是独立存在的组件，成型砂箱无需与砂型3D打印机进行组装，结构更加简单，实现了成型砂箱进出砂型3D打印机主体的全自动化，减少人工成本。

附图说明

图1是本实用新型涉及的前后进出打印箱砂型3D打印机的立体图；

图2是砂箱进出机构的结构示意图；

图3是前后进出打印箱砂型3D打印机与运输车配合的示意图；

图4是基于前后进出打印箱砂型3D打印机的打印系统的结构框图。

图示说明：1-打印机，11-支撑框架，111-支撑腿，112-支撑平台，12-砂箱进出机构，121-辊道，122-滚轮，123-链轮，124-驱动电机，13-成型砂箱，14-打印机构，141-支撑立柱，142-X轴驱动横梁，143-第一移动梁，144-第二移动梁，145-砂盒，146-喷车组件，147-喷车驱动，148-进砂漏斗，149-砂回收箱，15-升降单元，2-运输车，21-运输车辊道，22-运输车滚轮，23-运输车链轮，24-运输车驱动电机，25-运输滚轮，26-运输电机。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合实施例对本实用新型作详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参照附图1所示，本实施例涉及一种前后进出打印箱砂型3D打印机，其包括支撑框架11、打印机构14、成型砂箱13和砂箱进出机构12。

支撑框架11包括支撑腿111和支撑平台112，支撑腿111用于支撑支撑平台112；砂箱进出机构12设置在支撑平台112的上表面，砂箱进出机构12的具体结构如图2所示，包括两道沿前后方向(Y轴的正反方向)布置的辊道121，每个辊道121上均设有滚轮122、链轮123、链条(位于辊道内部，图中未画出)和驱动电机124，链轮123由驱动电机124驱动，滚轮122设置多个且等间距的设置在辊道121上，所有滚轮121均通过链条与链轮123传动连接。所述的成型砂箱13架设在滚轮122上，砂箱进出机构12用于向前或向后输送成型砂箱13。所述的支撑平台112上还设有若干用于驱动成型砂箱13底板上下移动的升降单元15，升降单元15为气缸，气缸的活动杆贯穿所述的支撑平台112。

参照附图1所示，所述的打印机构14通过若干支撑立柱141架设在成型砂箱13的上方，用于向成型砂箱内输入砂子和粘结剂，支撑立柱141的长度大于成型砂箱13的高度，使得成型砂箱13能通过砂箱进出机构12进出支撑平台112。所述的打印机构14包括X轴驱动横梁142、第一移动梁143、第二移动梁144、砂盒145和喷车组件146，所述的X轴驱动横梁142设置2条且沿着左右方向(X轴)固定在支撑立柱141的顶端，其中一根X轴驱动横梁141上设有用于驱动第一移动梁143的第一驱动单元和用于驱动第二横梁144的第二驱动装置，第一驱动单元和第二驱动单元为直线电机，第一移动梁143与第一驱动装置连接，第二移动梁144与第二驱动装置连接，所述的砂盒145固定在第一移动梁143上，喷车组件146通过喷车驱动147安装于第二移动梁144上，喷车驱动147为直线电机，所述的喷车组件146的宽度为成型砂箱的1/2或1/4。所述的X轴驱动横梁142的右端位于砂盒上方的位置设有进砂漏斗148，X轴驱动横梁142的右端位于砂盒下方的位置设有砂回收箱149，进砂漏斗148用于向砂盒145提供砂子，砂回收箱149用于打印完成后回收砂盒145内多余的砂子。

参照附图3和4所示，上述前后进出打印箱砂型3D打印机与前后侧的两台运输车2配合，进而形成打印系统，该打印系统包括若干打印机1和若干运输车2；所述的运输车2等间距设置，所有运输车2的运输轨迹平行，相邻运输车2的运输轨迹之间均设置一排打印机1；所述的运输车2的高度与所述的支撑平台112的高度相同。所述的运输车2的顶面设有两道水平设置的运输车辊道21，运输车辊道21的布置方向与运输车2的运输轨迹垂直，每个运输车辊道21上均设有运输车滚轮22、运输车链轮23、运输车链条和运输车驱动电机24，运输车链轮23与运输车驱动电机24驱动连接，运输车滚轮22设置多个且等间距的设置在运输车辊道21上，所有运输车滚轮22均通过运输车链条(设置在运输车辊道21内，附图中未画出)与运输车链轮23传动连接。所述的运输车2底部均设有运输25和运输电机26，运输滚轮25至少设置两组，其中一组运输滚轮25与运输电机26驱动连接。

参照附图1～4所示，基于前后进出打印箱砂型3D打印机的打印系统的打印方法包括以下步骤：

1)初始状态下，升降单元15的活动杆的顶端与支撑平台112的顶面齐平，运输车2将空的成型砂箱13运输至对用打印机1的前侧或后侧，运输车驱动电机24启动并使得运输车滚轮22旋转，带动成型砂箱13前后(Y轴方向)移动，进而将成型砂箱13移动至打印机1内，升降单元15提升成型砂箱13底板的高度；

2)进砂漏斗148向砂盒145补充一定量的砂，第一移动梁143向左(X轴的负方向)移动，此时砂盒145不向成型砂箱13输出砂子，当第一移动梁143移动至最左端时，第一移动梁143和第二移动梁144同时向右(X轴的正方向)移动，砂盒145按照设计厚度铺砂，喷车组件146输出粘结剂将砂黏住；

3)当第二移动梁144移动至最右端后，喷车驱动147向Y轴方向移动一个喷车组件146的距离，第二移动梁144向左(X轴负方向)移动并输出粘结剂，粘结其它位置的砂，此处，如果喷车组件146的宽度为成型砂箱13的1/2，则第二移动梁144左右(沿X轴)移动一个来回，若喷车组件146的宽度为成型砂箱13的1/4，则第二移动梁144左右(沿X轴)移动两个来回；

4)一个层厚粘接完毕后，升降单元15带动成型砂箱13底板下降一个铺砂厚度的距离，重复步骤2)和步骤3)，直至打印完成；

5)驱动电机124启动，通过链条带动滚轮122和链轮123滚动，进而使得成型砂箱13向前或向后(Y轴方向)移动，将装有打印件的成型砂箱13运输至运输车2上，运输车2将打印件运输至其它工位进行后续操作，另一个运输车2将另一个空的成型砂箱13运输至该打印机1进行下一个工件的打印。

以上结合实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种前后进出打印箱砂型3D打印机，其特征在于：其包括支撑框架、打印机构、成型砂箱和砂箱进出机构；所述的支撑框架包括支撑腿和支撑平台，支撑腿用于支撑支撑平台；所述的砂箱进出机构设置在支撑平台的上表面，砂箱进出机构用于向前或向后输送成型砂箱；所述的成型砂箱架设于砂箱进出机构上，所述的支撑平台上还设有若干用于驱动成型砂箱底板上下移动的升降单元；所述的打印机构架设在成型砂箱的上方，打印机构用于向成型砂箱内输入砂子和粘结剂。

2.根据权利要求1所述的前后进出打印箱砂型3D打印机，其特征在于：所述的打印机构通过若干支撑立柱架设在支撑平台的上方，支撑立柱的长度大于成型砂箱的高度，使得成型砂箱能通过砂箱进出机构进出支撑平台。

3.根据权利要求1所述的前后进出打印箱砂型3D打印机，其特征在于：所述的砂箱进出机构包括至少两道沿前后方向布置的辊道，每个辊道上均设有滚轮、链轮、链条和驱动电机，链轮由驱动电机驱动，滚轮设置多个且等间距的设置在辊道上，所有滚轮均通过链条与链轮传动连接，所述的成型砂箱架设在滚轮上。

4.根据权利要求2所述的前后进出打印箱砂型3D打印机，其特征在于：所述的打印机构包括X轴驱动横梁、第一移动梁、第二移动梁、砂盒和喷车组件，所述的X轴驱动横梁设置2条且沿着左右方向固定在支撑立柱的顶端，其中一根X轴驱动横梁上设有用于驱动第一移动梁的第一驱动单元和用于驱动第二移动梁的第二驱动装置，第一移动梁与第一驱动装置连接，第二移动梁与第二驱动装置连接，所述的砂盒固定在第一移动梁上，喷车组件通过喷车驱动安装于第二移动梁上。

5.根据权利要求4所述的前后进出打印箱砂型3D打印机，其特征在于：所述的喷车组件的宽度为成型砂箱的1/2或1/4。

6.根据权利要求4所述的前后进出打印箱砂型3D打印机，其特征在于：所述的X轴驱动横梁的右端位于砂盒上方的位置设有进砂漏斗，X轴驱动横梁的右端位于砂盒下方的位置设有砂回收箱，进砂漏斗和砂回收箱均与砂盒配合。

7.一种基于权利要求1所述的前后进出打印箱砂型3D打印机的打印系统，其特征在于：其包括若干打印机和若干运输车；所述的运输车等间距设置，所有运输车的运输轨迹平行，相邻运输车的运输轨迹之间均设置一排打印机；每个所述的打印机均包括支撑框架、打印机构、成型砂箱和砂箱进出机构，支撑框架包括支撑腿和支撑平台，支撑腿用于支撑支撑平台，砂箱进出机构设置在支撑平台的上表面，砂箱进出机构用于向前或向后输送成型砂箱，成型砂箱架设于砂箱进出机构上，支撑平台上还设有若干用于驱动成型砂箱底板上下移动的升降单元，打印机构架设在成型砂箱的上方，打印机构用于向成型砂箱内输入砂子和粘结剂；所述的砂箱进出机构与对应打印机前后侧的运输车配合。

8.根据权利要求7所述的打印系统，其特征在于：所述的运输车的高度与所述的支撑平台的高度相同。

9.根据权利要求7所述的打印系统，其特征在于：所述的运输车的顶面设有至少两道水平设置的运输车辊道，运输车辊道的布置方向与运输车的运输轨迹垂直，每个运输车辊道上均设有运输车滚轮、运输车链轮、运输车链条和运输车驱动电机，运输车链轮与运输车驱动电机驱动连接，运输车滚轮设置多个且等间距的设置在运输车辊道上，所有运输车滚轮均通过运输车链条与运输车链轮传动连接。

10.根据权利要求7所述的打印系统，其特征在于：所述的运输车的底部均设有运输滚轮和运输电机，运输滚轮至少设置两组，其中一组运输滚轮与运输电机驱动连接。

Images