CN219820032U - 一种自调节的固废基3d打印配料系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自调节的固废基3D打印配料系统，属于3D打印配料技术领域，包括可定量输送物料的配料装置，所述配料装置的出口通过输送装置与搅拌装置的入口相连通，所述搅拌装置的出口与3D打印机的进料槽相连通，3D打印机的喷头正下方设有运送打印成型产品的辅助输送皮带，所述辅助输送皮带依次穿过加热装置、抗压检测装置、抗折检测装置和白度检测装置，所述抗压检测装置、所述抗折检测装置、所述白度检测装置和所述配料装置分别与控制装置信号连接，通过将各个检测装置和配料装置分别与控制装置信号连接，达到控制装置根据检测装置检测到的数据自动调整各种物料添加量，使得3D打印成型后的产品达到所需性能要求的目的，实现物料的自调节。

Description

一种自调节的固废基3D打印配料系统

技术领域

本实用新型涉及3D打印配料技术领域，特别是涉及一种自调节的固废基3D打印配料系统。

背景技术

3D打印技术作为一项具有革命意义的技术，在近几年来得到的迅猛发展，这对3D打印材料也提出了更高的要求，3D打印材料混合后的性能对3D打印成品的好坏有较大的影响，现有技术如申请号为202111137905.X的发明专利，在搅拌装置之后设置有检测装置，用于检验搅拌后材料的流动度是否符合要求，但3D打印成品的好坏不仅与材料的流动度有关，还与材料的强度性能息息相关；

申请号为202210250904.4的发明专利，设置有取样模块、均匀检验模块、质量检验模块，通过取样模块从搅拌桶内取出部分物料，并将取出的物料分别输送至均匀检验模块和质量检验模块，检验物料的搅拌均匀度和物料强度，检验合格则送入出料单元，检验不合格则继续搅拌，此方案仅考虑了搅拌对物料的均匀度和物料强度的影响，然而物料强度除受搅拌均匀度的影响外，还与各种原料的配比有关；

综上可知，现有技术中缺乏一种能够根据物料的检测结果实时调整各种物料添加量的自调节3D打印材料配料系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的缺陷和不足，提供一种自调节的固废基3D打印配料系统，通过将各个检测装置和配料装置分别与控制装置信号连接，达到控制装置根据检测装置检测到的数据自动调整各种物料添加量的目的，实现物料的自调节。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提供一种自调节的固废基3D打印配料系统，包括可定量输送物料的配料装置，所述配料装置的出口通过输送装置与搅拌装置的入口相连通，所述搅拌装置的出口与3D打印机的进料槽相连通，3D打印机的喷头正下方设有运送打印成型产品的辅助输送皮带，所述辅助输送皮带依次穿过加热装置、抗压检测装置、抗折检测装置和白度检测装置，所述抗压检测装置、所述抗折检测装置、所述白度检测装置和所述配料装置分别与控制装置信号连接；

优选地，所述配料装置包括用于储存原料的储存罐、用于储存添加剂的干粉加药装置和水源，所述储存罐的出口与所述搅拌装置的入口之间设有输送皮带，所述干粉加药装置设置在所述搅拌装置的入口正上方，所述水源通过管道与所述搅拌装置的入口相连接；

优选地，所述储存罐、所述干粉加药装置的出口均设有开关阀，所述开关阀与所述控制装置信号连接，所述输送皮带上、所述干粉加药装置的底部均设有电子秤，所述电子秤与所述控制装置信号连接；所述水源内设有计量泵，所述计量泵与所述控制装置信号连接；

优选地，所述储存罐包括并排设置的β-半水石膏储存罐、白泥储存罐和机制砂储存罐，所述β-半水石膏储存罐、所述白泥储存罐和所述机制砂储存罐的出口分别连接有第一输送皮带、第二输送皮带和第三输送皮带，所述第一输送皮带、所述第二输送皮带和所述第三输送皮带上分别设有第一电子皮带秤、第二电子皮带秤和第三电子皮带秤，所述第一电子皮带秤、所述第二电子皮带秤和所述第三电子皮带秤分别与所述控制装置信号连接，所述β-半水石膏储存罐、所述白泥储存罐和所述机制砂储存罐的出口分别设有所述开关阀；

优选地，所述第一输送皮带、所述第二输送皮带和所述第三输送皮带的驱动电机上分别设有用于调整皮带输送速度的变频器，所述变频器分别与所述控制装置信号连接；

优选地，所述第一输送皮带、所述第二输送皮带和所述第三输送皮带的出料端分别连接有U形出料槽，所述出料槽倾斜向下设置，且所述出料槽的延长线伸入所述搅拌装置的内部；

优选地，所述干粉加药装置包括并排设置的增稠剂加药罐、减水剂加药罐和缓凝剂加药罐，所述增稠剂加药罐、所述减水剂加药罐和所述缓凝剂加药罐的底部分别设有第一电子秤、第二电子秤和第三电子秤，所述第一电子秤、第二电子秤和第三电子秤分别与所述控制装置信号连接，所述增稠剂加药罐、所述减水剂加药罐和所述缓凝剂加药罐的出口均设有所述开关阀；

优选地，所述增稠剂加药罐、所述减水剂加药罐、所述缓凝剂加药罐并排设置在所述搅拌装置的入口正上方；

优选地，所述搅拌装置的出口与所述3D打印机之间还设有流动度检测装置，所述流动度检测装置与所述控制装置信号连接；

优选地，所述搅拌装置包括搅拌桶和位于所述搅拌桶内的搅拌叶片。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本实用新型通过将抗压检测装置、抗折检测装置、白度检测装置和流动度检测装置以及配料装置分别与控制装置信号连接，并在配料装置上设置分别与控制装置信号连接的开关阀和电子秤，实现控制装置根据各个检测装置检测到的结果自动调整各个物料添加量的目的；

2、本实用新型通过在输送皮带上设置与控制装置信号连接的变频器，实现PC端根据电子皮带秤反馈的数值计算出对应的输送带速度变化值后，PC端给控制柜发送指令，控制柜控制对应输送皮带上的变频器启动，调整该输送皮带的输送速度，使其保持匀速给料，从而使得每个时刻，加入到搅拌桶中的物料质量相同，为后续自动调整各种物料的质量比做基础，提高调整结果的准确性；

3、本实用新型通过将出料槽设置为U形，降低了物料在下落的过程中从出料槽中脱落的风险，减小了添加到搅拌桶中的物料与实际输送的物料之间的差值，进一步提高了调整结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为自调节的固废基3D打印配料系统的结构示意图；

图2为干粉加药装置的结构示意图。

其中，1、3D打印机；2、辅助输送皮带；3、加热装置；4、抗压检测装置；5、抗折检测装置；6、白度检测装置；7、储存罐；8、干粉加药装置；9、水源；10、搅拌桶；11、搅拌叶片；12、计量泵；13、控制柜；14、PC端；15、β-半水石膏储存罐；16、白泥储存罐；17、机制砂储存罐；18、第一输送皮带；19、第二输送皮带；20、第三输送皮带；21、第一电子皮带秤；22、第二电子皮带秤；23、第三电子皮带秤；24、出料槽；25、增稠剂加药罐；26、减水剂加药罐；27、缓凝剂加药罐；28、第一电子秤；29、第二电子秤；30、第三电子秤；31、流动度检测装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至2所示，本实用新型提供一种自调节的固废基3D打印配料系统，包括可定量输送物料的配料装置，配料装置的出口通过输送装置与搅拌装置的入口相连通，搅拌装置的出口与3D打印机1的进料槽相连通，3D打印机1的喷头正下方设有运送打印成型产品的辅助输送皮带2，辅助输送皮带2依次穿过加热装置3、抗压检测装置4、抗折检测装置5和白度检测装置6，抗压检测装置4、抗折检测装置5、白度检测装置6和配料装置分别与控制装置信号连接，打印成型后的产品经过加热装置3的加热后固化，固化的产品在辅助输送皮带2的带动下依次经过抗压检测装置4、抗折检测装置5和白度检测装置6，检测后的结果通过信号传递给控制装置，控制装置中储存有标准的抗压强度、抗折强度、白度数值以及各参数与各种物料关系的计算公式，

凝剂的掺量、机制砂的添加量和水的添加量，β为对应的回归系数，根据检测到的数值与标准值之间的对比，并结合计算公式，自动调控各种物料的添加量，使得最终所得产品的抗压强度、抗折强度、白度均满足要求。

配料装置包括用于储存原料的储存罐7、用于储存添加剂的干粉加药装置8和水源9，搅拌装置包括搅拌桶10和位于搅拌桶10内的搅拌叶片11，储存罐7的出口与搅拌桶10的入口之间设有输送皮带，干粉加药装置8设置在搅拌桶10的入口正上方，水源9通过管道与搅拌桶10的入口相连接，搅拌叶片11连接有驱动电机，驱动电机与控制装置信号连接，物料添加完毕后，控制装置控制驱动电机启动开始搅拌添加到搅拌桶10内的物料，使得各种物料混合均匀，混合均匀的物料从搅拌桶10的出口排出。

控制装置包括用于控制各设备启停的控制柜13和用于收集、分析数据和控制信号传达的PC端14，储存罐7、干粉加药装置8的出口均设有开关阀，开关阀与控制柜13信号连接，输送皮带上、干粉加药装置8的底部均设有电子秤，电子秤与PC端14信号连接，水源9内设有计量泵12，计量泵12与控制柜13信号连接，抗压检测装置4、抗折检测装置5和白度检测装置6分别与PC端14信号连接，PC端14和控制柜13信号连接，PC端14内储存有待检测参数与各种物料之间重量关系的计算公式；其中各物料量经过试验探究，确定了性能较好的固废基3D打印材料的各物料添加量基础用量为：β-半水石膏质量分数为36.41％，白泥质量分数为15.60％，增稠剂质量分数为0.125％，减水剂质量分数为0.671‰，缓凝剂质量分数0.645‰，机制砂质量分数为24.96％，水的添加量为22.88％，配料时先按此基础用量配方设定各物料量的初始值，各种物料在搅拌桶10内混合搅拌均匀后从底部排料口排出进入3D打印机1的进料槽中，随后3D打印机1的喷头打印出待成型的产品，打印出的产品在辅助输送皮带2的运送下经过加热装置3固化后，依次输送到抗压检测装置4、抗折检测装置5和白度检测装置6中进行检测，并将检测到的结果通过信号传递给PC端14，PC端14结合各参数的标准值对其进行分析，确定出各种物料所需的添加量，控制柜13根据PC端14传递的各种物料添加量的信息，控制对应的开关阀打开，并通过电子秤测量添加的物料质量，物料添加量到达需要的数值时，控制柜13控制相应的开关阀关闭；需要加水时，控制柜13控制计量泵12打开，加水时间到达PC端14给定的时间后，PC端14给控制柜13发送信号，关闭计量泵12，其中PC端14具有计时模块，能够根据控制柜13反馈的信号开始或关闭计时；加料完成后，控制柜13控制搅拌叶片11的驱动电机启动，对物料再次进行搅拌，并对搅拌后的物料重新进行检测，若检测结果不合格，则继续根据检测结果调整各物料之间的配比，直至检测结果合格。

作为本实用新型的具体实施例，储存罐7包括并排设置的β-半水石膏储存罐15、白泥储存罐16和机制砂储存罐17，β-半水石膏储存罐15、白泥储存罐16和机制砂储存罐17的出口分别连接有第一输送皮带18、第二输送皮带19和第三输送皮带20，第一输送皮带18、第二输送皮带19和第三输送皮带20上分别设有第一电子皮带秤21、第二电子皮带秤22和第三电子皮带秤23，第一电子皮带秤21、第二电子皮带秤22和第三电子皮带秤23分别与PC端14信号连接，β-半水石膏储存罐15、白泥储存罐16和机制砂储存罐17的出口分别设有开关阀。

第一输送皮带18、第二输送皮带19和第三输送皮带20的驱动电机上分别设有用于调整皮带输送速度的变频器，变频器分别与PC端14和控制柜13信号连接，当PC端14根据电子皮带秤反馈的数值计算出对应的输送带速度发生变化时，PC端14给控制柜13发送指令，控制柜13控制对应输送皮带上的变频器启动，调整该输送皮带的输送速度，使其保持匀速给料，从而使得每个时刻，加入到搅拌桶10中的物料质量相同，为后续调整各种物料的质量比做基础。

第一输送皮带18、第二输送皮带19和第三输送皮带20的出料端分别连接有U形的出料槽24，出料槽24倾斜向下设置，且出料槽24的延长线伸入搅拌桶10的内部，将出料槽24设置为U形，降低了物料在下落的过程中从出料槽24中脱落的风险，减小了添加到搅拌桶10中的物料与实际输送的物料之间的差值，提高了调整结果的准确性。

干粉加药装置8包括并排设置的增稠剂加药罐25、减水剂加药罐26和缓凝剂加药罐27，增稠剂加药罐25、减水剂加药罐26和缓凝剂加药罐27的底部分别设有第一电子秤28、第二电子秤29和第三电子秤30，第一电子秤28、第二电子秤29和第三电子秤30分别与PC端14信号连接，增稠剂加药罐25、减水剂加药罐26和缓凝剂加药罐27的出口均设有开关阀，增稠剂加药罐25、减水剂加药罐26和缓凝剂加药罐27并排的设置在搅拌桶10的入口正上方，需要添加添加剂时，控制柜13控制对应加药罐上的开关阀打开，通过对应的电子秤测量加药罐中物料的减少量，此减少量即为对应物料的添加量，物料的添加质量达到PC端14需要的量时，控制柜13控制相应的开关阀关闭。

搅拌桶10的出口与3D打印机1之间还设有流动度检测装置31，流动度检测装置31检测到的数据通过信号传递给与PC端14，PC端14经分析后若需要加水，则传递信号给控制柜13，打开计量泵12，若需要添加其他的物料，则打开对应物料的开关阀，达到需要的添加量时，关闭计量泵12或相应的开关阀，实际使用时，通常先调节混合物料的流动度，待流动度检测合格后再调整成型产品的抗压强度、抗折强度和白度。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种自调节的固废基3D打印配料系统，其特征在于：包括可定量输送物料的配料装置，所述配料装置的出口通过输送装置与搅拌装置的入口相连通，所述搅拌装置的出口与3D打印机的进料槽相连通，3D打印机的喷头正下方设有运送打印成型产品的辅助输送皮带，所述辅助输送皮带依次穿过加热装置、抗压检测装置、抗折检测装置和白度检测装置，所述抗压检测装置、所述抗折检测装置、所述白度检测装置和所述配料装置分别与控制装置信号连接；

所述配料装置包括用于储存原料的储存罐、用于储存添加剂的干粉加药装置和水源，所述储存罐的出口与所述搅拌装置的入口之间设有输送皮带，所述干粉加药装置设置在所述搅拌装置的入口正上方，所述水源通过管道与所述搅拌装置的入口相连接；

所述储存罐、所述干粉加药装置的出口均设有开关阀，所述开关阀与所述控制装置信号连接，所述输送皮带上、所述干粉加药装置的底部均设有电子秤，所述电子秤与所述控制装置信号连接；所述水源内设有计量泵，所述计量泵与所述控制装置信号连接。

2.根据权利要求1所述的固废基3D打印配料系统，其特征在于：所述储存罐包括并排设置的β-半水石膏储存罐、白泥储存罐和机制砂储存罐，所述β-半水石膏储存罐、所述白泥储存罐和所述机制砂储存罐的出口分别连接有第一输送皮带、第二输送皮带和第三输送皮带，所述第一输送皮带、所述第二输送皮带和所述第三输送皮带上分别设有第一电子皮带秤、第二电子皮带秤和第三电子皮带秤，所述第一电子皮带秤、所述第二电子皮带秤和所述第三电子皮带秤分别与所述控制装置信号连接，所述β-半水石膏储存罐、所述白泥储存罐和所述机制砂储存罐的出口分别设有所述开关阀。

3.根据权利要求2所述的固废基3D打印配料系统，其特征在于：所述第一输送皮带、所述第二输送皮带和所述第三输送皮带的驱动电机上分别设有用于调整皮带输送速度的变频器，所述变频器分别与所述控制装置信号连接。

4.根据权利要求3所述的固废基3D打印配料系统，其特征在于：所述第一输送皮带、所述第二输送皮带和所述第三输送皮带的出料端分别连接有U形出料槽，所述出料槽倾斜向下设置，且所述出料槽的延长线伸入所述搅拌装置的内部。

5.根据权利要求1所述的固废基3D打印配料系统，其特征在于：所述干粉加药装置包括并排设置的增稠剂加药罐、减水剂加药罐和缓凝剂加药罐，所述增稠剂加药罐、所述减水剂加药罐和所述缓凝剂加药罐的底部分别设有第一电子秤、第二电子秤和第三电子秤，所述第一电子秤、第二电子秤和第三电子秤分别与所述控制装置信号连接，所述增稠剂加药罐、所述减水剂加药罐和所述缓凝剂加药罐的出口均设有所述开关阀。

6.根据权利要求5所述的固废基3D打印配料系统，其特征在于：所述增稠剂加药罐、所述减水剂加药罐、所述缓凝剂加药罐并排设置在所述搅拌装置的入口正上方。

7.根据权利要求1所述的固废基3D打印配料系统，其特征在于：所述搅拌装置的出口与所述3D打印机之间还设有流动度检测装置，所述流动度检测装置与所述控制装置信号连接。

8.根据权利要求1所述的固废基3D打印配料系统，其特征在于：所述搅拌装置包括搅拌桶和位于所述搅拌桶内的搅拌叶片。