KR20230130149A - 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 모래 포설 장치를 포함하는 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치를 개시하며, 여기에서 모래 포설 장치는 부압 저온 성형 챔버의 상방에 위치하고, 여기에서 상기 모래 포설 장치는 다수의 독립적인 모래 포설 홈, 중공형 모래 포설 롤러, 냉각 챔버, 모래 스크래핑 플레이트 및 개폐 가능한 배플을 포함하며; 각 상기 모래 포설 홈 토출구에 개폐 가능한 배플이 회전되게 설치되고, 이는 필요에 따라 저온 사전 혼합 모래를 포설하는 데 사용되며, 중공형 모래 포설 롤러 및 모래 스크래핑 플레이트에 냉동력을 제공하는 것을 통해, 저온 모래를 스크레이핑 및 다짐 과정 중에 사전 혼합 모래를 부가적으로 냉각한다. 본 장치를 사용하여 사형 동결 3D 프린트를 수행하여, 사전 혼합 모래의 저온 온도를 정밀하게 제어할 수 있으며, 사형 동결 인쇄 층간 사전 냉각을 실현하는 데 중요한 의미를 갖는다.
Description
본 발명은 고차원 정확도의 냉동 사형을 구현할 수 있는 3D 인쇄 제조 기술 분야에 속하며, 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치에 관한 것이다.
사형 3D 인쇄 기술은 주로 액적 분사 원리를 기반으로 하는 신속 성형 기술이다. 냉동 사형 3D 인쇄는 실온 또는 가열 하에 재료를 인쇄하는 다른 3D 인쇄 기술과 달리, 사형 주조용 바인더로 수성 용액을 사용하고, 사전 혼합된 모래를 저온 환경에서 층층이 고체로 동결시켜 형태를 유지하는 기술이다. 냉동 사형은 고온 용융의 영향으로 자연적으로 붕괴되며 붓는 과정에서 강한 자극성 기체가 생성되지 않는다. 상기 방법은 수지를 사용하지 않고, 접착제의 주성분은 물이며 환경 보호 효과가 있어 현시대의 친환경 제조 이념에 부합된다.
순수 동결 결합 모래를 마이크로 드롭 분사하는 과정에서, 모래 포설 공정은 기기의 정상적인 작동과 주물의 성형 품질에 중요한 영향을 가진다. 도 1에서, 기존의 사형 동결 인쇄 장치는, 진공 피딩 장치(1), 모래 혼합 장치(2), 모래 포설 장치(3), 어레이 노즐(4), 부압 저온 성형 챔버(5)를 포함하고, 여기에서 상기 진공 피딩 장치(1)는 상기 모래 포설 장치(3)의 상방에 위치하며 모래 혼합 장치(2)의 투입구에 연결되고, 모래 포설 장치(3)는 부압 저온 성형 챔버(5)의 상방에 위치하며; 3차원 운동 시스템(7)은 상기 부압 저온 성형 챔버(5)의 상방에 위치하고; 어레이 노즐(4)은 제1 서보 모터를 통해 상기 3차원 운동 시스템(7)에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 3자유도 방향으로의 이동을 구현할 수 있고; 어레이 노즐(4)은 필요에 따라 순수한 물을 분사하여 사형을 응고시키며; 모래 포설 장치(3)는 제2 서보 모터를 통해 상기 3차원 운동 시스템(7)에 슬라이딩 가능하게 연결된다.
종래의 모래 포설 장치는 일반적인 모래 포설 롤러 또는 모래 스크래핑 플레이트를 사용하여 사전 혼합 모래의 온도를 -40℃ 내지 -10℃의 범위 내로 제어하기 어려우며, 노즐 인쇄의 성형 정밀도에 영향을 미치게 된다. 또한 사전 혼합된 드라이아이스 또는 액체 질소의 저온 모래는 포설 과정에서 평탄도가 떨어지고 밀도가 분균일한 문제가 존재할 수도 있어, 냉동 주형의 형태 및 크기의 정밀도와 주물의 기본 성능에 영향을 미친다.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치를 개시하고, 상기 장치는 주로 모래 포설 과정에서 저온 사전 혼합 모래의 평탄도가 떨어지고 밀도가 불균일하며 층간 사전 냉각 등 문제를 해결한다.
상기 목적을 구현하기 위해, 본 발명은 하기의 기술적 해결수단을 통해 구현된다.
사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치로서, 모래 포설 장치를 포함하며, 여기에서 모래 포설 장치는 부압 저온 성형 챔버의 상방에 위치하고, 여기에서 상기 모래 포설 장치는 다수의 독립적인 모래 포설 홈, 중공형 모래 포설 롤러, 냉각 챔버, 모래 스크래핑 플레이트 및 개폐 가능한 배플을 포함하며; 각 상기 모래 포설 홈 토출구에 개폐 가능한 배플이 회전되게 설치되고, 이는 필요에 따라 저온 사전 혼합 모래를 포설하는 데 사용된다.
본 발명의 진일보한 개선점으로서, 여기에서 개폐 가능한 배플은 모래 포설 홈의 하방에 위치하고, 제어 시스템의 제어 하에, 개폐 가능한 배플을 온-오프하여 필요에 따라 모래를 포설하며; 모래 스크래핑 플레이트는 개폐 가능한 배플 옆에 설치되어, 모래 포설 홈에서 방출되는 주형사를 1차적으로 스크레이핑하고; 여기에서 상기 중공형 모래 포설 롤러의 내부 캐비티는 중공형이며, 모래 스크래핑 플레이트는 냉각 챔버에 연결되어 고정되고, 여기에서 상기 중공형 모래 포설 롤러는 상기 냉각 챔버 내에 위치하며 일단은 연결 로드를 통해 상기 모래 스크래핑 플레이트에 연결 및 고정되어; 주형사를 2차적으로 스크레이핑하고 다지는 데 사용된다.
본 발명의 진일보한 개선점으로서, 상기 개폐 가능한 배플의 일단은 리턴 스프링을 통해 상기 모래 포설 홈에 연결 및 고정된다.
본 발명의 진일보한 개선점으로서, 상기 중공형 모래 포설 롤러에 드라이 아이스 또는 액체 질소를 넣어, 모래 포설 롤러의 표면 온도를 -40℃ 내지 -10℃로 제어할 수 있다.
본 발명의 진일보한 개선점으로서, 냉각 챔버의 내부 캐비티에 드라이 아이스 또는 액체 질소를 넣을 수 있다.
본 발명의 진일보한 개선점으로서, 상기 개폐 가능한 배플은 사전 혼합 모래가 모래 토출구로부터 원활하게 나가는 것을 만족하며, 개폐 가능한 배플의 경사각은 60°이고, 모래 토출구의 폭은 6 mm이다.
본 발명의 진일보한 개선점으로서, 상기 개폐 가능한 배플은 회전 핀축을 통해 나선 구동 모터에 연결되고 또는 회전 핀축과 회전 실린더를 통해 개폐 각도를 제어하여 필요에 따라 모래를 포설한다.
본 발명의 진일보한 개선점으로서, 모래 포설 장치 내에는 진동 모터가 장착되어, 사전 혼합 모래의 변형 및 점착을 방지한다.
더 나아가, 상기 중공형 모래 포설 롤러에 드라이 아이스 및 액체 질소를 넣어, 모래 포설 롤러의 표면 온도를 -40℃ 내지 -10℃로 제어한다.
본 발명의 유익한 효과는 아래와 같다.
(1) 냉각제가 내장된 중공형 모래 포설 롤러, 냉각 챔버 및 모래 스크래핑 플레이트을 통해 사전 혼합 모래에 대해 저온 포설을 수행하여, 모래 포설 과정에서 온도 제어를 수행하는 층간 사전 냉각 효과에 도달하여, 인쇄 노즐의 성형 정밀도를 향상시키고, 냉동 주형의 형태 크기 정밀도 및 주물의 기본 성능을 더 향상시킨다.
(2) 사형 성형 과정은 부압 저온의 환경에서, 주형사의 견고성이 향상되어, 외부 환경 압력 및 온도가 인쇄 과정에 미치는 영향을 감소시켰다.
도 1은 배경기술 도면이다.
도 2는 모래 포설 장치의 투시도이다.
도 2는 모래 포설 장치의 투시도이다.
이하, 첨부된 도면 및 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명을 더 설명하지만, 이하의 구체적인 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 한다. 이하의 설명에서 사용되는 “전”, “후”, “좌”, “우”, “상” 및 “하”라는 용어는 도면상의 방향을 지칭하며, “내” 및 “외”는 각각 특정 부품의 기하학적 중심을 향하거나 멀어지는 방향을 나타낸다.
도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치에 있어서; 진공 피딩 장치(1)는 상기 모래 포설 장치(3)의 상방에 위치하고, 모래 혼합 장치(2)에 연결되며, 모래를 저장 탱크에서 모래 혼합 장치로 수송한다. 모래 혼합 장치 하방에는 모래 배플 및 리턴 스프링이 설치되고, 모래 포설 홈 내의 주형사 양이 적을 경우, 모터가 모래 포설 홈을 구동하여 모래 혼합 장치의 하부 배플을 밀어주어, 주형사는 모래 포설 홈 내에 유입되며, 유출량이 모래 포설 장치 사용량을 만족할 경우, 모래 포설 홈은 배플을 떠나고, 배플은 리턴하며, 모래 토출구는 닫힌다. 모래 포설 장치(3)는 3차원 운동 시스템(7)에 위치하고, 다수 개의 개폐가 독립적인 모래 포설 홈(11) 및 개폐 가능한 배플(12)을 포함하며, 이는 필요에 따라 저온 사전 혼합 모래를 포설하는 데 사용된다. 부압 저온 성형 챔버(5)는 모래 포설 과정에서 주형사가 부압 및 저온의 환경에 처하도록 하여, 부압 환경에서 주형사의 견고성을 향상시켜, 최종적으로 성형된 주형의 강도에 유리하다. 저온 환경은 외부 환경 온도의 간섭을 배제할 수 있고, 순수한 물 접착제의 동결에 유리하다. 도 2와 같이, 모래 포설 장치(3)는 중공형 모래 포설 롤러(8), 냉각 챔버(9), 모래 스크래핑 플레이트(10), 모래 포설 홈(11) 및 개폐 가능한 배플(12)을 포함한다. 모래 포설 장치(3)는 볼 스크루 및 구동 모터를 사용하여 제어한다. 볼 스크루 보조 전동 기기는 포지셔닝이 정확하고 동력 전달 효율이 높다. 구동 모터는 모래 포설기가 Y 방향을 따라 운동하도록 구동할 수 있고, 모래 포설 장치(3) 내부에는 진동 모터가 있어 사전 혼합 모래의 변형 및 점착을 방지한다. 개폐 가능한 배플(12)은 모래 포설 홈(11)의 하방에 위치하고, 회전 핀축을 통해 나선 구동 모터에 연결되거나 회전 실린더에 연결되어, 개폐 각도를 제어하여 필요에 따라 모래를 포설한다.
모래 스크래핑 플레이트(10)는 개폐 가능한 배플(12) 옆에 위치하여, 개폐 가능한 배플에 의해 방출되는 주형사를 1차적으로 스크레이핑하는 데 사용된다. 중공형 모래 포설 롤러(8)와 모래 스크래핑 플레이트(10)는 냉각 챔버(9)를 통해 서로 연결되어, 주형사를 2차적으로 스크레이핑하고 다진다. 개폐 가능한 배플(12)의 경사각은 60°이고, 모래 토출구의 폭은 6 mm이므로, 주형사의 유출이 전체적인 흐름 상태를 나타내도록 하여 흐름이 균일하고 안정되어 아칭 현상을 방지한다. 상기 중공형 모래 포설 롤러는 중공형이고, 냉각 챔버에는 일정한 양의 드라이 아이스 또는 액체 질소가 있어, 모래 포설 롤러 및 모래 스크래핑 플레이트의 표면 온도를 -40℃ 내지 -10℃로 제어한다. 냉각 챔버(9)의 캐비티벽은 중공형 모래 포설 롤러(8), 모래 스크래핑 플레이트(10)에 연결되고, 캐비티 챔버 내부의 드라이 아이스 또는 액체 질소는 모래 포설 롤러 및 모래 스크래핑 플레이트 외벽 표면의 온도가 감소되도록 하여, 스크레이핑과 다지는 과정에서 사전 혼합 모래를 더 냉각시켜, 주형사 포설의 층간 사전 냉각 효과에 도달하도록 하여, 인쇄 노즐의 성형 정밀도를 향상시킨다. 아울러 본 명세서에서 상세하게 설명하지 않은 내용은 모두 당업자에게 잘 알려진 선행기술에 속한다.
본 발명의 해결수단에 개시된 기술수단은 상기 실시형태에 개시된 기술수단에 한정되지 않고, 상기 기술특징으로 임의로 조합되어 구성된 기술적 해결수단을 더 포함한다.
1: 진공 피딩 장치
2: 모래 혼합 장치
3: 모래 포설 장치
4: 어레이 노즐
5: 부압 저온 성형 챔버
6: 승강 가능한 작업대
7: 3차원 운동 시스템
8: 중공형 모래 포설 롤러
9: 냉각 챔버
10: 모래 스크래핑 플레이트
11: 모래 포설 홈
12: 가폐 가능한 배플
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Claims (8)
- 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치에 있어서,
모래 포설 장치(3)를 포함하며, 여기에서 모래 포설 장치(3)는 부압 저온 성형 챔버(5)의 상방에 위치하고, 여기에서 상기 모래 포설 장치(3)는 다수의 독립적인 모래 포설 홈(11), 중공형 모래 포설 롤러(8), 냉각 챔버(9), 모래 스크래핑 플레이트(10) 및 개폐 가능한 배플(12)을 포함하며; 각 상기 모래 포설 홈(11) 토출구에 개폐 가능한 배플(12)이 회전되게 설치되고, 이는 필요에 따라 저온 사전 혼합 모래를 포설하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치. - 제1항에 있어서,
여기에서 개폐 가능한 배플(12)은 모래 포설 홈(11)의 하방에 위치하고, 제어 시스템의 제어 하에, 개폐 가능한 배플(12)을 온-오프하여 필요에 따라 모래를 포설하며; 모래 스크래핑 플레이트(10)는 개폐 가능한 배플(12) 옆에 설치되어, 모래 포설 홈(11)에서 방출되는 주형사를 1차적으로 스크레이핑하는 데 사용되고; 여기에서 상기 중공형 모래 포설 롤러(8)의 내부 캐비티는 중공형이며, 모래 스크래핑 플레이트(10)는 냉각 챔버(9)에 연결되어 고정되고, 여기에서 상기 중공형 모래 포설 롤러(8)는 상기 냉각 챔버(9) 내에 위치하며 일단은 연결 로드를 통해 상기 모래 스크래핑 플레이트(10)에 연결 및 고정되어; 주형사를 2차적으로 스크레이핑하고 다지는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치. - 제1항에 있어서,
상기 개폐 가능한 배플(12)의 일단은 리턴 스프링을 통해 상기 모래 포설 홈(11)에 연결 및 고정되는 것을 특징으로 하는 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치. - 제1항에 있어서,
상기 중공형 모래 포설 롤러(8)에 드라이 아이스 또는 액체 질소를 넣어, 모래 포설 롤러의 표면 온도를 -40℃ 내지 -10℃로 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치. - 제1항에 있어서,
냉각 챔버(9)의 내부 캐비티에 드라이 아이스 및 액체 질소를 넣을 수 있는 것을 특징으로 하는 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치. - 제1항에 있어서,
상기 개폐 가능한 배플은 사전 혼합 모래가 모래 토출구로부터 원활하게 나가는 것을 만족하며, 개폐 가능한 배플(12)의 경사각은 60°이고, 모래 토출구의 폭은 6 mm인 것을 특징으로 하는 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치. - 제1항에 있어서,
상기 개폐 가능한 배플(12)은 회전 핀축을 통해 나선 구동 모터에 연결되고; 또는 회전 핀축과 회전 실린더를 통해 개폐 각도를 제어하여 필요에 따라 모래를 포설하는 것을 특징으로 하는 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치. - 제1항에 있어서,
모래 포설 장치(3) 내에는 진동 모터가 장착되어, 사전 혼합 모래의 변형 및 점착을 방지하는 것을 특징으로 하는 사형 동결 인쇄용 층간 사전 냉각 장치.
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