CN107471398B - 一种3d打印铺砂器的下砂结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D打印装置技术领域内包括砂槽，所述砂槽上方一侧设有接砂口，接砂口下侧设有螺旋送砂机构，所述砂槽下侧设有出砂口一，所述砂槽外部设有偏心振动机构；所述出砂口一的下侧固定有过渡槽，所述过渡槽的下部与长度方向垂直的截面呈V形，过渡槽的V形底部设有出砂口二，出砂口二下方两侧分别设有刮砂板，两刮砂板之间的缝隙形成下砂口，所述出砂口二上方的过渡槽内设有下砂量调节机构；所述下砂口侧向的砂槽外侧设有高度可调的紧砂轴，用于根据需要调节紧砂轴与铺砂面的压紧力。本发明的结构可以实现同一铺砂器根据不用种类和性能砂子的下砂量要求而适时调节下砂量和紧实力。

Description

一种3D打印铺砂器的下砂结构

技术领域

本发明涉及3D打印装置技术领域，特别涉及一种用于铺砂设备的下砂量可调和砂面紧实结构。

背景技术

砂型3D打印设备的打印质量和效率很大一部分因素取决于铺砂装置，衡量一个铺砂装置优劣性的重要指标就是其下砂量及所铺砂子的紧实度。现有技术中的砂型3D打印设备所使用的常规铺砂装置的下砂口尺寸是一定的，约在3mm左右，相同的下砂口对应不同品种及粒径砂子其下砂量是不同的，打印出来的产品质量也是不同的。目前，市场上砂子的种类具有多样性，砂子种类的不同主要体现在以下几个方面：A）种类的不同，陶粒砂、落矿砂、热法再生砂等；B)新旧程度不同，新砂和旧砂在实际打印过程中根据树脂固化剂的加入量的不同比例也是不同的；C)砂子颗粒大小不同，根据产品精度地不同选择的砂子目数也是不同的。所以针对一台设备而言，要打印出相同质量的产品其下砂口的尺寸必须是可以根据使用的砂子类型进行下砂口的调整。下砂量调整符合要求时，不同的砂子铺出来的紧实程度不同，所以密度和强度也就不同，但是对于一个产品来说其密度和强度指标是相同的，因此理想的铺砂装置是可以对不同砂子进行不同程度的紧实，从而达到相同的密度强度。

现有技术中，申请号为201620756982.1，名称为“一种大跨距砂型3D打印设备铺砂装置”的专利申请，该专利说明书中描述的铺砂设备也是市场上应用最为广泛的铺砂设备，在使用过程中还存在如下问题：

1）、下砂口砂量不可调，针对不同的砂子，同一下砂口所需的下砂量应该是不同的，下砂口不可调的造成了下砂量达不到要求，造成产品的不合；

2）、缺少自动紧实机构，实际生产的过程中需要人为根据经验去调整铺砂设备的参数，效率低下，问题多。

本发明实现了下砂量的控制和对不同砂子进行不同程度的紧实，从而实现铺砂达到相同密度强度的效果和质量一致性。

发明内容

本发明针对现有技术中砂铺装置存在的上述问题，提供一种下砂量和紧实度可调的3D打印铺砂器的下砂结构，以实现同一铺砂器根据不用种类和性能砂子的下砂量要求而适时调节下砂量和紧实力。

本发明的目的是这样实现的，一种3D打印铺砂器的下砂结构，包括砂槽，所述砂槽上方一侧设有接砂口，接砂口下侧设有螺旋送砂机构，所述砂槽下侧设有出砂口一，所述砂槽外部设有偏心振动机构； 其特征在于，所述出砂口一的下侧固定有过渡槽，所述过渡槽的下部与长度方向垂直的截面呈V形，过渡槽的V形底部设有出砂口二，出砂口二下方两侧分别设有刮砂板，两刮砂板之间的缝隙形成下砂口，所述出砂口二上方的过渡槽内设有下砂量调节机构；所述下砂口侧向的砂槽外侧设有高度可调的紧砂轴，用于根据需要调节紧砂轴与铺砂面的压紧力。

本发明的3D打印铺砂器的下砂结构，在原有铺砂器砂槽的出砂口一的下部设置过渡槽和下砂量调节机构，用于根据铺砂需要调节下砂量，以适应不同品种砂子的需要，同时在下砂口侧向设置高度可调的紧砂轴，可以根据不同铺砂品种和铺砂紧实度的需要调节紧砂轴的高度和压紧力，从而实现铺砂量和紧实度的灵活调节。

为便于实现下砂量的调节，所述下砂量调节机构包括过渡槽下部内壁贴紧设置的V形内槽，所述V形内槽与过渡槽贴紧的两侧壁的底部设有相向对折的水平部，两水平部之间设有下砂间隙，所述下砂间隙与出砂口二垂直对应，所述下砂间隙上方设有断面为梯形的调节板，所述V形内槽两端的内侧对应调节板的上方分别固定设有固定块，所述固定块上设有垂直的安装孔，所述安装孔内设有螺旋刻度连接杆，所述螺旋刻度连接杆的下部与调节板螺纹连接，所述螺旋刻度连接杆正反向转动时可升降调节板的高度用来调节调节板底面与下砂间隙之间距离以调节下砂量。本发明的下砂量调节机构，通过旋转螺旋刻度连接杆可以升降调节板的高度，来改变调节板与下砂间隙的距离，实现下砂量调节；螺旋刻度连接杆上的刻度显示直观反应出调节板升降的距离，以便于准确调节下砂量。

为便于调节紧砂轴的高度，所述砂槽两端分别设有端板，两端板上分别对应设有上下方向的导向腰孔，所述紧砂轴两端分别设有台阶轴段，所述台阶轴段与导向腰孔滑动配合，台阶轴段的外端伸出端板的外侧配装有轴承，所述轴承外周设有轴承座，所述轴承座与抬升气缸的伸缩杆连接，所述抬升气缸与端板固定连接，所述抬升气缸伸缩杆的中心轴与导向腰孔中心线在同一直线上。本发明的紧砂轴两端可在抬升气缸的伸缩作用下沿导向腰孔上下滑动，以调节紧砂轴的高度，满足铺砂器出砂量的变化时，进行紧砂轴高度和紧实力的适当调节。

为进一步精确控制紧砂轴对铺砂面的压紧力，所述抬升气缸上设有受力传感器用于测量紧砂轴与砂面的压紧力。

附图说明

图1为本发明的3D打印铺砂器的下砂结构立体图。

图2为本发明的3D打印铺砂器的下砂结构的端部视图。

图3为本发明的3D打印铺砂器的下砂结构的砂槽内部结构图。

图4为V形内槽的结构图。

图5为V形内槽的端部视图。

其中,1砂槽；2接砂口；3端板；3A导向腰孔；4紧砂轴；5抬升气缸；6轴承；6A轴承座；7过渡槽；8 V形内槽；8A 水平部；9出砂口二；10刮砂板；11下砂口；12调节板；13固定块；14螺旋刻度连接杆；15有螺旋送砂机构。

具体实施方式

如图1—图5所示为本发明的3D打印铺砂器的下砂结构，包括砂槽1，该砂槽的两侧壁采用矩形方管分别与两端的端板3拼装成而，砂槽1顶部设有盖板；砂槽上方一侧的盖板上设有接砂口2，接砂口与加砂系统连接用于向砂槽1内加砂；接砂口2下侧设有螺旋送砂机构15，该螺旋送砂机构主要包括一根螺旋输送轴，该螺旋输送轴与驱动电机之间通过带传动连接，将接砂口2流下的砂料输送至整个砂槽1内直至加满整个砂槽1；砂槽1外部设有偏心振动机构，砂槽1下侧设有出砂口一，出砂口一的下侧固定有过渡槽7，本实施例中，出砂口一实际上是由砂槽1两侧的矩形方管与两端板3拼焊后底侧形成的开口，过渡槽7上口两侧与出砂口一的两侧边固定搭接，过渡槽7的下部与长度方向垂直的截面呈V形，过渡槽7的V形底部设有出砂口二9，出砂口二9下方两侧分别设有刮砂板10，两刮砂板10之间的缝隙形成下砂口11，出砂口二9上方的过渡槽7内设有下砂量调节机构；下砂口11侧向的砂槽1外侧设有高度可调的紧砂轴4，用于根据需要调节紧砂轴4与铺砂面的压紧力。

为便于实现下砂量的调节，本实施例的下砂量调节机构包括过渡槽7下部内壁贴紧设置的V形内槽8，V形内槽8与过渡槽7贴紧的两侧壁的底部设有相向对折的水平部8A，两水平部8A之间设有下砂间隙，下砂间隙与出砂口二9垂直对应，下砂间隙上方设有断面为梯形的调节板12，V形内槽8两端的内侧对应调节板12的上方分别固定设有固定块13，固定块13上设有垂直的安装孔，安装孔内设有螺旋刻度连接杆14，螺旋刻度连接杆14的下部与调节板12螺纹连接，螺旋刻度连接杆14正反向转动时可升降调节板12的高度用来调节调节板12底面与下砂间隙之间距离以调节下砂量。本发明的下砂量调节机构，通过旋转螺旋刻度连接杆14可以升降调节板12的高度，来改变调节板12与下砂间隙的距离，实现下砂量调节；螺旋刻度连接杆14上的刻度显示直观反应出调节板12升降的距离，以便于准确调节下砂量。

为便于调节紧砂轴4的高度，砂槽1两端分别设有端板3，两端板3上分别对应设有上下方向的导向腰孔3A，紧砂轴4两端分别设有台阶轴段，台阶轴段与导向腰孔3A滑动配合，台阶轴段的外端伸出端板3的外侧配装有轴承6，轴承6外周设有轴承座6A，轴承座6A与抬升气缸5的伸缩杆连接，抬升气缸5与端板3固定连接，抬升气缸5伸缩杆的中心轴与导向腰孔3A中心线在同一直线上。本发明的紧砂轴4两端可在抬升气缸5的伸缩作用下沿导向腰孔3A上下滑动，以调节紧砂轴4的高度，满足铺砂器出砂量的变化时，进行紧砂轴4高度和紧实力的适当调节；为进一步精确控制紧砂轴4对铺砂面的压紧力，抬升气缸5上设有受力传感器用于测量紧砂轴4与砂面的压紧力。

铺砂工作过程如下：砂子通过接砂口2进入砂槽1中进行加砂，加砂的过程中，从接砂口2流入砂槽1中的砂子通过螺旋输送机构均匀输送至砂槽内直至砂槽内加满砂子，加砂系统停止工作；此时铺砂设备开始工作，在工作的过程中，偏心振动机构震动，使砂槽1中的砂子通过下砂口流出。在实际生产过程中使用不同的砂子，要求的下砂量不同，使调节板与下砂间隙的距离不同。因此，针对不同的砂子，调整螺旋刻度连接杆14，实现调节板12的升降变化，使调节板底面与下砂间隙的距离发生变化从而改变下砂量的变化。在未下砂之前，调节板12与下砂间隙的两侧边缘接触以堵住下砂间隙。例如本实施例中使用热法再生砂时，调节板12与下砂间隙上缘的距离调为3mm；当使用粒度更小的陶粒砂时，需要旋转螺旋刻度连接杆14，将调节板12与下砂间隙上缘的距离调为2mm；当使用混合新旧砂时，同样的方法会将上述距离调节4mm。调整过程中参照螺旋刻度连接杆14上的刻度将调节板的位置调节到合适的位置以控制下砂量的大小。开始铺砂以后，根据下砂量的变化，控制抬升气缸5将紧实轴4抬升到合适的位置，铺砂的过程中由于紧实轴4与砂面之间有摩擦力的存在，所以铺砂的过程中紧实轴4从铺过的砂面上滚动经过时对砂面进行压力紧实，另外在紧实过程中会由于砂子的不同及外界其他因素直接影响铺出来的砂的密度和强度的不同，此时抬升气缸5另一端的受力传感器会检测到抬升气缸5所受的砂面反作用力，并将检测结果反馈到铺砂控制系统中，抬升气缸5会根据所需的压紧力来调整紧实轴4与砂面之间的距离，来调整压紧力，从而确保铺砂的密度和强度的达到铺砂要求。

本发明的3D打印铺砂器的下砂结构，下砂量可以根据打印过程中不同类型的砂子或打印要求进行灵活调整，紧实结构的使用实现了自动对铺砂密度和强度的调整，解决了依靠人工去调整铺砂设备参数来调整铺砂密度的问题。通过下砂量可调结构和紧实机构的应用，直接解决了铺砂设备在不同工况，选择不同砂子进行打印时铺砂设备多样性的问题，既降低了铺砂设备的制造成本，又保证了铺砂质量，实现高效、高质量的打印。

Claims (3)

1.一种3D打印铺砂器的下砂结构，包括砂槽，所述砂槽上方一侧设有接砂口，接砂口下侧设有螺旋送砂机构，所述砂槽下侧设有出砂口一，所述砂槽外部设有偏心振动机构；所述出砂口一的下侧固定有过渡槽，所述过渡槽的下部与长度方向垂直的截面呈V形，过渡槽的V形底部设有出砂口二，出砂口二下方两侧分别设有刮砂板，两刮砂板之间的缝隙形成下砂口，所述出砂口二上方的过渡槽内设有下砂量调节机构；所述下砂口侧向的砂槽外侧设有高度可调的紧砂轴，用于根据需要调节紧砂轴与铺砂面的压紧力；其特征在于，所述下砂量调节机构包括过渡槽下部内壁贴紧设置的V形内槽，所述V形内槽与过渡槽贴紧的两侧壁的底部设有相向对折的水平部，两水平部之间设有下砂间隙，所述下砂间隙与出砂口二垂直对应，所述下砂间隙上方设有断面为梯形的调节板，所述V形内槽两端的内侧对应调节板的上方分别固定设有固定块，所述固定块上设有垂直的安装孔，所述安装孔内设有螺旋刻度连接杆，所述螺旋刻度连接杆的下部与调节板螺纹连接，所述螺旋刻度连接杆正反向转动时可升降调节板的高度用来调节调节板底面与下砂间隙之间距离以调节下砂量。

2.根据权利要求1所述的3D打印铺砂器的下砂结构，其特征在于，所述砂槽两端分别设有端板，两端板上分别对应设有上下方向的导向腰孔，所述紧砂轴两端分别设有台阶轴段，所述台阶轴段与导向腰孔滑动配合，台阶轴段的外端伸出端板的外侧配装有轴承，所述轴承外周设有轴承座，所述轴承座与抬升气缸的伸缩杆连接，所述抬升气缸与端板固定连接，所述抬升气缸伸缩杆的中心轴与导向腰孔中心线在同一直线上。

3.根据权利要求2所述的3D打印铺砂器的下砂结构，其特征在于，所述抬升气缸上设有受力传感器用于测量紧砂轴与砂面的压紧力。