CN111805907A - 可移动供料***及供料方法 - Google Patents
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Abstract
一种可移动供料***，包括移动供料装置、打印成型装置和设置在所述打印成型装置内的中间物料存储单元。移动供料装置包括物料存储缸、物料转送装置和定位装置，定位装置用于实现所述移动供料装置与打印成型装置的快速分离与结合，中间物料存储单元与移动供料装置之间通过一密封装置实现连通与隔离。移动供料装置与打印成型装置结合时，密封装置打开，物料转送装置将物料存储缸内的物料输送至所述中间物料存储单元。物料存储缸中的物料不足时，密封装置关闭，移动供料装置与打印成型装置分离并移动到物料填充区域，打印成型装置继续使用中间物料存储单元中的物料。本发明还提供一种供料方法。
Description
技术领域
本发明涉及三维打印领域，尤其涉及一种可移动供料***及供料方法。
背景技术
三维打印技术是根据零件或物体的三维模型数据，通过软件分层离散和数控成型***，利用激光或紫外线或热熔喷嘴等方式将光敏树脂、塑料、金属粉末、陶瓷粉末以及细胞组织等特殊材料进行逐层堆积粘结，最终叠加成型，制造出三维实体。传统的三维打印设备内安装的是固定容量的粉料存储仓，当粉料用完时，往往需要暂停打印工作，待工作人员补充新的物料后再继续未完成的打印工作，这种停机补充物料的方式降低了生产效率。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种能够保证三维打印工作持续不间断进行的可移动供料***及供料方法。
一种可移动供料***，包括：
移动供料装置；
打印成型装置；和
中间物料存储单元，设置在所述打印成型装置中；
所述移动供料装置包括物料存储缸、物料转送装置和定位装置，所述定位装置用于实现所述移动供料装置与所述打印成型装置的快速分离与结合，所述中间物料存储单元与所述移动供料装置之间通过一密封装置实现连通与隔离；
所述移动供料装置与所述打印成型装置结合时，所述密封装置打开，所述物料转送装置将所述物料存储缸内的物料输送至所述中间物料存储单元；
所述物料存储缸中的物料不足时，所述密封装置关闭，所述移动供料装置与所述打印成型装置分离并移动到物料填充区域，所述打印成型装置继续使用所述中间物料存储单元中的物料进行打印。
进一步地，所述物料存储缸内设置有一送料活塞和与所述送料活塞传动连接的第一驱动装置，所述第一驱动装置驱动所述送料活塞，将所述物料存储缸内的物料送至所述物料转送装置处。
优选地，所述移动供料装置进一步包括物料转存仓，所述物料转送装置将所述存储缸内的物料输送至所述物料转存仓，所述移动供料装置与所述打印成型装置对接时，所述物料转存仓与所述中间物料存储单元对接，所述密封装置设置在所述物料转存仓和所述中间物料存储单元之间。
进一步地，所述密封装置包括密封开关和密封阀门，所述密封阀门设置在所述物料转存仓和所述中间物料存储单元之间，所述密封开关用于控制所述密封阀门的打开与关闭。
进一步地，所述中间物料存储单元中设置有高位检测器和低位检测器，用于检测所述物料存储单元中物料的量。
进一步地，所述高位检测器和所述低位检测器分别与所述密封开关信号连接，所述高位检测器检测到物料时发送信号至所述密封开关，控制所述密封阀门关闭，所述低位检测器没有检测到物料时发送信号至所述密封开关，控制所述密封阀门打开。
优选地，所述打印成型装置包括一铺粉装置，所述中间物料存储单元释放物料至所述铺粉装置，所述铺粉装置将物料送至所述打印成型装置的打印工位处。
进一步地，所述打印成型装置进一步包括打印活塞和与所述打印活塞传动连接的第二驱动装置，所述第二驱动装置驱动所述打印活塞上下运动，所述打印活塞处于最高位置时，所述打印活塞顶面所在的位置为所述打印工位。
优选地，供料装置和所述打印成型装置中还分别设置有第一除氧单元和第二除氧单元，用于检测所述移动供料装置和所述打印成型装置中的氧含量并排除多余氧气。
一种供料方法，由上述任一项描述的可移动供料***实现，所述供料方法包括步骤：
移动供料装置与打印成型装置结合，密封装置打开，移动供料装置与中间物料存储单元连通；
物料通过物料转送装置送入所述中间物料存储单元，所述中间物料存储单元定量地将物料释放至铺粉装置中；
所述铺粉装置将物料送至打印工位，按照预定规则铺粉后，所述铺粉装置回到原位，等待接收物料；
密封装置关闭，所述移动供料装置与所述打印成型装置分离并移动到物料填充区域，所述打印成型装置继续使用所述中间物料存储单元中的物料。
本发明提供的可移动供料***和供料方法通过设置中间物料存储单元实现连续供料，在移动供料装置离开时，打印成型装置能够利用中间物料存储单元中的物料继续进行打印工作，避免由于缺料导致打印工作中断，有效提高了打印效率。
附图说明
图1为可移动供料***在一实施例中的结构示意图。
图2为图1所示的可移动供料***的控制结构框图。
主要元件符号说明：
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，可移动供料***100包括移动供料装置1、打印成型装置2和设置在所述打印成型装置2内的中间物料存储单元3。所述移动供料装置1包括移动组件11、物料存储缸12、物料转送装置13和定位装置14。所述移动组件11设置在所述移动供料装置1的底部，用于带动所述移动供料装置1。所述定位装置14用于实现所述移动供料装置1与所述打印成型装置2的快速分离与结合。所述中间物料存储单元3与所述移动供料装置1之间通过一密封装置4实现连通与隔离。所述移动供料装置1与所述打印成型装置2结合时，所述密封装置4打开，所述物料转送装置13将所述物料存储缸12内的物料输送至所述中间物料存储单元3。所述物料存储缸12中的物料不足时，所述密封装置4关闭，所述移动供料装置1与所述打印成型装置2分离并移动到物料填充区域，所述打印成型装置2继续使用所述中间物料存储单元3中的物料。打印成型装置2中的铺粉装置25将中间物料存储单元3中的物料送至打印区域进行打印。
具体地，在本实施例中，所述移动组件11设置成移动滚轮组件，有利于减小移动供料装置1运动时的摩擦阻力。所述定位装置14设置在所述移动供料装置1面向所述打印成型装置2的侧边，所述打印成型装置2面向所述移动供料装置1的一侧开设有对应所述定位装置14的定位槽142，其内设置有到位检测器141。所述移动供料装置1与所述打印成型装置2结合时，所述定位装置14收容在所述定位槽142内并激发所述到位检测器141。
所述移动供料装置1还包括一物料转存仓15，所述移动供料装置1与所述打印成型装置2结合时，所述物料转存仓15与所述中间物料存储单元3对接，所述中间物料存储单元3设置在所述物料转存仓15的下方。所述密封装置4包括密封开关41和密封阀门42，所述密封阀门42设置在所述物料转存仓15和中间物料存储单元3之间，所述密封开关41与所述密封阀门42电连接，用于控制所述密封阀门42的打开与关闭。所述物料存储缸12内设置有一送料活塞121和与所述送料活塞121传动连接的第一驱动装置17。所述第一驱动装置17驱动所述送料活塞121从所述物料存储缸12底部向上运动，将物料送至所述物料存储缸12上端的物料转送装置13处。所述送料活塞121与物料接触的一端能够密封物料存储缸12的底部，避免物料掉落进第一驱动装置17中。
所述物料转送装置13将所述送料活塞121运送的物料输送至所述物料转存仓15，当所述密封阀门42打开时，所述物料转存仓15内的物料掉落至所述中间物料存储单元3。当所述送料活塞121运动到最高位置时，所述物料存储缸12内的物料用尽，所述密封开关41控制所述密封阀门42关闭，所述移动供料装置1在工作人员或其他机械设备的移动下与所述打印成型装置2分离并运到到物料补充区域，所述打印成型装置2继续使用所述中间物料存储单元3中存储的物料进行打印工作，让所述移动供料装置1有填充物料的时间。所述移动供料装置1补充完物料后再回到原位与所述打印成型装置2结合，继续进行供料过程。
进一步地，所述中间物料存储单元3中靠近上端的部位设置有高位检测器31，靠近下端的部位设置与低位检测器32，高位检测器31和低位检测器32均用于检测判断中间物料存储单元3内物料的量的多少。当所述高位检测器31检测到物料时，表示所述中间物料存储单元3中的物料已满，所述密封开关41控制所述密封阀门42关闭，阻断物料进入所述中间物料存储单元3。当所述低位检测器32没有检测到物料时，表示所述中间物料存储单元3中的物料缺乏，所述密封开关41控制所述密封阀门42打开，所述物料转存仓15中的物料进入所述中间物料存储单元3。所述打印成型装置2包括一设置在所述中间物料存储单元3下方的铺粉装置25，用于将物料输送至打印工位22处进行打印工作。所述中间物料存储单元3的下端设置有一下料开关33，所述铺粉装置25运动到所述下料开关33下方时，所述下料开关33将定量的物料下放到所述铺粉装置25中，接着铺粉装置25将物料送至打印工位22处，并按照预定规则铺粉。在三维打印过程中，所述铺粉装置25在打印工位22和中间物料存储单元3之间往复运动。所述密封阀门42处也可以设置传感器，用于检测移动供料装置1的物料转存仓15到达正确位置。
在另一实施例中，当所述高位检测器31检测到物料时，表示所述中间物料存储单元3中的物料已满，所述密封开关41控制所述密封阀门42关闭，阻断物料进入所述中间物料存储单元3。当所述高位检测器31没有检测到物料时，表示中间物料存储单元3可以填充物料，所述密封开关41控制所述密封阀门42打开，允许物料进入中间物料存储单元3。当所述低位检测器32没有检测到物料时，表示中间物料存储单元3内的物料快要用完，所述低位检测器32发出警报信号，提醒工作人员检查送料情况并尽快补充物料。
优选地，所述打印成型装置2还包括一打印活塞21和与所述打印活塞21传动连接的第二驱动装置24，所述第二驱动装置24用于驱动所述打印活塞21上下运动。所述打印活塞21处于最高位置时，所述打印活塞21顶面所在的位置为打印工位22。在本实施例中，三维打印为分层级打印，所述铺粉装置25每送一次物料至打印工位22，打印成型装置2对所述打印工位22的物料进行一次处理，例如烧结物料等，完成一层级的打印工作。随着三维打印工作的进行，每完成一层级的打印工位，所述第二驱动装置24带动所述打印活塞21向下移动对应的距离，直至打印工作完成。保证打印工作个高度和送料高度一致，减少送料时间，提高打印效率。
为了保证打印质量，打印成型装置2中的氧含量需要控制在一预定值以下。所述移动供料装置1和打印成型装置2中还分别设置有第一除氧单元16和第二除氧单元23，用于独立检测所述移动供料装置1和打印成型装置2中的氧含量并排除多余氧气。本实施例的除氧方式是第一除氧单元16和第二除氧单元23分别对移动供料装置1和打印成型装置2充入密度大于空气的惰性气体，通过物理方式使多余空气从装置中排出，降低装置内的氧浓度。第一除氧单元16和第二除氧单元23可以设置成实时检测除氧模式，也可以设置成按照特定程序进行检测除氧，本实施例对此不进行限定。
进一步地，请参阅图2，所述可移动供料***100还包括一控制器5，所述控制器5分别与所述物料转送装置13、第一驱动装置17、第二驱动装置24、铺粉装置25和密封开关41电连接。
本发明还提供一种供料方法，包括如下步骤：
步骤1：移动供料装置1与打印成型装置2结合，密封装置4打开，移动供料装置1的物料转存仓15与打印成型装置2内的中间物料存储单元3连通。
具体地，移动供料装置1与打印成型装置2结合时，控制器5通过到位检测器141发送的信号判断移动供料装置1是否到位。所述控制器5与所述第一除氧单元16和第二除氧单元23信号连接，在密封装置4开启前，控制器5分别发送信号至第一除氧单元16和第二除氧单元23，控制二者分别对移动供料装置1与打印成型装置2进行除氧。第一除氧单元16和第二除氧单元23检测到的氧含量低于一预定值时，控制器5发送信号至密封开关41，密封开关41根据接收到的信号控制密封阀门42打开。
步骤2：第一驱动装置17驱动送料活塞121向上运动，物料转送装置13将送料活塞121送上来的物料运送至物料转存仓15，物料经过密封阀门42进入中间物料存储单元3，中间物料存储单元3通过下料开关33定量地将物料送至铺粉装置25中。
具体地，高位检测器31和低位检测器32分别与密封开关41信号连接。当高位检测器31检测到物料时，高位检测器31发送满料信号至密封开关41，密封开关41控制密封阀门42关闭。当中间物料存储单元3内的物料下降到低位检测器32不能检测到物料时，低位检测器32发送少料信号至密封开关41，密封开关41控制密封阀门42打开，物料转存仓15中的物料填充至中间物料存储单元3。
步骤3：控制器5控制铺粉装置25将物料送至打印工位22，并按照预定规则铺粉，完成铺粉后，控制器5控制铺粉装置25回到下料开关33的下方，等待接收新的物料。
具体地，下料开关33可以检测铺粉装置25是否到位，若铺粉装置25到位，下料开关33打开，将物料定量地释放到铺粉装置25中，若铺粉装置25没有到位，则下料开关33保持关闭。
步骤4：第一驱动装置17驱动送料活塞121移动到最高位置后，发送高电位信号至控制器5，控制器5再次发送信号至密封开关41，控制密封开关41关闭密封阀门42。
具体地，第一驱动装置17发送高电位信号至控制器5后，控制器5根据接收到的信号控制第一驱动装置17驱动送料活塞121反向运动(向下运动)，恢复物料存储缸12的容积。
步骤5：移动供料装置1与打印成型装置2分离并移动到物料填充区域。
具体地，移动供料装置1完成物料填充后移动到原位，重新与移动供料装置1结合，并重复之前的供料步骤。在移动供料装置1重新与移动供料装置1结合之前，打印成型装置2使用中间物料存储单元3内的物料进行打印工作，保证打印工作的连续不间断。移动供料装置1分离时，即使低位检测器32判断中间物料存储单元中物料不足，控制器5也通过密封开关41保持密封阀门关闭。低位检测器32不能检测到物料时，中间物料存储单元3内剩余的物料足够支持打印成型装置2使用，直到移动供料装置1重新与移动供料装置1结合。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种可移动供料***，包括：
移动供料装置；
打印成型装置；和
中间物料存储单元，设置在所述打印成型装置中；
其特征在于，所述移动供料装置包括物料存储缸、物料转送装置和定位装置，所述定位装置用于实现所述移动供料装置与所述打印成型装置的快速分离与结合，所述中间物料存储单元与所述移动供料装置之间通过一密封装置实现连通与隔离；
所述移动供料装置与所述打印成型装置结合时，所述密封装置打开，所述物料转送装置将所述物料存储缸内的物料输送至所述中间物料存储单元；
所述物料存储缸中的物料不足时，所述密封装置关闭，所述移动供料装置与所述打印成型装置分离并移动到物料填充区域，所述打印成型装置继续使用所述中间物料存储单元中的物料进行打印。
2.如权利要求1所述的可移动供料***，其特征在于：所述物料存储缸内设置有一送料活塞和与所述送料活塞传动连接的第一驱动装置，所述第一驱动装置驱动所述送料活塞，将所述物料存储缸内的物料送至所述物料转送装置处。
3.如权利要求1所述的可移动供料***，其特征在于：所述移动供料装置进一步包括物料转存仓，所述物料转送装置将所述存储缸内的物料输送至所述物料转存仓，所述移动供料装置与所述打印成型装置对接时，所述物料转存仓与所述中间物料存储单元对接，所述密封装置设置在所述物料转存仓和所述中间物料存储单元之间。
4.如权利要求3所述的可移动供料***，其特征在于：所述密封装置包括密封开关和密封阀门，所述密封阀门设置在所述物料转存仓和所述中间物料存储单元之间，所述密封开关用于控制所述密封阀门的打开与关闭。
5.如权利要求4所述的可移动供料***，其特征在于：所述中间物料存储单元中设置有高位检测器和低位检测器，用于检测所述物料存储单元中物料的量。
6.如权利要求5所述的可移动供料***，其特征在于：所述高位检测器和所述低位检测器分别与所述密封开关信号连接，所述高位检测器检测到物料时发送信号至所述密封开关，控制所述密封阀门关闭，所述低位检测器没有检测到物料时发送信号至所述密封开关，控制所述密封阀门打开。
7.如权利要求2所述的可移动供料***，其特征在于：所述打印成型装置包括一铺粉装置，所述中间物料存储单元释放物料至所述铺粉装置，所述铺粉装置将物料送至所述打印成型装置的打印工位处。
8.如权利要求7所述的可移动供料***，其特征在于：所述打印成型装置进一步包括打印活塞和与所述打印活塞传动连接的第二驱动装置，所述第二驱动装置驱动所述打印活塞上下运动，所述打印活塞处于最高位置时，所述打印活塞顶面所在的位置为所述打印工位。
9.如权利要求1所述的可移动供料***，其特征在于：所述移动供料装置和所述打印成型装置中还分别设置有第一除氧单元和第二除氧单元，用于检测所述移动供料装置和所述打印成型装置中的氧含量并排除多余氧气。
10.一种供料方法，由权利要求1-9任一项描述的可移动供料***实现，其特征在于，所述供料方法包括步骤：
移动供料装置与打印成型装置结合，密封装置打开，移动供料装置与中间物料存储单元连通；
物料通过物料转送装置送入所述中间物料存储单元，所述中间物料存储单元定量地将物料释放至铺粉装置中；
所述铺粉装置将物料送至打印工位，按照预定规则铺粉后，所述铺粉装置回到原位，等待接收物料；
密封装置关闭，所述移动供料装置与所述打印成型装置分离并移动到物料填充区域，所述打印成型装置继续使用所述中间物料存储单元中的物料。
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