CN112404356A - 一种用于3d砂型打印的清砂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于3D砂型打印的清砂装置，所述清砂装置包括清砂车、清砂室，所述清砂室的四面内侧壁上均设置有第一清砂机构，每个所述第一清砂机构均包括与清砂室内侧壁活动连接的气体管架，所述气体管架上均匀设置有多个第一喷头，所述内侧壁上设置有与气体管架固定连接并使气体管架沿内侧壁上下运动的第一活动组件，所述清砂室的内顶壁还设置第二清砂机构，所述第二清砂机构包括清砂罩，均匀分布于清砂罩上的多个第二喷头，以及与清砂罩顶部连接的用于带动清砂罩上下运动的第二活动组件，所述清砂车上设置有清砂平台，所述清砂平台上设置有辊道结构，所述清砂室的一侧侧壁上还设置有除尘机构，解决现有技术清砂效果不佳的技术问题。

Description

一种用于3D砂型打印的清砂装置

技术领域

本发明涉及3D打印设备技术领域，具体涉及一种用于3D砂型打印的清砂装置。

背景技术

增材制造技术以其速度快、效率高、智能化操作成为了21世纪最流行的技术，3D打印技术属于增材制造的一个分支。利用3D打印技术打印铸造用的砂模或者砂型，能够实现复杂零件的快速生产，缩短研发周期、降低研发成本、提高研发效率。但是3D打印的砂型或者砂模壁面往往粘有多余的沙子，或者为了支撑内腔壁面而设置的支撑结构，需要在后期过程中进行清除。现有的往往是人工进行倾倒进行清理，这样内腔结构复杂的砂型或者砂模往往会造成清理困难倒不干净，大型砂型在清理的过程中容易产生损伤，而且会造成粉尘污染。

公开号为CN111716724A，公开日为2020年9月29日的中国发明专利申请公开了一种3D打印机的清砂取件装置，该装置包括有底板，所述底板顶端右侧设置有支架，所述支架的顶设有顶板，所述顶板底面中部设有打印设备，所述底板的顶端横向开设有滑槽，本发明使用时，打印底座位于滑槽右侧进行打印过程，打印结束后，打印底座在丝杆传动的作用下移动至罩体下侧，通过电动伸缩杆将罩体下移罩住成品物件，然后通过喷气管对成品进行高压气体冲砂，使得残留在成品上的细砂被充分吹落，然后罩体上移复位，打印台翻转，通过高压气体冲击打印台表面，使得打印台表面细砂充分清除落入集砂箱中。以上技术方案虽然能够对砂型上的细砂进行吹扫进行一定的收集，但是该技术方案中采用罩体罩住砂型进行吹扫时，整个罩体内都会充满扬起的细沙，即使将罩体设置为透明的，也会影响到工作人员的视线，不利于控制吹扫过程；另外采用上述吹扫方式容易出现细沙被吹扫之后又重新附着在砂型表面的情况，影响清砂的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于3D砂型打印的清砂装置，以解决现有技术中，清砂后细沙又重新附着在砂型表面，影响清砂的效果的技术问题。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提供一种用于3D砂型打印的清砂装置，所述清砂装置包括清砂车、清砂室，所述清砂室的前后两侧均设置有用于清砂车通过的第一封闭门，所述清砂室的四面内侧壁上均设置有第一清砂机构，每个所述第一清砂机构均包括与清砂室内侧壁活动连接的气体管架，所述气体管架上均匀设置有多个第一喷头，所述内侧壁上设置有与气体管架固定连接并使气体管架沿内侧壁上下运动的第一活动组件，所述气体管架还连通有延伸至清砂室外部的压缩气体管道，所述清砂室的内顶壁还设置第二清砂机构，所述第二清砂机构包括清砂罩，均匀分布于清砂罩上的多个第二喷头，以及与清砂罩顶部连接的用于带动清砂罩上下运动的第二活动组件，所述清砂罩与清砂室外部的压缩气体管道连通，所述清砂车上设置有清砂平台，所述清砂平台上设置有辊道结构，所述辊道结构的下方设置有集砂箱，所述清砂室的一侧侧壁上还设置有除尘机构。

优选的，所述第一活动组件包括固定于清砂室外顶部的第一电机，与第一电机的输出轴连接的丝杆，以及与所述丝杆滚动连接的移动块，所述丝杆穿过所述清砂室的顶壁并延伸至清砂室内部，所述移动块与所述气体管架固定连接。

优选的，所述气体管架由多个纵横交错且相互连通的气体支管组成，所述第一喷头均匀设置于所述气体支管上，所述压缩气体管道与所述气体支管连通。

优选的，所述清砂罩包括一体连接的内壳和外壳，所述内壳和所述外壳之间形成气体空腔，所述第二喷头位于内壳上且与气体空腔连通，所述压缩气体管道与所述气体空腔连通。

优选的，所述内壳为上凸的弧形结构。

优选的，所述第二活动组件包括固定于清砂室外侧顶部的第二电机，与第二电机输出端连接的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆穿过所述清砂室的顶壁并延伸至清砂室内部，与清砂罩的顶部固定连接。

优选的，所述清砂平台上的辊道结构包括多个并列设置的辊轴，相邻辊轴之间具有一定的间隙，每个辊轴的端部均设置有转动齿轮，所述辊道结构的一端设置有第三电机，所述第三电机的输出端设置有主动齿轮，所述主动齿轮和转动齿轮均与设置于清砂平台上的齿条啮合连接。

优选的，所述辊道结构的下方还固定连接有漏斗形的集砂斗，所述集砂箱位于所述集砂斗的下方。

优选的，所述除尘机构包括开设于清砂室一侧侧壁上的除尘口，与除尘口连通的除尘管道，以及与所述除尘管道连通的旋风除尘器。

优选的，所述清砂室内还设置有一个与压缩气体管道连通的手动清砂管，所述清砂室的一侧侧壁上开有便于人工清砂的操作口，所述操作口处设置有第二封闭门。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）通过第一喷头和第二喷头的配合，能够达到砂型的全方位吹扫，对砂型表面和内部通道或孔洞的砂进行快速清除。

（2）通过辊道结构的转动带动砂型的平移，在辊道结构转动的过程中，附着在辊道结构上的砂可以掉落至下方的集砂箱中，在砂型平移的过程中，砂型底部的残留砂也可以掉落，确保底部的砂充分清除。

（3）通过除尘机构对清砂室内进行除尘，一方面可以对清砂过程中扬起的砂粉清除，避免砂粉充满清砂室，影响工作人员视线；另一方面能够避免砂粉进入电子元件或者设备内部，造成损坏；最重要的是避免清砂过程中以及清砂完成后，清砂室中漂浮的砂粉又重新附着在砂型上，影响清砂效果。

（4）通过手动清砂管的设计，可以实现在机器清砂完毕后，人工手动对砂型中微孔和狭窄通道内残留的砂粉进行清除，提高砂粉清除的效果，将机器清砂和人工清砂集中在一个空间一个工序内，能够节省空间，简化工艺流程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种用于3D砂型打印的清砂装置的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本发明中清砂车的俯视图；

图4是图1的后视图。

附图标记：1-清砂车，2-清砂室，3-第一封闭门，4-气体管架，5-第一喷头， 6-清砂罩，7-第二喷头，8-辊道结构，9-集砂箱，10-第一电机，11-丝杆，12-移动块，13-气体支管，14-内壳，15-外壳，16-第二电机，17-电动伸缩杆，18-转动齿轮，19-第三电机，20-主动齿轮，21-齿条，22-集砂斗，23-除尘口，24-除尘管道，25-旋风除尘器，26-手动清砂管，27-操作口，28-第二封闭门。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

参见附图1-2，本实施例提供一种用于3D砂型打印的清砂装置，所述清砂装置包括清砂车1、清砂室2，所述清砂室2的前后两侧均设置有用于清砂车1通过的第一封闭门3，所述清砂室2的四面内侧壁上均设置有第一清砂机构，每个所述第一清砂机构均包括与清砂室2内侧壁活动连接的气体管架4，所述气体管架4上均匀设置有多个第一喷头5，所述内侧壁上设置有与气体管架4固定连接并使气体管架4沿内侧壁上下运动的第一活动组件，所述气体管架4还连通有延伸至清砂室2外部的压缩气体管道，所述清砂室2的内顶壁还设置第二清砂机构，所述第二清砂机构包括清砂罩 6，均匀分布于清砂罩 6上的多个第二喷头7，以及与清砂罩 6顶部连接的用于带动清砂罩 6上下运动的第二活动组件，所述清砂罩 6与清砂室2外部的压缩气体管道连通，所述清砂车1上设置有清砂平台，所述清砂平台上设置有辊道结构8，所述辊道结构8的下方设置有集砂箱9，所述清砂室2的一侧侧壁上还设置有除尘机构。

需要说明的是，本实施例所述的用于3D砂型打印的清砂装置，包括清砂车1和清砂室2两个部分，其中清砂室2的四面内侧壁上均设置有第一清砂机构，其包括连接了压缩空气管道的气体管架4，可通入压缩空气，气体管架4上设置有第一喷头5，该气体管架4通过设置在内侧壁上的第一活动组件沿内侧壁上下运动，另外在清砂室2的内顶壁上设置有第二清砂机构，第二清砂机构包括了连接压缩气体管道的清砂罩 6，可通入压缩空气，清砂罩 6上设置有第二喷头7，同样的，清砂罩 6上也设置了能够使其上下运动的第二活动组件，清砂室2的一侧侧壁上设置有除尘机构。此外，清砂车1上设置清砂平台，清砂平台上的辊道结构8上放置已经打印好准备清砂的砂型，辊道下方的集砂箱9，可收集清砂过程中多余的砂。本实施例所述的清砂装置，在进行清砂工作时，清砂车1装载着打印好准备清砂的砂型，被推入清砂室2内，固定好清砂车1之后，关闭清砂室2的封闭门，之后第一电机10和第二电机16开启，带动第一清砂机构和第二清砂机构下降至砂型处，靠近砂型，以达到更好的清砂效果，之后压缩气体通过压缩气体管道通入，通过气体管架4上的第一喷头5以及清砂罩 6上的第二喷头7喷出，对砂型进行各个方向上的吹扫，通过第一喷头5和第二喷头7的配合，能够达到砂型的全方位吹扫，对砂型表面和内部通道或孔洞的砂进行快速清除，吹扫后砂经辊道结构8的间隙落入辊道结构8下方的集砂箱9中，对砂进行集中的收集，此时，可开启辊道结构8，通过辊道结构8的转动带动砂型的平移，在辊道结构8转动的过程中，附着在辊道结构8上的砂可以掉落至下方的集砂箱9中，在砂型平移的过程中，砂型底部的残留砂也可以掉落，确保底部的砂充分清除。在清砂工作过程中，可开启除尘机构对清砂室2内进行除尘，一方面可以对清砂过程中扬起的砂粉清除，避免砂粉充满清砂室2，影响工作人员视线；另一方面能够避免砂粉进入电子元件或者设备内部，造成损坏；最重要的是避免清砂过程中以及清砂完成后，清砂室2中漂浮的砂粉又重新附着在砂型上，影响清砂效果。

另外需要说明的是，本实施例中，为了便于清砂过程中工作人员对清砂过程的观察和操作，可将清砂室2设计为全透明结构，或者在便于观察的侧面设置透明的观察窗，本领域技术人员可根据实际生产需要进行合理选择。另外，第一清砂机构是通过第一活动组件实现沿侧壁上下运动的，在清砂前，第一清砂机构位于清砂室2的上段，当清砂车1推入清砂室2后，第一清砂机构下降至清砂室2的中段，靠近砂型处；而为了保证载着砂型的清砂车1顺利进入清砂室2，需要保证封闭门开口的最高处高于砂型，也即封闭门的开口最高处在清砂室2的中段和上段之间，因此在设计清砂室2时需要考虑到避免第一清砂机构和封闭门之间的冲突，本实施例中第一清砂机构中的第一活动组件设置在内侧壁的一侧边的边缘处，封闭门采用平开门方式，合页位于内侧壁的另一侧边的边缘处，采用上述设置方式，能够保证第一活动组件和封闭门在工作过程中不会发生相互干扰的情况。本领域技术人员也可以根据实际情况设置第一活动组件和封闭门之间的相对位置，避免两者发生冲突，例如，将封闭门设计为推拉门等。另外，在本实施例中，气体管架4上的第一喷头5和清砂罩 6上的第二喷头7均连接了压缩气体管道，在实际生产过程中，可根据需要在压缩气体管道设置手动阀门、电磁阀门等，以实现控制吹扫流程和吹扫流量的功能。此外，本实施例中的清砂车1，可安装市面上常见的带有刹车或固定功能的车轮，以便清砂车1固定在清砂室2中，避免在清砂过程中在气流冲击下发生清砂车1移动的情况。另外为了便于集砂箱9放置，可以在辊道结构8下方设置一个常见的支撑架或者支撑板，当然本领域技术人员也可以根据实际情况设置其他支撑部件。

优选的，所述第一活动组件包括固定于清砂室2外顶部的第一电机10，与第一电机10的输出轴连接的丝杆11，以及与所述丝杆11滚动连接的移动块12，所述丝杆11穿过所述清砂室2的顶壁并延伸至清砂室2内部，所述移动块12与所述气体管架4固定连接。

需要说明的是，采用第一电机10、丝杆11以及移动块12的配合，通过第一电机10转动带动丝杆11转动，进而带动与丝杆11滚动连接的移动块12的上下移动，因此可带动与移动块12连接的气体管架4的上下移动，以便于第一清砂机构中的第一喷头5靠近砂型，达到更好的清砂效果。另外需要说明的是，为加强气体管架4上下运动的稳定性，可以在气体管架4上再设置导向块，在清砂室2内侧壁相应处设置与导向块配合的导向槽。另外，第一电机10可以选择采用手动控制，也可选择采用PLC自动控制，本领域技术人员可根据实际生产情况选择合适市售电机，选择合适的控制方式。

优选的，所述气体管架4由多个纵横交错且相互连通的气体支管13组成，所述第一喷头5均匀设置于所述气体支管13上，所述压缩气体管道与所述气体支管13连通。

需要说明的是，气体管架4采用多个气体支管13组成，气体支管13采用硬质不锈钢或者硬质塑料的材质，便于固定，另外采用纵横交错且相互连通的结构，便于第一喷头5的均匀设置，提高清砂效果。

优选的，所述清砂罩 6包括一体连接的内壳14和外壳15，所述内壳14和所述外壳15之间形成气体空腔，所述第二喷头7位于内壳14上且与气体空腔连通，所述压缩气体管道与所述气体空腔连通。

需要说明的是，清砂罩 6内设置有可通入压缩空气的气体空腔，便于从顶部砂型进行吹扫，同时避免在吹扫过程中砂粉过多的附着在清砂室2的顶壁，不便于清理。

优选的，所述内壳14为上凸的弧形结构。上凸的弧形结构能够保证将空气集中向下吹扫，增强吹扫的效果。

优选的，所述第二活动组件包括固定于清砂室2外侧顶部的第二电机16，与第二电机16输出端连接的电动伸缩杆17，所述电动伸缩杆17穿过所述清砂室2的顶壁并延伸至清砂室2内部，与清砂罩 6的顶部固定连接。通过伸缩杆的伸缩运动可带动清砂罩 6上下运动，便于其靠近砂型进行吹扫，提高吹扫效果。电动伸缩杆17为本领域常规技术，本领域技术人员可根据实际要求选择合适的市售型号。

优选的，所述清砂平台上的辊道结构8包括多个并列设置的辊轴，相邻辊轴之间具有一定的间隙，每个辊轴的端部均设置有转动齿轮18，所述辊道结构8的一端设置有第三电机19，所述第三电机19的输出端设置有主动齿轮20，所述主动齿轮20和转动齿轮18均与设置于清砂平台上的齿条21啮合连接。

需要说明的是，通过第三电机19带动主动齿轮20转动，进而带动与其啮合的齿条21运动，进而带动转动齿轮18转动，实现辊轴的转动，通过辊轴的转动，能够实现辊轴上的砂型底部的砂粉掉落，便于其底部砂粉的清除。另外，第三电机19可选择具有正反转功能电机，实现齿条21的往复运动，进而实现砂型的来回运动，增强砂型底部砂粉的清除效果。

优选的，所述辊道结构8的下方还固定连接有漏斗形的集砂斗22，所述集砂箱9位于所述集砂斗22的下方。漏斗形的集砂斗22能够对辊道下方的砂粉进行集中收集。

优选的，所述除尘机构包括开设于清砂室2一侧侧壁上的除尘口23，与除尘口23连通的除尘管道24，以及与所述除尘管道24连通的旋风除尘器25。

优选的，所述清砂室2内还设置有一个与压缩气体管道连通的手动清砂管26，所述清砂室2的一侧侧壁上开有便于人工清砂的操作口27，所述操作口27处设置有第二封闭门28。

需要说明的是，通过手动清砂管26的设计，可以实现在机器清砂完毕后，人工手动对砂型中微孔和狭窄通道内残留的砂粉进行清除，提高砂粉清除的效果，将机器清砂和人工清砂集中在一个空间一个工序内，能够节省空间，简化工艺流程。通常情况下，在机器清砂过程中，操作口27的第二封闭门28关闭，机器清砂完成后，打开第二封闭门28进行人工清砂。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于3D砂型打印的清砂装置，其特征在于，所述清砂装置包括清砂车（1）、清砂室（2），所述清砂室（2）的前后两侧均设置有用于清砂车（1）通过的第一封闭门（3），所述清砂室（2）的四面内侧壁上均设置有第一清砂机构，每个所述第一清砂机构均包括与清砂室（2）内侧壁活动连接的气体管架（4），所述气体管架（4）上均匀设置有多个第一喷头（5），所述内侧壁上设置有与气体管架（4）固定连接并使气体管架（4）沿内侧壁上下运动的第一活动组件，所述气体管架（4）还连通有延伸至清砂室（2）外部的压缩气体管道，所述清砂室（2）的内顶壁还设置第二清砂机构，所述第二清砂机构包括清砂罩（ 6），均匀分布于清砂罩（6）上的多个第二喷头（7），以及与清砂罩（ 6）顶部连接的用于带动清砂罩（ 6）上下运动的第二活动组件，所述清砂罩（ 6）与清砂室（2）外部的压缩气体管道连通，所述清砂车（1）上设置有清砂平台，所述清砂平台上设置有辊道结构（8），所述辊道结构（8）的下方设置有集砂箱（9），所述清砂室（2）的一侧侧壁上还设置有除尘机构。

2.根据权利要求1所述的一种用于3D砂型打印的清砂装置，其特征在于，所述第一活动组件包括固定于清砂室（2）外顶部的第一电机（10），与第一电机（10）的输出轴连接的丝杆（11），以及与所述丝杆（11）滚动连接的移动块（12），所述丝杆（11）穿过所述清砂室（2）的顶壁并延伸至清砂室（2）内部，所述移动块（12）与所述气体管架（4）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于3D砂型打印的清砂装置，其特征在于，所述气体管架（4）由多个纵横交错且相互连通的气体支管（13）组成，所述第一喷头（5）均匀设置于所述气体支管（13）上，所述压缩气体管道与所述气体支管（13）连通。

4.根据权利要求1所述的一种用于3D砂型打印的清砂装置，其特征在于，所述清砂罩（6）包括一体连接的内壳（14）和外壳（15），所述内壳（14）和所述外壳（15）之间形成气体空腔，所述第二喷头（7）位于内壳（14）上且与气体空腔连通，所述压缩气体管道与所述气体空腔连通。

5.根据权利要求4所述的一种用于3D砂型打印的清砂装置，其特征在于，所述内壳（14）为上凸的弧形结构。

6.根据权利要求1所述的一种用于3D砂型打印的清砂装置，其特征在于，所述第二活动组件包括固定于清砂室（2）外侧顶部的第二电机（16），与第二电机（16）输出端连接的电动伸缩杆（17），所述电动伸缩杆（17）穿过所述清砂室（2）的顶壁并延伸至清砂室（2）内部，与清砂罩（ 6）的顶部固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于3D砂型打印的清砂装置，其特征在于，所述清砂平台上的辊道结构（8）包括多个并列设置的辊轴，相邻辊轴之间具有一定的间隙，每个辊轴的端部均设置有转动齿轮（18），所述辊道结构（8）的一端设置有第三电机（19），所述第三电机（19）的输出端设置有主动齿轮（20），所述主动齿轮（20）和转动齿轮（18）均与设置于清砂平台上的齿条（21）啮合连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于3D砂型打印的清砂装置，其特征在于，所述辊道结构（8）的下方还固定连接有漏斗形的集砂斗（22），所述集砂箱（9）位于所述集砂斗（22）的下方。

9.根据权利要求1所述的一种用于3D砂型打印的清砂装置，其特征在于，所述除尘机构包括开设于清砂室（2）一侧侧壁上的除尘口（23），与除尘口（23）连通的除尘管道（24），以及与所述除尘管道（24）连通的旋风除尘器（25）。

10.根据权利要求1所述的一种用于3D砂型打印的清砂装置，其特征在于，所述清砂室（2）内还设置有一个与压缩气体管道连通的手动清砂管（26），所述清砂室（2）的一侧侧壁上开有便于人工清砂的操作口（27），所述操作口（27）处设置有第二封闭门（28）。

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