CN113091952B - 一种3d打印后处理测温装置、方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印后处理测温装置、方法，包括：传感器固定架、测温线缆、温度显示器、温度传感器；所述温度传感器设置为若干个，均匀覆盖分布在所述传感器固定架上；每个所述温度传感器均连接有测温线缆，所述测温线缆远离所述温度传感器的自由端与所述温度显示器连接，用于实时查看所述温度传感器的温度。本发明实现3D打印砂型玻璃珠掩埋深度与烘烤时间的量化关系，能准确把握任意3D打印砂型掩埋深度需要的烘烤时间，避免烘烤时间把握不准，减小铸造烘烤时间把握不准引起的3D打印砂型后处理强度不足的几率，最终提高砂型铸造可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及砂型增材制造后处理工艺领域，尤其涉及一种3D打印后处理测温装置、方法。
背景技术
对3D打印砂型进行后烘烤强化是砂型增材制造后处理过程中最重要的一个工艺环节，决定了砂型处理后强度，影响砂型浇铸的成功率，广泛应用于选区激光烧结成型件后处理工艺环节中。烘烤强化的过程控制直接影响砂型铸造性能，影响砂型铸造成型率，可见其重要性，传统方法通常是通过摸索烘烤时间长短对砂型8字标准试样进行烘烤强化，然后测试砂型强度，但是每次打印砂型件大小不一样，导致3D打印砂型需要掩埋玻璃珠深度不一样，因此砂型烘烤温度及时间设置也不一样，所以后处理工艺参数不通用，每次更换模型后需要重新研究烘烤温度及时间，极大影响了生产效率。
目前，温度控制通常采用摸索经验方式，根据砂型件大小，先大致设置一个温控时长，然后等烘烤结束后，测试一下砂型强度是否足够，根据测试砂型强度结果，调整烘烤时长，直至烘烤强度足够而不烘烤过度，待打印大小不同的砂型件后，需要重复摸索过程，烘烤返工、消耗人力电能影响加工效率，不利于生产计划安排的执行；另外，凭经验摸索控制砂型件烘烤时长存在控制不准确，烘烤后容易出现砂型强度不足或者烘烤过度，最终可能导致铸造不成功，工艺不稳定、不成熟。
发明内容
本发明的目的是提供一种3D打印后处理测温装置、方法，解决传统依靠经验进行后处理工艺参数设置不准确的难题，提高砂型后处理质量一致性，进一步缩短制造周期，提高生产效率。
本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：
本发明提供了一种3D打印后处理测温装置，包括：传感器固定架、测温线缆、温度显示器、温度传感器；
所述温度传感器设置为若干个，均匀覆盖分布在所述传感器固定架上；
每个所述温度传感器均连接有测温线缆，所述测温线缆远离所述温度传感器的自由端与所述温度显示器连接，用于实时查看所述温度传感器的温度。
进一步地，所述传感器固定架包括若干个连接板，通过若干个连接板组合连接形成方体空间结构。
进一步地，所述连接板包括横板、竖板以及固定板，所述横板和竖板上均匀开设有用于所述传感器固定架组装以及所述温度传感器安装的孔。
进一步地，所述横板的长度为600mm、宽度为20mm、厚度为3mm，所述竖板的长度为600mm、宽度为20mm、厚度为5mm，所述固定板的长度为600mm、宽度为30mm、高度为30mm。
本发明提供了一种3D打印后处理测温方法，包括：
将排布好温度传感器的传感器固定架放入玻璃珠掩埋槽中，用玻璃珠将传感器固定架掩埋，并将测温线缆引出掩埋槽；
记录每个温度传感器掩埋在玻璃珠中的位置数据；
打开烤箱设置烘烤预设温度，每间隔设定时间将温度传感器与温度显示器连接并对显示温度进行记录，观察玻璃珠掩埋内部各处温度提升速度快慢，以及各个位置的温度传感器到达温度恒定值所需要的时间及恒定温度值；
参考恒定温度值与预设温度之间的差异，确定每个温度传感器所在位置温度情况及达到所需温度需要的时间；
设置玻璃珠不同掩埋高度，记录传感器固定架上各处温度传感器温度达到恒定的时间及实际温度，并根据测定的实时温度及时间，形成数据库，根据3D打印砂型掩埋高度，找到对应掩埋高度，确定后处理烘烤温度及时间。
进一步地，通过测量最***温度传感器距离玻璃珠掩埋槽内壁的距离，以记录每个温度传感器掩埋在玻璃珠中的位置数据。
进一步地，将测温线缆整齐引出掩埋槽后，按顺序进行编号。
进一步地，每间隔1小时将各个温度传感器与对应的温度显示器通过测温线缆连接，并对显示温度进行记录。本发明的有益效果如下：
本发明实现3D打印砂型后处理玻璃珠深度与烘烤时间的量化关系，能准确把握任意掩埋深度需要的烘烤时间，避免烘烤时间把握不准，减小烘烤时间把握不准引起的3D打印砂型后处理固化强度不足的几率，最终提高3D打印砂型铸造可靠性；
通过准确的烘烤时间控制，进而使处理后砂型强度满足使用要求的同时一致性也得到了准确控制，处理后每一件砂型强度一致且强度足够，保证了砂型的可靠性；
通过准确控制烘烤时间实现了对砂型强度的准确控制，保证了砂型强度的一致性，避免了砂型个别部位薄弱的风险，铸造成功率提高。
附图说明
图1为根据本发明实施例提供的一种3D打印后处理测温装置的整体结构示意图。
图2为图1中的传感器固定架的结构示意图；
图3为图1中的测温线缆的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的一种3D打印后处理测温装置，包括：传感器固定架1、传感器线2、温度显示器3。
具体实施方案如下：
1、传感器固定架1，分为三层，由九根横板11、六根竖板13和四根固定板12组合而成，如图2所示。横板11的长600mm、宽20mm、厚3mm，竖板13的长600mm、宽20mm、厚5mm，固定板12的长600mm、宽30mm、高30mm，每个横板11和竖板13均布打3个孔，用于实现固定架组装及传感器安装，可覆盖尺寸600*600*600空间内的温度测量。
2、测温线缆：如图1、图3所示，每个温度传感器都连接有一根传感器线2，传感器线2的一端可以接到烤箱外温度显示器3，以实时查看该温度传感器的温度。
3、整体结构设置：如图1所示，标号111-137为温度传感器在传感器固定架1上的位置，每一个温度传感器都有对应的一根传感器线2引出烤箱，传感器线2可以随时插接温度显示器3以查看温度传感器处温度。
本发明还提供的一种3D打印后处理测温方法，步骤如下：
1、制造并组装传感器固定架1，将标号111-137对应的27个温度传感器均匀固定在传感器固定架1上，使27个温度传感器均匀覆盖整个传感器固定架1空间。
2、传感器固定架1掩埋，将排布好温度传感器的传感器固定架1放入玻璃珠掩埋槽中，用玻璃珠将传感器固定架1掩埋，掩埋高度设置为100mm、200mm、300mm、400mm、500mm等不同高度，掩埋过程中将测温线整齐的引出掩埋槽，并按顺序编号。
3、打开烤箱设置烘烤温度，每间隔1小时将各个温度传感器与对应的温度显示器连接并对显示温度进行记录，以此观察玻璃珠掩埋内部各处温度提升速度快慢，及各个位置温度传感器温度到达恒定值所需要的时间及恒定温度值，根据恒定温度值与烤箱设置温度之间的差异，最终确定每个温度传感器所在位置温度情况及达到所需温度需要的时间。
4、根据玻璃珠不同掩埋高度，记录传感器固定架1上各处传感器温度达到恒定值的时间及实际温度。
5、根据上述方法测定的实时温度及时间，形成数据库，根据砂型高度，找到对应掩埋高度，确定后处理烘烤温度及时间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种3D打印后处理测温方法，包括：3D打印后处理测温装置，所述3D打印后处理测温装置包括：传感器固定架、测温线缆、温度显示器、温度传感器；
所述温度传感器设置为若干个，均匀覆盖分布在所述传感器固定架上；
每个所述温度传感器均连接有测温线缆，所述测温线缆远离所述温度传感器的自由端与所述温度显示器连接，用于实时查看所述温度传感器的温度，
其特征在于，包括：将排布好温度传感器的传感器固定架放入玻璃珠掩埋槽中，用玻璃珠将传感器固定架掩埋，并将测温线缆引出掩埋槽；
记录每个温度传感器掩埋在玻璃珠中的位置数据；
打开烤箱设置烘烤预设温度，每间隔设定时间将温度传感器与温度显示器连接并对显示温度进行记录，观察玻璃珠掩埋内部各处温度提升速度快慢，以及各个位置的温度传感器到达温度恒定值所需要的时间及恒定温度值；
参考恒定温度值与预设温度之间的差异，确定每个温度传感器所在位置温度情况及达到所需温度需要的时间；
设置玻璃珠不同掩埋高度，记录传感器固定架上各处温度传感器温度达到恒定的时间及实际温度，并根据测定的实时温度及时间，形成数据库，根据3D打印砂型掩埋高度，找到对应掩埋高度，确定后处理烘烤温度及时间。
2.根据权利要求1所述的3D打印后处理测温方法，其特征在于，所述传感器固定架包括若干个连接板，通过若干个连接板组合连接形成方体空间结构。
3.根据权利要求2所述的3D打印后处理测温方法，其特征在于，所述连接板包括横板、竖板以及固定板，所述横板和竖板上均匀开设有用于所述传感器固定架组装以及所述温度传感器安装的孔。
4.根据权利要求3所述的一种3D打印后处理测温方法，其特征在于，所述横板的长度为600mm、宽度为20mm、厚度为3mm，所述竖板的长度为600mm、宽度为20mm、厚度为5mm，所述固定板的长度为600mm、宽度为30mm、高度为30mm。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印后处理测温方法，其特征在于，通过测量最***温度传感器距离玻璃珠掩埋槽内壁的距离，以记录每个温度传感器掩埋在玻璃珠中的位置数据。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印后处理测温方法，其特征在于，将测温线缆整齐引出掩埋槽后，按顺序进行编号。
7.根据权利要求1所述的一种3D打印后处理测温方法，其特征在于，每间隔1小时将各个温度传感器与对应的温度显示器通过测温线缆连接，并对显示温度进行记录。
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