CN217315728U - 一种无需称重的3d砂型打印定量混砂机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公安了一种无需称重的3D砂型打印定量混砂机，其包括：上砂装置，用于存储砂子并将砂子定量地输送至混砂装置中；固化剂供给装置，用于存储固化剂并将固化剂定量地输送至混砂装置中；混砂装置，用于混合砂子和固化剂，存储混合后的砂子待打印时使用；所述的上砂装置包括安装支架、储砂桶和砂子输送机构，砂子输送机构包括上砂螺杆和第一伺服电机，通过第一伺服电机控制砂子的添加量；所述的固化剂供给装置包括存储桶、第二伺服电机和计量泵，通过配合的第二伺服电机与计量泵连接控制固化剂的添加量。本实用新型无需称重传感器进行称重，避免因称重传感器出现问题而易导致整个混砂***都无法正常使用，缩短了混砂流程，提高了运行的效率低。

Description

一种无需称重的3D砂型打印定量混砂机

技术领域

本实用新型涉及砂型铸造领域，尤其涉及一种无需称重的3D砂型打印定量混砂机。

背景技术

砂型铸造工艺要将砂子与胶水进行一定比例的混合，用来对砂子进行预粘接，其后倒入模型舂实，硬化后取模，得到需要的铸造砂型。在传统铸造行业，这个混砂是由连续混砂机对型砂和胶水进行定额配比并连续混合完成的，此种模式在大型、批量生产线上应用较多。也有采用球形混砂的断续混砂设备进行砂型铸造的，此种设备用于少量制作或实验室制作，或制作砂型时每次需求较少的情况。

砂型3D打印的原理是将一定厚度的材料反复打印在平台上，循环往复，直到生成整个成型件。在砂型3D打印场合，砂型3D打印设备使用的原料是砂子，打印前将砂子在混砂***中提前并与固化剂按一定比例混合，然后输送到主机，打印时砂子遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态；这样在一层胶水一层砂子的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可得到模型。在砂型3D打印的原理下，设备对砂子的需求处于一种断续状态，每次需求量较少，而又是断续的、持续需求的，这与传统铸造对砂的需求完全不同。区别在于：首先，砂子是以某个定量按一定时间间隔，持续输出的，而量和时间是根据工艺需求随时变动的，因此，不能直接使用传统设备得到；此外，混砂***在混合砂子时精度要求的更高，如果砂子与固化剂的比例偏差太大，会影响打印出的模型质量，如果混砂***的传输效率低，又很难在混砂量与输送速度之间取得平衡，所以砂型3D打印设备运行时需要一个高效且稳定的混砂***。

目前，现有的砂型3D打印设备的混砂***如图1所示，砂子靠无法定量控制的输送组件输送(如螺杆、真空吸等)到计量桶，使用称重传感器称出砂子重量后输送到混砂罐，再用称重传感器称出一定比例的固化剂后输送至混砂罐，将砂子与固化剂进行搅拌。在这个流程中，砂子称重和固化剂称重需要一定的时间，使混砂流程时间加长，且称重过程中会使用到多个传感器，当其中某一个传感器出现问题时，整个混砂***都无法正常使用，影响整个打印过程，另外，抽取、称重、混砂流程太长，当比较大的机器需要打印时，势必会做一个大的混砂容器、称重容器来配合这个流程，如此，导致混砂***的体积过于庞大，有的占到主机体积的1/2，设置和主机规模相等。还有的传统混砂***如图2所示，直接使用三相电机驱动混砂螺杆，在砂子落入螺杆机后直接打入固化剂进行混砂，该混砂方式和传统铸造厂混砂流程一样，提前将砂子混好，存在缓存桶内备用，需要时再将砂子取出使用，该混砂装置使用的三相电机无法动态控制砂子的重量，且无法做到即混即用，只能用在特殊白砂或者杂志含量较少的高纯硅砂场合，多数的过长常规焙烧砂无法使用，导致局限性很大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种无需称重的3D砂型打印定量混砂机，以解决传统混砂装置混砂时需要称重的流程导致混砂流程太长导致的运行效率低，传感器出现问题时易导致整个混砂***都无法正常使用，以及设备体积庞大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型涉及一种无需称重的3D砂型打印定量混砂机，其包括：

上砂装置，用于存储砂子并将砂子定量地输送至混砂装置中；

固化剂供给装置，用于存储固化剂并将固化剂定量地输送至混砂装置中；

混砂装置，用于混合砂子和固化剂，存储混合后的砂子待打印时使用。

优选地，所述的上砂装置包括安装支架、储砂桶和砂子输送机构，储砂桶和砂子输送机构均固定在安装支架上，砂子输送机构的底端与储砂桶连通。

优选地，所述的砂子输送机构包括上砂螺杆和第一伺服电机，上砂螺杆通过固定支架安装于安装支架上，上砂螺杆的底端与储砂桶连通，第一伺服电机固定于上砂螺杆的顶端并用于驱动上砂螺杆旋转，进而向上运输砂子。

优选地，所述的储砂桶的下方还设有第一缓存桶，所述的砂子输送机构的底端与第一缓存桶连通。

优选地，所述的安装支架的顶部设有吨包支架，吨包支架位于储砂桶的正上方，吨包支架与安装支架可拆卸连接，吨包支架用于放置装有砂子的吨包。

优选地，所述的固化剂供给装置包括存储桶、第二伺服电机和计量泵，计量泵的输入端通过管道与存储桶连通，计量泵的输出端通过管道与混砂装置连通；所述的第二伺服电机与计量泵连接，用于驱动所述的计量泵。

优选地，所述的混砂装置包括混砂罐、电控装置、安装框架和搅拌电机，电控装置固定在安装框架上，混砂罐固定在电控装置的外侧，搅拌电机位于混砂罐内并与电控装置电连接；所述的上砂装置和固化剂供给装置均与混砂罐的进料端连通。

优选地，所述的安装框架上还设有第二缓存桶，第二缓存桶位于混砂罐的出料口的下方。

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.本实用新型涉及的无需称重的3D砂型打印定量混砂机包括上砂装置和固化剂供给装置，上砂装置用于存储砂子并将砂子定量地输送至混砂装置中，固化剂供给装置用于存储固化剂并将固化剂定量地输送至混砂装置中，砂子和固化剂在混砂装置内进行混合，通过上砂装置和固化剂供给装置定量输送砂子和固化剂，而不再采用称重传感器进行称重，避免因称重传感器出现问题而易导致整个混砂***都无法正常使用，缩短了混砂流程进而提高了运行的效率低。

2.本实用新型涉及的无需称重的3D砂型打印定量混砂机分别通过上砂装置和固化剂供给装置定量提供砂子和固化剂并在混砂装置中混合，整个过程无需称重，缩短了混砂流程，可实现砂子随混随用，无需大型的储砂装置，减小砂型3D打印设备的体积。

附图说明

图1是传统称重混砂机结构示意图；

图2是另一种传统连续混砂机结构示意图；

图3是本实用新型涉及的无需称重的3D砂型打印定量混砂机的立体图；

图4是本实用新型涉及的上砂装置结构示意图；

图5是本实用新型涉及的固化剂供给装置结构示意图；

图6是本实用新型涉及的的混砂装置结构示意图；

图7是将吨包放置到吨包支架上的流程图；

图8是提升吨包支架至安装支架上的流程图；

图9是上砂装置向混砂装置定量提供砂子的流程图；

图10是固化剂供给装置向混砂装置定量提供固化剂的流程图；

图11是混砂装置混合砂子和固化剂并输出混合后的砂子的示意图。

图示说明：1-上砂装置，11-吨包支架，12-储砂桶，13-第一伺服电机，14-上砂螺杆，15-螺杆支架，16-第一缓存桶，17-固定支架，18-安装支架，2-固化剂供给装置，21-第二伺服电机，22-计量泵，23-存储桶，24-放置框，3-混砂装置，31-混砂罐，32-电控装置，33-第二缓存桶，34-安装框架，35-搅拌电机。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合实施例对本实用新型作详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参照附图3所示，本实用新型涉及一种无需称重的3D砂型打印定量混砂机包括上砂装置1、固化剂供给装置2和混砂装置3，上砂装置1设置2个并分别设置于混砂装置3的两侧，固化剂供给装置2安装于混砂装置3的下方。所述的上砂装置1用于存储砂子并将砂子定量地输送至混砂装置3中；所述的固化剂供给装置2用于存储固化剂并将固化剂定量地输送至混砂装置3中；所述的混砂装置3用于混合砂子和固化剂，存储混合后的砂子待打印时使用。

参照附图3和4所示，所述的上砂装置至少包括安装支架18、储砂桶12和砂子输送机构，储砂桶12和砂子输送机构均固定在安装支架上，砂子输送机构的底端与储砂桶连通。所述的砂子输送机构包括上砂螺杆14和第一伺服电机13，上砂螺杆14倾斜设置，且上砂螺杆14的进料端位于其底部，上砂螺杆14的出料端位于其上部，上砂螺杆14通过固定支架17安装于安装支架18上，储砂桶12的下方还设有第一缓存桶16，所述的上砂螺杆14的底端与第一缓存桶16连通，所述的第一伺服电机13固定于上砂螺杆14的顶端并用于驱动上砂螺杆14旋转，进而向上运输砂子。当然，第一缓存桶16可以不设置，当不设置第一缓存桶16时，上砂螺杆14的底端直接与储砂桶12连通。所述的安装支架18的顶部还设有吨包支架11，吨包支架11位于储砂桶12的正上方，吨包支架11与安装支架18可拆卸连接，吨包支架11用于放置装有砂子的吨包。

参照附图3和5所示，所述的固化剂供给装置2包括存储桶23、第二伺服电机21和计量泵22，存储桶23通过放置框24放置于地面上，计量泵22的输入端通过管道与存储桶23连通，计量泵22的输出端通过管道与混砂装置3连通；所述的第二伺服电机21与计量泵22连接，用于驱动所述的计量泵22。

参照附图3和6所示，所述的混砂装置3至少包括混砂罐31、电控装置32、安装框架34和搅拌电机35，电控装置32固定在安装框架34上，混砂罐31固定在电控装置32的外侧，搅拌电机35延伸至混砂罐31内并与电控装置32电连接；所述的上砂装置1和固化剂供给装置2均与混砂罐31的进料端连通。由于上砂螺杆14的长度较大且上砂螺杆14倾斜设置，可以通过螺杆支架15将上砂螺杆14支撑于安装框架34上。混砂罐31可直接输出混合后的砂子，供砂型3D打印设备使用，当然，还可以在安装框架34上增设第二缓存桶33用于缓存混砂罐31混合好的砂子，待需要时输出给3D打印设备使用，第二缓存桶33位于混砂罐31的出料口的下方。

基于上述无需称重的3D砂型打印定量混砂机的混砂方法，其包括以下步骤：

1)通过上砂装置定量地向混砂装置输送砂子：参照图7所示，将装有砂子的吨包放到吨包支架11；参照图8所示，采用叉车将吨包支架11运到安装支架18上，利用吨包向储砂桶12内补充足量砂子，部分砂子从储砂桶12底部的出料口落入缓存桶16中，启动第一伺服电机13将缓存桶16中的砂子输送至混砂罐31内，通过控制第一伺服电机13转动周数控制进入混砂罐31的砂子的数量；

2)通过固化剂供给装置定量地向混砂装置输送固化剂：第二伺服电机21启动并驱动计量泵22，计量泵22将存储桶23内的固化剂输送至混砂罐31中，计量泵22还用于统计加入的固化剂的量，当计量泵22运行到设置的数值后，第二伺服电机21停止运行，进而通过计量泵22和第二伺服电机21配合控制固化剂的量；

3)通过混砂装置将砂子和固化剂进行混合：电控装置32开启搅拌电机35，搅拌电机35搅拌砂子和固化剂，进而实现砂子与固化剂混合搅拌，当搅拌电机35运行到设定时间后，混砂完成，混砂罐31打开落砂口，混好的砂落入缓存桶33内，当3D打印主机需要砂子时，将砂子从缓存桶33内输送到主机。

以上结合实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种无需称重的3D砂型打印定量混砂机，其特征在于：其包括：

上砂装置，用于存储砂子并将砂子定量地输送至混砂装置中；

固化剂供给装置，用于存储固化剂并将固化剂定量地输送至混砂装置中；

混砂装置，用于混合砂子和固化剂，存储混合后的砂子待打印时使用。

2.根据权利要求1所述的无需称重的3D砂型打印定量混砂机，其特征在于：所述的上砂装置包括安装支架、储砂桶和砂子输送机构，储砂桶和砂子输送机构均固定在安装支架上，砂子输送机构的底端与储砂桶连通。

3.根据权利要求2所述的无需称重的3D砂型打印定量混砂机，其特征在于：所述的砂子输送机构包括上砂螺杆和第一伺服电机，上砂螺杆通过固定支架安装于安装支架上，上砂螺杆的底端与储砂桶连通，第一伺服电机固定于上砂螺杆的顶端并用于驱动上砂螺杆旋转，进而向上运输砂子。

4.根据权利要求2所述的无需称重的3D砂型打印定量混砂机，其特征在于：所述的储砂桶的下方还设有第一缓存桶，所述的砂子输送机构的底端与第一缓存桶连通。

5.根据权利要求2所述的无需称重的3D砂型打印定量混砂机，其特征在于：所述的安装支架的顶部设有吨包支架，吨包支架位于储砂桶的正上方，吨包支架与安装支架可拆卸连接，吨包支架用于放置装有砂子的吨包。

6.根据权利要求1所述的无需称重的3D砂型打印定量混砂机，其特征在于：所述的固化剂供给装置包括存储桶、第二伺服电机和计量泵，计量泵的输入端通过管道与存储桶连通，计量泵的输出端通过管道与混砂装置连通；所述的第二伺服电机与计量泵连接，用于驱动所述的计量泵。

7.根据权利要求1所述的无需称重的3D砂型打印定量混砂机，其特征在于：所述的混砂装置包括混砂罐、电控装置、安装框架和搅拌电机，电控装置固定在安装框架上，混砂罐固定在电控装置的外侧，搅拌电机位于混砂罐内并与电控装置电连接；所述的上砂装置和固化剂供给装置均与混砂罐的进料端连通。

8.根据权利要求7所述的无需称重的3D砂型打印定量混砂机，其特征在于：所述的安装框架上还设有第二缓存桶，第二缓存桶位于混砂罐的出料口的下方。

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