用于3D打印的模具的应力消除设备的制作方法

本发明涉及3D打印领域，具体地，涉及一种用于3D打印的模具的应力消除设备。

背景技术：

目前铸造用FDM3D打印模具只能应用尺寸较小、形状规则模具，大型FDM3D打印机打印出模具较大时，模具四周容易起皱、变形，最后难以保证铸件合格。为了满足大型FDM3D打印模具可以应用于铸造领域，在此发明一种用于3D打印模具的应力消除设备。

技术实现要素：

针对相关技术中存在的问题，发明的目的在于提供一种用于3D打印的模具的应力消除设备，该应力消除设备通过温控系统、加热系统及排气系统之间的相互工作，保证腔体内具有一定温度和湿度，从而快速消除模具应力，然后再对已去除应力的模具进行加工得到模具设计尺寸，能够防止模具变形，保证铸件铸造精度，降低模具铸造成本。

根据本发明的一个方面，提供一种用于3D打印的模具的应力消除设备，该应力消除设备包括：至少具有可打开或关闭的前门的腔体；设置在腔体内的加热系统；与加热系统电连接以控制加热系统的加热功率的温控系统；以及设置在腔体上的排气系统。

根据本发明的一个实施例，腔体进一步包括：相对且平行设置的顶面和底面；在顶面与底面之间延伸并且相对设置的前门和后门；以及在顶面与底面之间延伸并且连接前门和后门的第一侧门和第二侧门，其中，第一侧门可相对于腔体打开或关闭。

根据本发明的一个实施例，前门、后门、第一侧门和第二侧门都分别安装在门框架中，其中，前门和第一侧门的竖直边缘上设置有导向块，并且沿与导向块对应的门框架设置有导轨，以使前门和第一侧门构造成可相对于腔体升降。

根据本发明的一个实施例，前门和第一侧门构造成通过气缸升降机构驱动以相对于腔体升降。

根据本发明的一个实施例，加热系统设置在腔体的顶面上并且包括电热管、电热炉、电阻丝中的任一种或几种。

根据本发明的一个实施例，温控系统包括设置在腔体内的温度传感器以及电连接至加热系统的控制器。

根据本发明的一个实施例，排气系统设置在腔体的第二侧门上并且包括排气风扇。

根据本发明的一个实施例，在后门上装有拉环和观察窗。

根据本发明的另一方面，提供一种3D打印及加工一体机，该3D打印及加工一体机包括：打印设备；模具加工设备；以上所述的应力消除设备；以及将打印设备、模具加工设备以及应力消除设备相互连接的传送装置。

根据本发明的一个实施例，传送装置构造成：将模具由打印设备经由应力消除设备传送至模具加工设备的传送带结构或辊道传输结构。

本发明的有益技术效果在于：本发明的用于3D打印的模具的应力消除设备通过温控系统、加热系统及排气系统之间的相互工作，保证腔体内具有一定温度和湿度，从而快速消除模具应力，然后再对已去除应力的模具进行加工得到模具设计尺寸，能够防止模具变形，保证铸件铸造精度，降低模具铸造成本。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于3D打印的模具的应力消除设备的结构示意图；

图2示出了图1所示的应力消除设备的透视图；以及

图3示出了根据本发明的一个实施例的3D打印及加工一体机的结构示意图，其中，该3D打印及加工一体机包括图1所示的应力消除设备。

具体实施方式

现在参照附图对本发明进行详细的描述。

首先参见图1和图2，分别示出了根据本发明的一个实施例的用于3D打印的模具的应力消除设备的结构示意图和透视图，其中，使用标号300指示该应力消除设备。如图所示，应力消除设备300包括：腔体10，其中，腔体10至少具有可打开或关闭的前门3，以用于模具17(图2中示出)进出腔体10的运输；设置在腔体10内用于加热腔体10的加热系统7、与加热系统7电连接的温控系统8，温控系统8用于控制加热系统7的加热功率，以使腔体10内的温度保持在预定温度水平；以及设置在腔体10上的排气系统，用于排出腔体10内的水汽，以将腔体10的湿度保持在预定湿度水平(诸如环境湿度)。此处应当注意，所提及的“预定温度水平”和“预定湿度水平”指的是能够使腔体10内的模具17消除应力的水平，其具体数值需要根据具体实施例而定，本发明不局限于此。

本发明的用于3D打印的模具的应力消除设备通过温控系统、加热系统及排气系统之间的相互工作，保证腔体内具有一定温度和湿度，从而快速消除模具应力，然后再对已去除应力的模具进行加工得到模具设计尺寸，能够防止模具变形，保证铸件铸造精度，降低模具铸造成本。

接下来描述根据本发明的一个具体实施例，参见图1和图2，腔体10进一步包括：相对且平行设置的顶面1和底面2；在顶面1和底面2之间延伸并且相对设置的前门3和后门4，其中，前门3可选择性地打开和关闭；以及在顶面1与底面2之间延伸并且连接前门3和后门4的第一侧门5和第二侧门6，其中，第一侧门5可相对于腔体10打开或关闭。整体而言，由图可见，腔体10被构造成中空的长方体结构，并且具有两个可打开和关闭的门，在该实施例中示出为前门3和第一侧门5。

进一步地，在一个示例性实施例中，以上所述的所有门，包括前门3、后门4、第一侧门5和第二侧门6都分别安装在门框架11中。并且其中，如图1最佳示出，前门3和第一侧门5的竖直边缘上均设置有导向块12，并且在该实施例中，前门3和第一侧门5的各竖直边缘上均设置有间隔开的两个导向块12，并且沿与导向块12对应的门框架11，即，安装有前门3的门框架11和安装有第一侧门5的门框架11设置有导轨13，导向块12可沿导轨13滑动，以使前门3和第一侧门5构造成可相对于腔体10在竖直方向上升降，从而实现前门3和第一侧门5的打开和关闭。

接下来，详细描述根据本发明的应力消除设备的各部件。如图2所示，加热系统7设置在腔体10的顶面1上，并且可包括电热管、电热炉、电阻丝中的任一种或几种，这可根据实际需要(诸如预定温度水平、腔体10的体积、加热成本等)而定，本发明不局限于此。

此外，温控系统8包括设置在腔体10内的温度传感器以及电连接至加热系统7的控制器。在应力消除设备300运行时，温度传感器实时检测腔体10内的温度，当温度传感器检测到腔体10内的实际温度高于预定温度水平时，温度传感器向控制器发送信号，控制器降低加热系统7的加热功率，使腔体10内的温度降低；当温度传感器检测到腔体10内的实际温度低于预定温度水平时，温度传感器向控制器发送信号，控制器增大加热系统7的加热功率，使腔体10内的温度升高。通过以上反馈控制过程，能够保证腔体10内的温度稳定地保持在预定温度水平。

另外，如图2所示，根据一个示例性的实施例，排气系统9可设置在腔体10的第二侧门6上并且可包括排气风扇。在应力消除设备300运行时，排气风扇启动，以排除腔体10内的水汽，保证腔体10内的湿度处于环境湿度水平。附加地，在后门3上还可装有便于拉动腔体10的拉环15和用于观察腔体10内的模具17的烘干情况的观察窗16。

根据本发明的另一方面，还提供了一种3D打印及加工一体机，其具体结构在图3中例示。如图3所示，该3D打印及加工一体机包括：打印设备100；模具加工设备200；如上所述的应力消除设备300；以及将打印设备100、模具加工设备200以及应力消除设备300相互连接的传送装置400。在一个示例性的实施例中，如图3所示，传送装置400构造成：将模具17由打印设备100经由应力消除设备300传送至模具加工设备200的传送带结构或辊道传输结构。

现在结合图3所示的实施例描述3D打印及加工一体机的工作过程：首先经由FDM3D打印设备100打印模具17，打印完成后，将模具17经由辊道传输结构400运输至应力消除设备300，同时前门3打开以允许模具17进入腔体10中，然后关闭前门3以密封腔体10；温控系统8开始控制加热系统7加热到预定温度水平后维持该预定温度水平，同时排气系统9排出腔体10内的水汽，最后对模具10保温一段时间，在此期间可以通过观察窗16观察模具17的烘干效果；模具应力消除后，由辊道传输结构400运输至模具加工设备200去除模具17的预留量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。