3D打印砂型连续式六面自动清砂机及清砂方法与流程

本发明涉及铸造行业沙芯表面处理技术领域，尤其是涉及一种3d打印砂型连续式六面自动清砂机，同时涉及一种3d打印砂型连续式六面自动清砂方法。

背景技术：

在铸造领域中，使用传统工艺进行砂型铸造时，随着铸件形状结构复杂程度的提高，铸模造型越困难；而以3d打印技术为代表的数字化制造模式，采用一次成型技术，能够按照电脑设计图打印出复杂的铸件结构，从而达到节约材料，缩短零部件的研制周期，降低制造成本的目的。因此，国内外越来越多的砂型铸造企业，尤其是承接高端复杂铸件制造加工的铸造企业，均引进3d打印技术用于复杂铸件砂型的制造。随着3d打印技术产业化应用范围的扩大，逐渐发现了一些亟待改进的技术问题，如砂型表面自动化清砂等。

传统砂型由金属模型压制而成，强度高，表面光滑，砂型制作完成后直接进入流涂、表面干燥等下道工序。而采用3d技术打印砂型时，首先根据生产需求在电脑端录入砂型的三维模型，然后由3d打印机根据三维模型反复按照一层干砂、一层树脂固化剂的顺序进行打印，最终完成砂型的制造。基于3d打印的工艺特点，3d砂型强度较低，且成型后的砂型表面会有一层约10mm厚的、具有一定粘度的浮砂层，因此无法像传统金属砂型一样直接进行表面流涂，需要先经过清砂工艺进行除砂除尘，之后再进行流涂。具体地，首先采取用加热设备对3d砂型进行加热固化，之后用吊装机构转运至单独的清砂房中进行人工清砂，清砂完成后再转运至流涂工位进行表面流涂操作。

上述方法转运时间长，且在转运过程中容易发生砂型破损；人工清砂灰尘多、噪音大、效率低，不仅劳动强度大，而且操作环境差，严重影响员工身体健康；此外，因为3d打印产品多为复杂结构的产品，为了防止出现清砂死角，需要将砂型不断吊装翻转，配合喷嘴进行吹扫。以上问题已严重制约着3d打印技术在铸造领域的产业化应用。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种3d打印砂型连续式六面自动清砂机，同时提供一种3d打印砂型连续式六面自动清砂方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的3d打印砂型连续式六面自动清砂机，包括跨设在辊道输送机上的清砂机壳体，所述清砂机壳体前后两侧分别设置有进口封闭门和出口封闭门，清砂机壳体顶部设置有升降式吹砂罩，清砂机壳体中部设置有位于所述辊道输送机下方的底吹架，所述吹砂罩的顶面、四周侧壁和所述底吹架上均设置有吹嘴，所述吹嘴均与plc控制开合的电磁阀相连，清砂机壳体底部设置有移动式集砂箱，清砂机壳体侧面设置有与除尘器相连通的吸尘罩。

为了便于吹扫和浮砂下落，所述辊道输送机上设置有镂空式托盘架。

为了节省空间和方便操作，所述进口封闭门和出口封闭门为自动升降式结构。

为了防止吹嘴与砂型意外接触造成砂型损伤，以及便于调节吹嘴的吹扫方向，所述吹嘴上包覆有柔性材料层并与旋转底座相连。

为了灵活调节清砂过程中的吹扫方向和吹扫时间，所述吹嘴分为六组，每组吹嘴分别沿所述吹砂罩的顶面、左侧壁、右侧壁、前侧壁、后侧壁和所述底吹架表面交错排列，且每组吹嘴对应连接一个所述电磁阀。

为了使浮砂顺利落入集砂箱内，所述移动式集砂箱上方设置有缩口式集砂斗。

一种3d打印砂型连续式六面自动清砂方法，采用上述3d打印砂型连续式六面自动清砂机，具体步骤包括：

第一步，通过辊道输送机将砂型送入清砂机壳体内，并使砂型位于升降式吹砂罩正下方，关闭进口封闭门和出口封闭门；

第二步，使升降式吹砂罩下落至砂型周围，开启除尘器，并通过plc控制电磁阀的开启顺序和开启时间，使吹砂罩和/或底吹架上的吹嘴对砂型进行空间六面吹扫，吹扫过程中砂型表面的浮砂落入移动式集砂箱内，产生的浮尘通过吸尘罩进入除尘器；

第三步，开启进口封闭门和出口封闭门，使升降式吹砂罩回升至原位，再将砂型送入下一工位进行人工辅助吹扫，从而完成整个清砂过程。

本发明提供的3d打印砂型连续式六面自动清砂机，能够用于大规模、流水线化的3d打印砂型自动化清砂生产，其结构简单，操作方便，使用本发明提供的清砂机进行砂型清砂处理时，能够实现砂型的自动连续转运、减少人工搬运吊装时容易出现砂型破损的现象，能够根据砂型的具体结构对其进行空间六面自动吹砂，同时收集落砂和扬尘，不仅提高了清砂工作的自动化程度，大幅缩短了3d打印砂型后期处理时间，具有良好的经济效益，而且极大地改善了清砂工序的工作环境，有益于操作人员的身体健康。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中a-a剖面图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明所述的3d打印砂型连续式六面自动清砂机，包括用于输送3d打印砂型（以下简称砂型）的辊道输送机1，其中，砂型盛装在便于底部吹扫和浮砂下落的镂空式托盘架2上；跨设在辊道输送机1上的清砂机壳体3前后两侧分别设置有自动升降式结构的进口封闭门4和出口封闭门5，清砂机壳体3顶部通过气缸6等升降机构与升降式吹砂罩7，清砂机壳体3中部设置有位于辊道输送机1下方的底吹架8，上述吹砂罩7的顶面、左侧壁、右侧壁、前侧壁、后侧壁四周侧壁和底吹架8表面分别安装有一组包覆有柔性材料层的吹嘴9，每组吹嘴9均交错排列均匀分布，形成空间六面结构的吹扫机构，且每个吹嘴9均连接在旋转底座上；为了对具体砂型进行有针对性的吹扫，上述每组吹嘴9均对应连接有一个通过plc控制开合的电磁阀10，吹扫时可根据具体砂型的大小和结构调节吹嘴9的风向、风速、各吹扫面的吹扫顺序、吹扫时间等，获得良好的吹扫效果；为了避免底吹架8上的吹嘴9堵塞，该处吹嘴采用防风罩结构；吹扫时从砂型表面落下的浮砂可进行二次利用，因此在辊道输送机1下方设置有左右两侧安装有拉手的移动式集砂箱11，收集满浮砂后可将该移动式集砂箱11从辊道输送机1侧面拉出；为了防止浮砂洒落在移动式集砂箱11之外，在移动式集砂箱11上方安装有缩口式集砂斗12；吹扫时，还会产生大量的扬尘，因此，在清砂机壳体3侧面安装有与除尘器13相连通的吸尘罩14。

采用上述清砂机对3d打印砂型进行连续式六面自动清砂的具体步骤如下：

第一步，将砂型放入托盘架2上，通过辊道输送机1将砂型送入清砂机壳体3内，并使砂型位于升降式吹砂罩7正下方，关闭进口封闭门4和出口封闭门5；

第二步，通过气缸6使吹砂罩7下落至砂型周围，并使吹砂罩7与托盘架2间隔距离为20mm左右，开启除尘器14，并通过plc控制各电磁阀10的开启顺序和开启时间，使吹砂罩7和/或底吹架8上的吹嘴9对砂型进行空间六面吹扫，吹扫过程中砂型表面的浮砂落入移动式集砂箱11内，产生的浮尘通过吸尘罩14进入除尘器13；

第三步，开启进口封闭门4和出口封闭门5，使吹砂罩7回升至原位，再将砂型送入下一工位进行人工辅助吹扫，从而完成整个清砂过程。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）托盘辊道式输送方式提高了物流转运自动化程度，减少了人工搬运吊装时砂型破损问题，同时，为下道工序提供了自动化物流接口；

2）采用自动升降式吹砂罩，其在砂型输送过程中处于升起位，进行清砂操作时，自动降落至工作位，既保证了辊道式物流输送的通畅性，又满足了清砂要求；

3）六面吹嘴为矩阵式排列，通过与plc相连的触摸屏设定吹嘴风向、风速、吹扫顺序和吹扫时间，可适应不同类型、结构的砂型吹扫，满足不同砂型的清砂工艺要求；

4）升降封闭门、移动式集砂箱和除尘器实现了吹扫过程中扬尘的处理和落砂的收集，极大改善了吹砂工序的工作环境。