一种3D砂模打印梁系统装置的制作方法

本实用新型涉及一种3D砂模打印梁系统装置，属于3D立体打印技术领域。

背景技术：

3D打印技术是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。3D打印技术与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。3D打印技术发展到今天，其发展重心已从3D打印原型向快速制造及金属零部件的快速直接制造方向转移。3D打印技术不仅应用于设计过程，而且也延伸到制造领域。在制造业中，限制产品推向市场时间的主要因素是模具及模型的设计制造时间，3D打印是快速设计的辅助手段。

目前应用于3D砂模打印机的打印梁系统装置中的铺砂机构大多为一体式的，其中的储砂盒内设置搅拌器，并由搅拌器负责关闭漏砂出口。上述现有技术的缺点是，搅拌器与储砂盒内壁的间隙与砂子直径接近，遗落在间隙处的砂子在搅拌器运转过程中容易造成搅拌器卡死或者发出异响，且长期工作后，储砂盒内壁会出现磨损，储砂盒内壁与搅拌器的间隙逐渐加大，存在无法完全密闭漏砂出口的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的不足之处，提供一种可靠的打印梁系统装置。

为了达到目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型涉及的一种3D砂模打印梁系统装置包括墨头、X轴移动机构、Y轴移动机构和铺砂机构；所述的Y轴移动机构包括Y轴移动机构伺服电机、电机驱动同步带、导杆和两个Y轴移动机构同步带，导杆的两端均设有Y轴移动机构同步带轮，所述的Y轴移动机构伺服电机通过电机驱动同步带与Y轴移动机构同步带轮摩擦连接，两个Y轴移动机构同步带分别安装在两侧的Y轴移动机构同步带轮上；所述的X轴移动机构包括两个X轴移动机构同步带轮、X轴移动机构同步带、X轴移动机构伺服电机、导轨、拖链以及由两块立板和打印梁组成的支撑，两块立板分别可拆卸地安装在两个Y轴移动机构同步带上，X轴移动机构伺服电机固定在其中一块立板的侧面，并通过弹性联轴器与其中一个X轴移动机构同步带轮连接，X轴移动机构同步带张紧连接在两个X轴移动机构同步带轮之间，所述的墨头固定在X轴移动机构同步带轮上；所述的铺砂机构包括一级储砂单元、二级储砂单元、碾压辊单元和两根支撑杆件，两根支撑杆件分别固定在导杆的两端，所述的一级储砂单元的两端分别安装在两根支撑杆件之间，一级储砂单元包括一级储砂盒、搅拌辊、搅拌电机、传感器和送砂坡道，搅拌辊设在一级储砂盒内，搅拌电机安装在一级储砂盒的一侧，搅拌辊的一端与搅拌电机连接，送砂坡道设在一级储砂盒下方，传感器设在送砂坡道一侧，送砂坡道出口设有挡板；所述的二级储砂单元和碾压辊单元分别设在打印梁上方和下方，二级储砂单元包括与送砂坡道对应的二级储砂盒和转动电机，二级储砂盒和转动电机的转动轴连接，二级储砂盒上设有二级储砂盒出砂孔和密封板；所述的碾压辊单元包括碾压辊和用于驱动碾压辊的碾压电机，碾压辊的一端与碾压电机的转动轴连接。

优选地，所述的墨头包括喷头、喷头安装板、电路板和胶水盒，所述的喷头数量为三个，分别等间距并排设在喷头安装板上，每个喷头的下部均设有进胶接口，上部均设有电路板接口，胶水盒与进胶接口连通，电路板接口与电路板连接。

优选地，所述的墨头还包括直线导轨连接板和电路板安装板，喷头安装板固定在直线导轨连接板底部，电路板安装板固定在直线导轨连接板顶部，电路板固定在电路板安装板顶面，胶水盒固定在电路板安装板的前方，所述的墨头通过直线导轨连接板可拆卸地连接在X轴移动机构同步带轮。

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：

本实用新型涉及的3D砂模打印梁系统装置将铺砂机构中的储砂盒分为两级，从而减少储砂盒内部的磨损，提高铺砂机构的密封性，增加其使用寿命。实际应用中，可根据砂的尺寸大小，修改二级储砂盒出砂孔的孔径，实现不同单层铺砂厚度，便于打印不同精度要求的砂型。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是Y轴移动机构的结构示意图；

图3是本实用新型X轴移动机构的结构示意图；

图4是本实用新型本实用新型墨头的结构示意图；

图5是本实用新型铺砂机构的结构示意图。

示意图中的标注说明：1墨头，11喷头，12喷头安装板，13直线导轨连接板，14电路板安装板，15胶水盒，16进胶接口，17电路板接口，18电路板，2X轴移动机构，21X轴移动机构同步带轮，22X轴移动机构同步带，23X轴移动机构伺服电机，24打印梁，25立板，26导轨，27拖链，28弹性联轴器，3Y轴移动机构，31Y轴移动机构同步带轮，32Y轴移动机构同步带，33Y轴移动机构伺服电机，34导杆，35电机驱动同步带，4铺砂机构，41一级储砂盒单元，411搅拌辊，412一级储砂盒，413搅拌电机，414传感器，415送砂坡道，42二级储砂盒单元，421二级储砂盒，422二级储砂盒出砂孔，423密封板，424二级储砂盒转动电机，43碾压辊单元，431碾压辊，432碾压辊电机，5支撑杆件。

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。

结合附图1所示，本实用新型涉及的一种3D砂模打印梁系统装置包括墨头1、X轴移动机构2、Y轴移动机构3和铺砂机构4。

结合附图2所示，所述的Y轴移动机构3置于砂箱上方，其包括Y轴移动机构伺服电机33、电机驱动同步带35、导杆34和两个Y轴移动机构同步带32，导杆的两端均设有Y轴移动机构同步带轮31，所述的Y轴移动机构伺服电机33通过电机驱动同步带35与其中一个同步带轮31连接，两个Y轴移动机构同步带32分别平行地安装在两侧的Y轴移动机构同步带轮31上，伺服电机33通过电机驱动同步带35使导杆34转动，导杆34两端的同步带轮31使两个同步带32运动，两个同步带32将带动上部的X轴移动机构沿Y轴方向反复运动。

结合附图3所示，所述的X轴移动机构2设置在Y轴移动机构3上方，其包括分居两侧的两个X轴移动机构同步带轮22、X轴移动机构同步带22、X轴移动机构伺服电机23、导轨26、拖链27以及由两块立板23和打印梁24组成的支撑，所述的X轴移动机构伺服电机23设在其中一块立板的侧面，通过弹性联轴器28与其中一侧的X轴移动机构同步带轮21连接，X轴移动机构同步带22安装在两个X轴移动机构同步带轮21之间，与两个X轴移动机构同步带轮21张紧连接，两侧的立板23分别与Y轴移动机构中的两个Y轴移动机构同步带32配合连接，可拆卸地安装在Y轴移动机构同步带32上，墨头1安装在导轨26上，所述的X轴移动机构伺服电机23启动时通过弹性联轴器28驱动X轴移动机构同步带轮21转动，X轴移动机构同步带轮21带动X轴移动机构同步带22运动，X轴移动机构同步带22带动墨头1沿X轴方向反复运动。

结合附图4所示，所述的墨头1包括三个喷头11、喷头安装板12、直线导轨连接板13、电路板安装板14、电路板18和胶水盒15，三个喷头11等间距并排设在喷头安装板12上，每个喷头的下部均设有进胶接口16，上部均设有电路板接口17，喷头安装板12固定在直线导轨连接板13下方，电路板安装板14固定在直线导轨连接板13的上方，电路板18固定在电路板安装板14的上方，胶水盒15固定在电路板安装板14的前方，胶水盒15与进胶接口16连通，电路板接口17与电路板18连接，胶水盒15和电路板18又分别通过管路和电缆与总控制端连接，用于连接的管路和电缆均嵌在拖链27内，墨头1整体通过直线导轨连接板13可拆卸地安装在导轨26上。

结合附图1和4所示，所述的铺砂机构4包括一级储砂单元41、二级储砂单元42、碾压辊单元43以及用于支撑一级储砂单元41的支撑杆件5，所述的支撑杆件5为两根，对称地设置铰接在导杆34的两侧，其中一根与拖链27配合，两根支撑杆件相对的一面均设有安装槽，所述的一级储砂单元41的两端镶嵌在安装槽中，其包括一级储砂盒412、搅拌辊411、搅拌电机413、传感器414和送砂坡道415，搅拌辊411设在一级储砂盒412内，搅拌辊的一端与搅拌电机413连接，送砂坡道415设在一级储砂盒下方，送砂坡道415出口设有挡板，传感器414设在送砂坡道415一侧，用于驱动挡板的开启和关闭；所述的二级储砂单元42安装在打印梁的上方，二级储砂单元42包括二级储砂盒421、固定在二级储砂盒一侧的二级储砂盒转动电机424，其中，二级储砂盒的开口正对送砂坡道415，二级储砂盒转动电机424用于控制二级储砂盒421转动，二级储砂盒上设有二级储砂盒出砂孔422和密封板423；所述的碾压辊单元43安装在打印梁的下方，包括碾压辊431和用于驱动碾压辊的碾压电机432。

本实用新型涉及的3D砂模打印梁系统装置工作原理为：起始状态下，X轴移动机构2整体位于Y轴移动机构3的起始端，此时二级储砂盒单元42正好位于一级储砂盒单元41的下方，砂在一级储砂盒412的一端注入，搅拌电机413带动搅拌辊411运转，砂由一端运送至另一端，均匀铺满一级储砂盒412；当传感器414接收到信号后，打开送砂坡道415口处的挡板，一级储砂盒412中的砂被释放至二级储砂盒421中；启动Y轴移动机构3上的Y轴移动机构伺服电机33，使X轴移动机构2整体沿Y轴方向移动，二级储砂盒转动电机424带动二级储砂盒421围绕轴心旋转角度5度左右，密封板423无法挡住二级储砂盒出砂孔422，二级储砂盒421内的砂掉落至砂箱表面，同时碾压辊电机下压碾压辊，将落到砂箱上的砂抹均匀，直到X轴移动机构2运动到Y轴移动机构3的末端；启动X轴移动机构2使墨头1沿X轴方向反复运动，同时反方向启动Y轴移动机构3，使X轴移动机构2向Y轴反方向移动，并通过总控制端启动电路板18，使胶水盒15中的胶水按设计落在砂箱上表面，粘住砂子，直到X轴移动机构2整体返回到Y轴移动机构3起始端，完成打印。

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。