设有清理机构的铺料装置的制作方法

本发明涉及3d打印技术领域，特别涉及3d打印设备中原材料的铺设装置。

背景技术

目前砂型3d打印设备所使用的铺料装置和清理装置是分开设置的，其工作原理是在铺料装置完成以此往复运动，再次回到原点位置后对铺料装置进行清理，这种在铺料装置原点位置对铺料装置进行清理的工作方式的缺陷是，当铺料装置在最大位置上发生粘砂时无法对铺料装置进行清理，其造成的后果就是对砂层表面的破坏，如铺料装置上粘有砂粒时就会划伤已铺设的砂层表面，会造成砂层表面出现划痕或者拉砂现象；如铺料装置粘有一层砂时就会对已铺设的砂层表面进行超出高度的刮抹，会造成砂层厚度变薄或者出现堆痕问题。

技术实现要素：

有鉴于以上铺料装置不能及时清理造成的已铺设砂层表面被划伤或者堆痕的问题，有必要提出一种设有清理机构的铺料装置，所述铺料装置可以在原点位置和最大位置得到及时清理，从而确保了铺料装置行进前均能得到清理，保证了高质量的铺料过程。

一种设有清理机构的铺料装置，包括铺料机构和清理机构，铺料机构横跨在容料机构上方，且铺料机构的下料口与容料机构的容料腔相对应，且铺料机构可以在平行于容料机构的容料腔入口的面内运动，从而实现均匀的分层铺料，且分层方向与容料腔入口所在面平行；清理机构分为清理组件和清理腔，清理组件包括驱动件和执行件，驱动件用来为执行件提供清理和行进的动力，执行件用来清理铺料机构的下料口，以保持铺料机构下料口始终处于干净的状态，从而保证砂层表面的平整与紧实，清理组件与铺料机构并排平行设置，实现最大限度的一次性清理铺料机构的下料口；清理腔设置在铺料机构运行方向上的容料机构两端，一方面为清理提供工作空间，另一方面可以收容清理的落砂。

优选地，清理组件可以设置在铺料机构上，也即清理组件固定连接于铺料机构上，实现清理组件与铺料机构的随行，从而实现了一个清理组件在两个清理腔位置的清理工作。

优选地，清理组件也可以独立的设置在铺料机构运行方向上的容料机构的两端，且清理组件和清理腔之间设有铺料机构可以自由进出的空间。将清理组件独立设置，减轻了铺料机构的承重负担，降低了铺料机构的制作难度和精度，降低了设备的生产成本。

更优地，为了节省空间和减少铺料机构的不增值动作，将清理腔设置在铺料机构的原点位置和最大位置的正下方，也即当铺料机构完成以此铺料回到最大位置或者原点位置时，即可对铺料机构的下料口进行清理，从而节省两次有效铺料之间的时间间隔，缩短工序的节拍，提高打印效率。

优选地，所述下料口包括下板和上板，上板设置在下板的上方，上板自由端的端点和下板自由端的端点所在直线与水平面之间的夹角为落料角，即原材料在上板和下板之间形成一个斜面，斜面与水平面之间的夹角即为落料角，改变所述上板和所述下板相对位置以调节落料角大小。

更优地，铺料工作停止时，所述落料角小于或者等于原材料的静态堆积角，且大于或者等于零，在铺料工作进行时，所述落料角大于或者等于原材料的动态堆积角。

更优地，所述上板和所述下板之间的过料通路开口方向与铺料工作时的运动方向相反。

优选地，所述铺料机构还包括压料板，压料板与下料口一一对应，压料板水平设置在下料口的一侧，且位于下板下方，压料板靠近下料口的一端设有圆角，铺料工作进行时，压料板在对应的下料口下游，即将下落的原材料压实。

优选地，所述铺料机构还包括储料组件，储料组件包括储料仓、下料槽和筛网，储料仓下部设置有至少一个下料槽，下料槽下部设置有下料口，下料槽的上开口设置有筛网，以破碎粘块的原材料，使得进入下料槽的原材料的粒度均能满足铺料的需求。

更优地，所述下料槽沿铺料机构长轴布置，且横截面面积由上至下递减。

更优地，所述储料组件还包括导流件、螺旋推进器，所述螺旋推进器设置在储料仓上部靠近进料口处，以将进入储料组件的原材料均匀的输送到储料仓中；在所述储料仓与下料槽之间设有导流件，以使原材料能够顺利地从储料仓落入下料槽，而不会散落到铺料装置的其他部位，且所述导流件沿储料仓下开口轴向布置。

优选地，所述铺料机构还包括震动组件、主梁、副梁，储料仓设置在主梁上，副梁设置在主梁下部，且副梁上设置有震动组件、下料槽，所述下料槽的上开口设置在所述储料仓下开口下方；震动组件安装在下料槽一侧，震动组件带动下料槽进行上下和前后两个方向的震动。

本发明的有益效果：本技术方案通过设置可调的下料口，使得不同粒度的原材料均能够顺利落料，通过设置压料板使得新落料能被抹平与压实，从而实现每层层面的平整与紧实，提升了整个产品的致密度；通过设置震动组件补充了落料角自流可能会造成的落料不均匀或断续的不足，使得落料连续、均匀；通过设置双侧清理机构，使得铺料机构在原点位置和最大位置均可以得到有效的清理，从而避免了由于下料口和压料板粘料造成的落料不畅或者对砂层表面的划伤或者在砂层表面出现堆痕。

附图说明

图1是铺料状态的设有清理机构的铺料装置主视图；

图2是铺料状态的设有清理机构的铺料装置a-a向视图；

图3是铺料状态的设有清理机构的铺料装置b位置放大图；

图4是清理状态的设有清理机构的铺料装置主视图；

图5是清理状态的设有清理机构的铺料装置a-a向视图；

图6是清理状态的设有清理机构的铺料装置b位置放大图；

图7是清理状态的设有清理机构的铺料装置下料口放大图；

图8是铺料装置a-a向视图；

图9是实施例一铺料状态a-a向视图；

图10是实施例一清理状态a-a向视图；

图11是实施例二铺料状态a-a向视图；

图12是实施例二清理状态a-a向视图。

图中，100-铺料机构；110-储料组件；111-储料仓；112-下料槽；113-筛网；114-导流件；115-螺旋推进器；120-下料口；1201-上板；1202-下板；1203-过料通路；1204-落料角；130-进料口；140-主梁；150-副梁；160-震动组件；170-压料板；200-清理机构；210-清理组件；211-驱动件；2111-纵向驱动件；2112-横向驱动件；2113-清理驱动件；212-执行件；220-清理腔；300-容料机构。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，将按照附图实施例进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例一：

一种设有清理机构的铺料装置，包括铺料机构100和清理机构200。

铺料机构100横跨在容料机构300上方，且铺料机构100的下料口120与容料机构300的容料腔相对应，且铺料机构100可以在平行于容料机构300的容料腔入口的面内运动，从而实现均匀的分层铺料，且分层方向与容料腔入口所在面平行。铺料机构100包括储料组件110、下料口120、进料口130、主梁140、副梁150和震动组件160，所述储料组件110包括储料仓111、下料槽112、筛网113、导流件114和螺旋推进器115，其中所述螺旋推进器115设置在储料仓111的上部靠近进料口130的方向上，且所述螺旋推进器115沿储料仓111的轴向通长布置；两个所述主梁140围成所述储料仓111的侧壁，在两个所述主梁140的上方设置盖板，再在两个所述主梁140的两端端头上设置封板从而形成储料仓111，两个所述主梁140下方的开口为储料仓111与下料槽112的过料通道，为了使原材料能够顺利的从储料仓111进入下料槽112中，在储料仓111与下料槽112的过料通道上设置导流件114，在两个所述主梁140上方的盖板上设置进料口130；所述下料槽112的一个侧壁由副梁150构成，下料槽112的另一个侧壁设置为斜面结构，形成下料口120端的横截面小于下料槽112与导流件114衔接端的横截面，为了避免原材料从导流件114与储料仓111侧壁接触的缝隙落到下料槽112之外，在导流件114与储料仓111侧壁设置密封条，或者也可以将所述导流件114焊接在所述储料仓111的侧壁上，从而实现固定式的密闭连接避免原材料的泄露；同时为了避免大颗粒原材料进入下料槽112，在导流件114的出口处下料槽112的入口处设置筛网113，以将适合粒度的原材料落入下料槽112中；所述震动组件160刚性连接于副梁150上、柔性连接于主梁140上，从而实现对下料槽112的震动落料和尽可能避免对储料仓111的震动，所述震动组件160可通过缓冲垫等结构柔性连接于主梁140上，震动组件160通过凸轮结构刚性连接于副梁150上，从而实现对下料槽112在上下方向和前后方向的震动，实现落料的均匀与连续；下料口120为可调节的，从而适用于不同粒度的原材料的铺料，所述下料口120包括上板1201、下板1202，所述上板1201设置在下料槽112的直侧壁副梁150上，所述下板1202为活动板，设置在所述下料槽112的斜壁上，所述上板1201和下板1202的自由端组成下料口120的过料通路1203和落料角1204；同时为了实现对落料的刮抹与紧实，在副梁150下方与砂层表面接触的方向上、在下料口120的下游设置压料板170，且将所述压料板170与砂层表面接触的两端设置为圆角，从而避免压料板170划伤砂层表面或由于直角造成砂层表面的堆痕。

所述清理机构200包括清理组件210和清理腔220。所述清理组件210刚性连接于主梁140的下方，也即两个所述主梁140下方分别布设有清理机构200和震动组件160。所述清理组件210包括驱动件211和执行件212，所述驱动件211包括纵向驱动件2111、横向驱动件2112和清理驱动件2113，所述纵向驱动件2111可以为气缸驱动，用来实现执行件212在竖直面内的升降；所述横向驱动件2112可以为气缸驱动、也可以为螺杆驱动，用来实现执行件212在水面面内的行进，所述纵向驱动件2111和横向驱动件2112用来实现将执行件212由非工作位置行进到工作位置，当执行件212位于非工作位置时，执行件212位于储料仓111一侧壁主梁140的下方，且执行件212距离砂层表面的距离大于副梁150距离砂层表面的距离，从而保证了铺料机构100在铺料过程中执行件212不会触及砂层表面；所述执行件212直接用来清理下料口120，清理方式可以为毛轮擦拭，也可以为毛刷刷扫等，为了使下砂口不宜黏着原材料，可以在擦拭毛轮上涂抹定量的润滑脂，也可以在毛刷背面设置可涂抹润滑脂的毛巾等，所述执行件212的清理动作由清理驱动件2113来完成，所述清理驱动件2113为旋转电机，来实现执行件212的旋转擦拭动作。所述清理腔220设置在铺料机构100的原点位置和最大位置处的下方，以方便承接来自铺料机构100的落料，所述清理腔220对称的设置在容料机构300两侧，且处于铺料机构100沿容料机构300行进的方向上的两侧。

所述设有清理机构的铺料装置的操作过程如下：

1)铺料工序准备：此部分的工作主要是检测下料口120是否有原材料黏着、是否处于原点位置、储料仓111是否加满、下料口120是否根据原材料的粒度计算出过料通路的大小等；

2)铺料工序：设备发出铺料指令，铺料机构100离开原点位置、将下料口120打开到设定的过料通路、启动震动组件160，铺料机构100在铺料指令下从原点位置开始向最大位置行进；

3)清理工序：当铺料机构100行进至最大位置后，停止震动组件160、关闭下料口120启动清理组件210的驱动件211对下料口120进行清理，例如在最大位置处进行清理时，纵向驱动件2111向清理腔220方向运动、横向驱动件2112向容料机构300运动，当执行件212到达下料口120下方时，停止纵向驱动件2111和横向驱动件2112，并同时启动清理驱动件2113，在清理驱动件2113的作用下，执行件212开始旋转擦拭下料口120和沿下料口120方向水平擦拭下料口120；清理结束后，清理组件210在驱动件211的作用下再回到初始位置，为下一次铺料做准备。

实施例二：

本实施例中与实施例一相同的部分将不再赘述，本实施例为独立设置的清理机构200。所述清理组件210设有两个，分别独立于铺料机构100设置在容料机构300两端外侧的清理腔220内，从而实现承接铺料机构100上的落料，且清理腔220位于铺料机构100的原点位置和最大位置，将清理组件210独立于铺料机构100设置，减轻了铺料机构100的负重，简化了铺料机构100结构，从失效因素的角度就可以降低铺料机构100出现失效的几率，从而提升了设备的良好运行率，提升了有效生产效率。同时，将清理组件210设置在清理腔220中，也避免了黏着在执行件212上的原材料颗粒在铺料过程中落至砂层表面，造成砂层表面的不平整。所述独立设置的清理机构200还可以适用于双向铺料装置，当为双向铺料时，将下料槽112和震动组件160对称的设置在储料仓111另一侧主梁140下方即可。