砂型3D打印机的制作方法

文档序号:15719306发布日期:2018-10-19 22:32阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种砂型3D打印机,其特征在于,包括:机架、铺砂机构、砂箱及其配套组件、打印机构、控制柜、护罩,其中:

所述铺砂机构安装在所述机架的平台上,用于根据控制柜发送的铺砂信号,向砂箱的预设区域进行均匀铺砂;

所述砂箱通过配套组件安装在所述机架上,用于在配套组件的协助下,根据控制柜发送的控制信号执行砂箱的预设区域的升降操作,以及对所述砂箱的预设区域进行余砂回收操作;

所述打印机构安装在所述机架的平台上,用于根据控制柜发送的打印信号,逐层打印零件切片;

所述控制柜与铺砂机构、砂箱、打印机构电连接,用于根据打印零件的参数生成相应的铺砂信号、控制信号、打印信号;

所述护罩设置在机架的外围,用于包覆住所述铺砂机构、砂箱、打印机构、控制柜。

2.根据权利要求1所述的打印机,其特征在于,所述铺砂机构,包括:拖链、伺服电机、毛刷、螺旋布料装置、传动轴系、两条导轨、进料口,所述两条导轨通过传动轴系相连,且平行安装在机架的平台上;所述两条导轨上还设置有可沿着两条导轨做直线往复运动的横梁;其中:

所述伺服电机与所述传动轴系相连,以驱动所述两条导轨做同步运动;

所述螺旋布料装置安装在所述横梁上,用于跟随所述横梁沿着两条导轨做直线往复运动,并在直线往复运动过程中向砂箱的预设区域进行均匀铺砂;

所述毛刷设置在所述螺旋布料装置的返回的运动轨迹上,以对所述螺旋布料装置进行清理;

所述进料口安装在机架上,用于对所述螺旋布料装置进行原料补充;

所述拖链与所述横梁的端部相连,用于对铺砂机构的管路、线路提供牵引和保护。

3.根据权利要求2所述的打印机,其特征在于,所述螺旋布料装置,包括:螺旋轴、布料器壳体、左支撑板、电机调节螺钉、电机调节板、布料步进电机、小同步带轮、同步带、大同步带轮、刮板、轴承固定螺钉、轴承压板、带菱形座轴承、端盖板以及右支撑板;

所述螺旋轴通过位于该螺旋轴两端的带菱形座轴承、端盖板安装在所述布料器壳体的内部,其中,位于右端的带菱形座轴承的外侧通过轴承固定螺钉、轴承压板与所述螺旋轴连接;

所述布料器壳体通过所述左支撑板、右支撑板、螺钉以及螺母块固定在所述横梁上;其中,所述布料器壳体为焊接件,所述布料器壳体的主体部分为钢管,所述钢管上端面开设有至少一个溢砂孔,所述钢管的下端面开设有均匀分布的漏砂小孔;

所述布料步进电机通过螺钉固定于左支撑板上,并通过电机调节螺钉、电机调节板来调整位置;

所述同步带与位于所述布料步进电机的轴端上的小同步带轮连接,以及与固定于螺旋轴左轴端上的大同步带轮连接,以带动螺旋轴旋转;

所述刮板安装在所述布料器壳体的一侧,用于将铺砂后的砂面压实刮平,其中,所述刮板的位置可通过刮板上的长圆孔进行调节。

4.根据权利要求1所述的打印机,其特征在于,所述砂箱包括:第一内封板、凸缘、第一外壁、两条支撑导轨、第二外壁、第一接砂盒、第一聚砂板、第二内封板、底板、底板托架、第一支撑件、第二支撑件、第一定位块、第一缓冲块;所述第一外壁、第二外壁由25mm厚铝板制成,并通过螺钉连接后构成所述砂箱的主体,且所述第一外壁、第二外壁上开设有减重孔;所述凸缘通过螺钉固定于第一外壁的上端面;两条支撑导轨通过螺钉分别固定于第一外壁的下端面;所述第一内封板与第二内封板由2mm不锈钢板折弯而成,并通过沉头螺钉分别固定在凸缘、第一外壁、第二外壁上;所述第一接砂盒、第一聚砂板由1.5mm不锈钢板折弯焊接而成,并通过螺钉固定于第二外壁上,用于收集砂箱前侧的余砂,并通过软管、管箍与抽风机构连接;所述第一缓冲块的材料为聚氨酯橡胶,并通过螺钉固定于在第二外壁上;所述第一支撑件与第二支撑件通过螺钉固定于第一外壁、第二外壁内侧的底部;所述底板通过沉头螺钉固定于所述底板托架上;所述底板托架由矩形管焊接而成并设置在砂箱的内部,且所述底板托架上焊有凸块,所述底板托架可在升降机构的驱动下上下移动;所述第一定位块上开有定位孔,并通过螺钉安装于所述底板托架的凸块上。

5.根据权利要求1所述的打印机,其特征在于,所述配套组件包括:升降机构、夹紧机构、抽风机构;所述夹紧机构用于夹紧所述砂箱,并通过可调定位螺钉限定所述砂箱在机架上的位置;所述升降机构与所述砂箱的活动底板相连,以控制砂箱的逐层下降或者上升;所述抽风机构固定在机架上,用于回收砂箱的预设区域的余砂;其中:

所述升降机构包括:第二定位块、垫块、传动轴、连接板、两套升降机、升降机安装板、两条导向杆、导向铜套、导向杆安装板、电机套筒、升降机伺服电机;所述两套升降机通过螺钉、升降机安装板固定在机架上,且两套升降机之间通过联轴器、键、传动轴连接,以实现同步升降;所述升降机伺服电机通过联轴器、键与升降机连接,并通过螺钉、电机套筒安装在升降机上,以驱动升降机运动;所述两条导向杆分别安装于导向铜套内,所述导向铜套通过螺钉固定在机架上;所述升降机的丝杆顶端设有法兰连接件,并通过螺钉与连接板连接;所述导向杆的顶端通过螺钉、导向杆安装板与连接板连接;所述连接板由15mm钢板加工而成,且所述连接板上开设有减重孔;所述第二定位块、垫块安装在所连接板上;

所述夹紧机构包括:第二缓冲块、缓冲块调节板、夹紧可动板、夹紧压板、夹紧固定板、鱼眼接头、气缸、气缸安装座、气缸尾座;所述夹紧固定板安装在机架上,且所述夹紧固定板上焊有圆柱轴;所述夹紧可动板为焊接件,且所述夹紧可动板上设置有一个安装孔及两个螺纹孔,所述安装孔与夹紧固定板上的圆柱轴配合连接并通过螺钉及夹紧压板固定,其中一个螺纹孔通过螺钉与鱼眼接头连接,另一个螺纹孔通过螺钉与第二缓冲块、缓冲块调节板连接并通过螺母锁紧;所述气缸的行程为50mm,用于连接气源并通过控制柜控制,所述气缸的活塞杆与鱼眼接头连接,所述气缸的尾部通过螺钉与气缸尾座连接;所述气缸尾座通过销轴与气缸安装座连接,并通过两端的弹性挡圈固定所述销轴;所述气缸安装座通过螺钉固定在机架上;

所述抽风机构包括:鼓风机、鼓风机安装板、管接头;所述鼓风机通过鼓风机安装板安装在机架上,用于循环回收余砂;所述管接头的主体为变截面的封闭腔体;其中,所述管接头的上部设有14个孔,所述14个孔分别焊接有14个外径为25mm、长度25mm的钢管,且13个钢管通过软管、管箍与相应的接砂盒相连接;剩余的1个钢管连接有软管及管箍,且所述软管通过对折形式来封闭管口;所述封闭腔体下部设置有安装孔,所述安装孔焊接有外径为50mm、长度50mm的钢管,此钢管通过软管、管箍与鼓风机的吸风口相连接,所述封闭腔体的外围焊接有加强板,并通过所述加强板、螺钉固定在鼓风机安装板上。

6.根据权利要求1所述的打印机,其特征在于,所述打印机构包括:两条打印X轴导轨、打印X轴伺服电机、打印Y轴导轨、打印喷头部件、打印X轴传动轴系、打印拖链、墨桶、打印Y轴伺服电机;两条打印X轴导轨平行固定于在机架上,所述两条打印X轴导轨之间通过打印X轴传动轴系相连;所述打印X轴伺服电机驱动两条打印X轴导轨同步运动;所述打印Y轴导轨横架在两条打印X轴导轨上,且可沿着所述两条打印X轴导轨做直线往复运动;所述打印喷头部件安装在所述打印Y轴导轨上,可在打印Y轴伺服电机的驱动下随着所述打印Y轴导轨做Y向直线往复运动,以在砂箱的预设区域执行打印操作;所述墨桶通过墨路与所述打印喷头部件相连,以向所述打印喷头部件供墨;所打印拖链与所述打印Y轴导轨相连,用于对打印机构的管路、线路提供牵引和保护。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的打印机,其特征在于,所述机架包括:上机架部件和下机架部件;所述上机架部件通过螺钉固定在所述下机架部件上,用于安装铺砂机构、打印机构;所述下机架部件用于安装砂箱及配套组件、控制柜;其中:

所述上机架部件包括:第一机架内封板、第二接砂盒、第二机架内封板、上机架、第三支撑件、接墨盒、第三机架内封板、第二聚砂板、第三接砂盒、砂箱顶紧块、第四接砂盒;所述第三接砂盒、第四接砂盒分别用于收集砂箱左右侧、后侧的余砂;所述第二接砂盒用于收集毛刷从螺旋布料装置上清理下的余砂;所述第二接砂盒、第三接砂盒、第四接砂盒均通过软管与抽风机构相连接,以使余砂被抽风机构回收;所述第一机架内封板、第二机架内封板、第三机架内封板、第二接砂盒以及接墨盒均由1.5mm不锈钢板折弯、焊接而成,并通过螺钉固定于上机架内;所述接墨盒用于收集清洗打印喷头部件产生的废液,并将废液通过软管导出;所述第三支撑件用于给所述接墨盒、第三机架内封板提供支撑;所述上机架为焊接结构;

所述下机架部件包括:下机架、导轨滑块、可调脚杯;所述下机架为焊接结构,所述下机架上装有多个导轨滑块,所述导轨滑块与砂箱上的支撑导轨相配合,用于向砂箱提供引导及支撑;所述可调脚杯与所述下机架底部的螺纹孔相配合,用于调整所述打印机保持水平。

8.根据权利要求7所述的打印机,其特征在于,所述控制柜包括:电柜箱、不间断电源系统UPS箱、触屏显示器;所述电柜箱、UPS箱通过螺钉固定在所述下机架部件上,所述触屏显示器安装在护罩上。

9.根据权利要求2所述的打印机,其特征在于,所述护罩包括:上护罩部件和下护罩部件;所述上护罩部件安装在机架上,且所述上护罩部件的周面上设置有开门结构,门通过合页及螺钉安装在所述开门结构上;当门处于打开状态时,通过气弹簧支撑所述门,且所述门上开有两个观察孔,所述观察孔由透明亚克力板封闭;所述下护罩部件安装在机架上,所述下护罩部件的前侧面上设有对开滑动门,用于放入和取出砂箱,所述下护罩部件的后侧面上设有一个铰链门,用于执行对墨桶、抽风机构的安装和操作。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的打印机,其特征在于,所述打印机的最大打印尺寸为800×600×500,尺寸单位毫米,打印的分辨率为400×400DPI,且零件的打印层厚可调节。

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