[發(fā)明專利]3D打印砂型連續(xù)式六面自動清砂機及清砂方法

在審

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• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107876710A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 趙大為;董翠粉;申國強;王兵;李旭兵;李保強;黃小東;李昭奇;董太軍;韓飛飛;郭傳林
• 申請（專利權）人: 機械工業(yè)第六設計研究院有限公司
• 主分類號: B22C19/00
• 分類號: B22C19/00;B33Y40/00
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙)41114
• 代理人: 韓華,劉一曉

技術領域

本發(fā)明涉及鑄造行業(yè)沙芯表面處理技術領域，尤其是涉及一種3D打印砂型連續(xù)式六面自動清砂機，同時涉及一種3D打印砂型連續(xù)式六面自動清砂方法。

背景技術

在鑄造領域中，使用傳統(tǒng)工藝進行砂型鑄造時，隨著鑄件形狀結構復雜程度的提高，鑄模造型越困難；而以3D打印技術為代表的數字化制造模式，采用一次成型技術，能夠按照電腦設計圖打印出復雜的鑄件結構，從而達到節(jié)約材料，縮短零部件的研制周期，降低制造成本的目的。因此，國內外越來越多的砂型鑄造企業(yè)，尤其是承接高端復雜鑄件制造加工的鑄造企業(yè)，均引進3D打印技術用于復雜鑄件砂型的制造。隨著3D打印技術產業(yè)化應用范圍的擴大，逐漸發(fā)現了一些亟待改進的技術問題，如砂型表面自動化清砂等。

傳統(tǒng)砂型由金屬模型壓制而成，強度高，表面光滑，砂型制作完成后直接進入流涂、表面干燥等下道工序。而采用3D技術打印砂型時，首先根據生產需求在電腦端錄入砂型的三維模型，然后由3D打印機根據三維模型反復按照一層干砂、一層樹脂固化劑的順序進行打印，最終完成砂型的制造。基于3D打印的工藝特點，3D砂型強度較低，且成型后的砂型表面會有一層約10mm厚的、具有一定粘度的浮砂層，因此無法像傳統(tǒng)金屬砂型一樣直接進行表面流涂，需要先經過清砂工藝進行除砂除塵，之后再進行流涂。具體地，首先采取用加熱設備對3D砂型進行加熱固化，之后用吊裝機構轉運至單獨的清砂房中進行人工清砂，清砂完成后再轉運至流涂工位進行表面流涂操作。

上述方法轉運時間長，且在轉運過程中容易發(fā)生砂型破損；人工清砂灰塵多、噪音大、效率低，不僅勞動強度大，而且操作環(huán)境差，嚴重影響員工身體健康；此外，因為3D打印產品多為復雜結構的產品，為了防止出現清砂死角，需要將砂型不斷吊裝翻轉，配合噴嘴進行吹掃。以上問題已嚴重制約著3D打印技術在鑄造領域的產業(yè)化應用。

發(fā)明內容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種3D打印砂型連續(xù)式六面自動清砂機，同時提供一種3D打印砂型連續(xù)式六面自動清砂方法。

為實現上述目的，本發(fā)明可采取下述技術方案：

本發(fā)明所述的3D打印砂型連續(xù)式六面自動清砂機，包括跨設在輥道輸送機上的清砂機殼體，所述清砂機殼體前后兩側分別設置有進口封閉門和出口封閉門，清砂機殼體頂部設置有升降式吹砂罩，清砂機殼體中部設置有位于所述輥道輸送機下方的底吹架，所述吹砂罩的頂面、四周側壁和所述底吹架上均設置有吹嘴，所述吹嘴均與PLC控制開合的電磁閥相連，清砂機殼體底部設置有移動式集砂箱，清砂機殼體側面設置有與除塵器相連通的吸塵罩。

為了便于吹掃和浮砂下落，所述輥道輸送機上設置有鏤空式托盤架。

為了節(jié)省空間和方便操作，所述進口封閉門和出口封閉門為自動升降式結構。

為了防止吹嘴與砂型意外接觸造成砂型損傷，以及便于調節(jié)吹嘴的吹掃方向，所述吹嘴上包覆有柔性材料層并與旋轉底座相連。

為了靈活調節(jié)清砂過程中的吹掃方向和吹掃時間，所述吹嘴分為六組，每組吹嘴分別沿所述吹砂罩的頂面、左側壁、右側壁、前側壁、后側壁和所述底吹架表面交錯排列，且每組吹嘴對應連接一個所述電磁閥。

為了使浮砂順利落入集砂箱內，所述移動式集砂箱上方設置有縮口式集砂斗。

一種3D打印砂型連續(xù)式六面自動清砂方法，采用上述3D打印砂型連續(xù)式六面自動清砂機，具體步驟包括：

第一步，通過輥道輸送機將砂型送入清砂機殼體內，并使砂型位于升降式吹砂罩正下方，關閉進口封閉門和出口封閉門；

第二步，使升降式吹砂罩下落至砂型周圍，開啟除塵器，并通過PLC控制電磁閥的開啟順序和開啟時間，使吹砂罩和/或底吹架上的吹嘴對砂型進行空間六面吹掃，吹掃過程中砂型表面的浮砂落入移動式集砂箱內，產生的浮塵通過吸塵罩進入除塵器；

第三步，開啟進口封閉門和出口封閉門，使升降式吹砂罩回升至原位，再將砂型送入下一工位進行人工輔助吹掃，從而完成整個清砂過程。

本發(fā)明提供的3D打印砂型連續(xù)式六面自動清砂機，能夠用于大規(guī)模、流水線化的3D打印砂型自動化清砂生產，其結構簡單，操作方便，使用本發(fā)明提供的清砂機進行砂型清砂處理時，能夠實現砂型的自動連續(xù)轉運、減少人工搬運吊裝時容易出現砂型破損的現象，能夠根據砂型的具體結構對其進行空間六面自動吹砂，同時收集落砂和揚塵，不僅提高了清砂工作的自動化程度，大幅縮短了3D打印砂型后期處理時間，具有良好的經濟效益，而且極大地改善了清砂工序的工作環(huán)境，有益于操作人員的身體健康。

附圖說明