[發(fā)明專利]3D打印機的單一砂處理系統(tǒng)及砂處理方法

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• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN107931519A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐暉;曹正文;林衛(wèi)國;孫佳東;張杭凱
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市愛司凱科技股份有限公司
• 主分類號: B22C5/04
• 分類號: B22C5/04;B33Y40/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 王桂名

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種3D打印機的單一砂處理系統(tǒng)及砂處理方法。

背景技術(shù)

砂型3D打印工作原理是先將鑄造石英砂與固化劑混合好，在打印平臺鋪一層砂后，打印頭在砂層上根據(jù)該層砂型芯輪廓特征噴射樹脂粘接劑，如此鋪砂、噴射樹脂層層反復(fù)堆積粘接，最終形成所需砂型芯實體，常溫自硬化后從工作箱取出，清理干凈表面浮砂即可用于澆鑄生產(chǎn)。

目前國內(nèi)現(xiàn)有的3D打印設(shè)備吸砂、加砂、分離、發(fā)送都是獨立的，而且砂子和固化劑需要主機上完成混合，這種模式的3D打印設(shè)備占用空間大，工作效率低、勞動強度大，無法滿足快速、高效率生產(chǎn)的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種穩(wěn)定可靠的，砂子與固化劑配比準(zhǔn)確，自動化程度高的3D打印機的單一砂處理系統(tǒng)，并提供了采用本系統(tǒng)的砂處理方法。

為了達(dá)到目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明涉及一種3D打印機的單一砂處理系統(tǒng)，包括上砂模塊、稱重模塊、混砂發(fā)送模塊和出砂模塊，所述的上砂模塊包括新砂補給罐、第一過濾裝置、負(fù)風(fēng)壓裝置和新砂儲存罐，負(fù)風(fēng)壓裝置通過風(fēng)管與第一過濾裝置連接，第一過濾裝置固定在新砂儲存罐的頂部，第一過濾裝置通過軟管與新砂補給罐連接；所述的稱重模塊包括新砂計量罐和固化劑稱取裝置，新砂計量罐通過管道與新砂儲存罐連接，新砂計量罐和固化劑稱取裝置內(nèi)均設(shè)有若干稱重傳感器；所述的混砂發(fā)送模塊包括攪拌罐和加壓裝置，加壓裝置通過風(fēng)管與攪拌罐連接，攪拌罐設(shè)有兩個進(jìn)料口，其中一個進(jìn)料口通過軟管與新砂計量罐連接，另一個進(jìn)料口通過軟管與固化劑稱取裝置連接，攪拌罐的內(nèi)部設(shè)有攪拌槳，攪拌罐的底部設(shè)有出料口；所述的出砂模塊包括第二過濾裝置、主機儲砂罐和主機漏斗，第二過濾裝置固定在主機儲砂罐的頂部，主機儲砂罐通過軟管與攪拌罐的出料口連接，主機儲砂罐內(nèi)設(shè)有若干稱重傳感器，主機漏斗通過軟管與主機儲砂罐連接。

優(yōu)選地，所述的第一過濾裝置和所述的第二過濾裝置包括旋流蓋、筒體和穩(wěn)渦錐，筒體內(nèi)部存在圓形空腔，圓形空腔從上到下的直徑逐漸減小，旋流蓋套設(shè)在筒體的頂部，旋流蓋的外圈設(shè)有過濾裝置進(jìn)料口，旋流蓋的中軸位置設(shè)有出風(fēng)口，旋流蓋的內(nèi)部設(shè)有流道，流道螺旋設(shè)置，流道的兩端分別與過濾裝置進(jìn)料口和筒體的圓形空腔連通，流道的直徑從過濾裝置進(jìn)料口一端到圓形空腔一端逐漸減小，穩(wěn)渦錐設(shè)在筒體的底部，穩(wěn)渦錐的中央設(shè)有與出風(fēng)口相對應(yīng)的錐形本體。

優(yōu)選地，連接新砂儲存罐和新砂計量罐的軟管上設(shè)有二通閥I，連接新砂計量罐與攪拌罐的軟管上設(shè)有二通閥II，連接攪拌罐與第二過濾裝置的軟管上設(shè)有二通閥III。

優(yōu)選地，所述的第二過濾裝置的出風(fēng)口通過管道連接有廢料池。

一種基于權(quán)利要求1所述的3D打印機的單一砂處理系統(tǒng)的砂處理方法，包括以下步驟：

(1)新砂在負(fù)風(fēng)壓裝置的負(fù)風(fēng)壓作用下從新砂補給罐進(jìn)入第一過濾裝置中，第一過濾裝置對氣砂混合流體進(jìn)行氣固分離，砂子在自重的作用下進(jìn)入到新砂儲存罐中儲存，空氣排出第一過濾裝置；

(2)新砂在自重作用下從新砂儲存罐流至新砂計量罐中，新砂計量罐內(nèi)的稱重傳感器對新砂進(jìn)行稱重，根據(jù)新砂的重量，固化劑稱取裝置自動稱取固化劑，稱重后的新砂和固化劑分別流至攪拌罐中，攪拌罐中的攪拌槳充分?jǐn)嚢栊律昂凸袒瘎箖烧叱浞只旌希?/p>

(3)新砂和固化劑完全混合后，加壓裝置向攪拌罐內(nèi)施加壓力，將新砂與固化劑的混合物壓入第二過濾裝置內(nèi)，第二過濾裝置對流體進(jìn)行氣固分離，新砂及固化劑在自重作用下進(jìn)入主機儲砂罐等待使用，空氣排出第二過濾裝置；

(4)主機儲砂罐內(nèi)的砂子在自重作用下流至主機漏斗進(jìn)行3D打印，同時主機儲砂罐內(nèi)的稱重傳感器實時檢測其內(nèi)部砂子的重量，當(dāng)砂子不足時，重復(fù)步驟1～3，向主機儲砂罐內(nèi)補充新砂。

優(yōu)選地，所述的第一過濾裝置和第二過濾裝置進(jìn)行氣固分離時，砂子和空氣的混合流體或砂子、固化劑和空氣的混合流體從過濾裝置進(jìn)料口進(jìn)入，流經(jīng)直徑逐漸減小的流道后，沿筒體內(nèi)壁切線的方向進(jìn)入筒體內(nèi)的圓形空腔，在向心力作用下，較重的砂子及固化劑沿筒體內(nèi)壁分布，并沿筒體內(nèi)壁下沉后從筒體底部排出，較輕的空氣向筒體的中央聚攏并形成旋風(fēng)，旋風(fēng)的尾巴附著在錐形本體上，旋風(fēng)從出風(fēng)口排出筒體。

優(yōu)選地，所述的第二過濾裝置分離空氣和砂子時，空氣將質(zhì)量較輕的雜質(zhì)一起帶出。

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：