[實用新型]一種磁控震動去除3D打印砂型多余砂料的裝置

有效

• 申請號: 201720501282.2
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN207057569U
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 王洪濤;彭凡;劉軼
• 申請（專利權）人: 寧夏迪艾投資合伙企業（有限合伙）
• 主分類號: B22C9/02
• 分類號: B22C9/02;B22C9/10;B22C9/12;B33Y40/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 徐素柏

技術領域

本實用新型涉及砂型3D打印技術領域，特別涉及一種3D打印砂型的型腔多余砂料的清理技術，適合于使用粉/砂3D打印砂型或砂芯的多余材料清理中。

背景技術

3D打印增材制造技術近年得到快速發展，被譽為將打開并引領第四次工業革命的關鍵技術。3D打印增材制造技術的實現方法有很多，其中一種普遍的實現原理為逐層選擇性硬化法，即：在整個層厚方向鋪設材料，并使即將成為零部件的區域通過激光燒結或噴射粘接劑等方法進行固化，再鋪設一層材料繼續打印。當打印完成后，未硬化部分的多余材料需要去除，表面需要打磨。

對于類似液態樹脂光敏成型的方法，由于液態樹脂具有很好的流動性，可以通過傾倒去除多余材料。但是使用顆粒/粉體材料進行3D打印的零部件則難以通過傾倒的方法去除多余材料，因為顆粒/粉體材料間摩擦力大，流動性差，同時在3D打印時往往有壓實動作，增大了顆粒/粉體材料間的緊實度，使顆粒/粉體材料基本沒有流動性。

當3D打印制造的零部件結構比較簡單時，其表面及內部結構腔面采用目視或簡易工具及時通過手動方法去除多余材料。但當零部件具有復雜空間結構或互咬/嵌套內腔結構時，多余材料將難以去除。對于此問題，目前并無可以參考使用的方法。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術中內腔結構復雜的砂型通過顆粒/粉體3D打印成型后，型腔內多余砂料清除不方便的問題，提供一種磁控震動去除3D打印砂型多余砂料的裝置，以便于通過多組繞組線圈產生交變磁場控制磁性材料的清砂介質顆粒高頻震動逐層擊落型腔內的多余砂料，大大提高清砂效率和清砂自動化水平。

本實用新型的目的是這樣實現的，一種磁控震動去除3D打印砂型多余砂料的裝置，包括箱體，所述箱體內設有用于放置3D打印砂型的支撐架，所述支撐架下側設有砂料收集裝置，所述箱體頂部和至少一側的側部分別設有用于產生交變磁場的繞組線圈，所述箱體內設有若干磁性材料制成的清砂顆粒，所述清砂顆粒在交變磁場的作用下對3D打印砂型的多余砂料從砂型表層開始逐漸震動擊落形成砂型的型腔，所述多余砂料通過砂料收集裝置收集。

本實用新型中的3D打印砂型用料一般為SiO2顆粒砂，是一種典型的非磁性物料，基本不會對磁場產生影響，在砂型周圍的不同方位設置繞組線圈，對至少兩個方位的繞組線圈按一定的頻率交互通電以便于在砂型內產生交變磁場，在磁場內設置的磁性材料制成的清砂顆粒在交變磁場的作用下被磁化產生交變磁力與砂型接觸部位發生類似敲擊和沖擊作用，3D打印砂型有黏接硬化的部分強度較高，可以抵抗清砂顆粒的撞擊作用而不發生破壞，而未黏接硬化的多余材料部分在高頻撞擊力的作用下逐漸散落，重新獲得自然堆積時的流動性，落入砂料收集裝置，被擊落多余砂料的部位形成型砂的型腔腔道。因此通過本實用新型的裝置，可以方便的實現復雜型腔砂型結構腔型內多余砂料的清理，大大提高清砂效率和自動化程度。

為便于各繞組線圈產生交變磁場，各所述繞組線圈通過控制部件控制產生交變磁場，所述控制部件包括電源控制模塊和頻率控制模塊，所述電源控制模塊用于控制各繞組線圈的通斷和線圈通電的電流強度，所述頻率控制模塊用于控制各繞組線圈的高頻通斷電的頻率以產生交變磁場。

為便于多余砂料散落后的收集，所述支撐架為格柵狀支撐架，所述砂料收集裝置包括支撐架下側的篩網和集料斗，所述篩網的篩孔直徑大于砂料的粒徑同時小于清砂顆粒的粒徑。

為保證各繞組線圈產生近似的等梯度磁場，所述繞組線圈采用近等梯度磁場繞法，例如，可以采用標準的亥姆霍茲線圈繞法或麥克斯韋爾線圈繞法繞制。

所述繞組線圈采用標準的亥姆霍茲線圈繞法或麥克斯韋爾線圈繞法繞制。

為便于選擇合適合粒徑的清砂顆粒，所述清砂顆粒為球形鑄鐵顆粒，所述清砂顆粒的粒徑小于3D打印砂型清砂后最狹小型腔腔道的最小通徑的1/3。

為方便砂型的進出，所述箱體一側設有可開關的門以便于裝放砂型，所述箱體底部四角分別高有支腿。