[發明專利]一種3D打印成形裝置

有效

• 申請號: 202011046583.3
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112222358B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 單忠德;郭智;閆丹丹;劉豐;楊金剛;平洋
• 申請（專利權）人: 北京機科國創輕量化科學研究院有限公司
• 主分類號: B22C9/02
• 分類號: B22C9/02;B33Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開的一種3D打印成形裝置，該裝置屬于增材制造領域。該裝置包括型砂預處理系統、真空上砂及供料系統、鋪砂打印一體化系統、移動平臺及控制系統。該裝置設計了一種鋪砂打印一體化系統，該系統可以在單個鋪砂打印行程中實現多層砂型的制作，同時可以實現鋪砂打印的一體化往復雙向打印成形。該裝置可以實現大型鑄造砂型的高效3D打印成形，具有很強的推廣使用價值。

技術領域

本發明屬于增材制造領域，具體涉及一種3D打印成形裝置。

背景技術

砂型3D打印技術是一種基于分層制造原理的砂型快速制造技術。目前，砂型3D打印技術大都是基于粉床的快速成形方法，成形過程中需要先將型砂顆粒與一定量的固化劑進行混合攪拌，并將型砂裝入鋪砂料斗中，之后可升降工作平臺下降固定高度，鋪砂料斗在可升降工作平臺上進行移動鋪砂，鋪砂完成后，計算機控制打印噴頭根據砂型當前層輪廓信息在砂層表面按需噴射粘接劑，當噴射的樹脂粘結劑遇到預混了固化劑的型砂后使砂粒粘結固化成當前層砂型，接著可升降工作平臺下降固定層厚，重復鋪砂和打印工序，層層制作最終打印成所需砂型。砂型制造完成后需要在常溫下固化2到3小時以獲得較高的砂型強度方可取出。

目前的砂型3D打印成形裝置仍存在砂型制造工序多、成形效率低、砂型性能差等問題，不能滿足企業的生產需求。

發明內容

針對目前的砂型3D打印成形裝置仍存在砂型制造工序多、成形效率低、砂型性能差等問題，本發明提出了一種3D打印成形裝置。

本發明中的3D打印成形裝置包括：型砂預處理系統(1)、真空上砂及供料系統(2)、鋪砂打印一體化系統(3)、移動平臺(4)以及控制系統(5)；

其中，所述型砂預處理系統(1)位于鋪砂打印一體化系統(3)的外側，與真空上砂及供料系統(2)連接，用于提供混合了固化劑的型砂顆粒；所述真空上砂及供料系統(2)固定連接在鋪砂打印一體化系統(3)的一端，用于存放混合了固化劑的型砂顆粒，并將混合了固化劑的型砂顆粒均勻裝入鋪砂打印一體化系統(3)中；所述移動平臺(4)位于鋪砂打印一體化系統(3)的底部中間位置位置，作為打印砂型成形平臺，并且可以水平移動。

本發明中的3D打印成形裝置工作時，型砂預處理系統(1)、真空上砂及供料系統(2)、鋪砂打印一體化系統(3)、移動平臺(4)都在控制系統(5)的控制下各自獨立的進行運行狀態初始化、檢測及運行。其中，型砂預處理系統(1)負責將原砂顆粒與固化劑進行定量混合攪拌，并將攪拌后的型砂存放到型砂存儲箱中，當型砂存儲箱中的型砂存儲量達到額定數值時，真空上砂及供料系統(2)可以進行上砂工序，當型砂存儲箱中的型砂存儲量達到最大數值時，型砂預處理系統(1)停止工作。真空上砂及供料系統(2)根據上砂盒中型砂存放量進行真空上砂及供料工序，當上砂盒中型砂存儲量不足時，真空上砂及供料系統(2)檢測型砂預處理系統(1)的型砂存儲狀態，當型砂存儲量達到額定數值，真空上砂及供料系統(2)開始工作，當上砂盒中型砂存放量達到額定值，真空上砂及供料系統(2)停止工作。鋪砂打印一體化系統(3)檢測移動平臺初始化狀態及多個鋪砂槽中型砂存儲量，當移動平臺移動到工作位置后，并且鋪砂槽中型砂存儲量到達額定值后，鋪砂打印一體化系統(3)開始獨立運行多層鋪砂打印工序，每完成一次多層鋪砂打印工序，鋪砂打印一體化系統(3)沿Z方向上升預設層砂型厚度的距離。當鋪砂槽中的型砂存儲量不足時，鋪砂打印一體化系統(3)移動到初始位置，真空上砂及供料系統(2)對鋪砂槽進行裝砂工序。