[發明專利]3D打印設備超聲波振動落沙機構和方法

在審

• 申請號: 202011304768.X
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112549246A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 馬磊;黃斌;朱坤燦;鐘智;石海;袁世樞;程志凱
• 申請（專利權）人: 貴州航天風華精密設備有限公司
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B28B13/02;B28B17/00;B22C9/02;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 張祥軍

本發明提供了一種3D打印設備超聲波振動落沙機構和方法，該機構包括上沙斗、鋪沙斗、鋪沙滾筒，所述上沙斗的前后兩側各設有一塊安裝板，鋪沙滾筒兩端與安裝板連接，鋪沙斗設于上沙斗的下方，鋪沙斗與上沙斗之間設有彈性吸能板，鋪沙斗的下端開口處設有篩網，鋪沙斗上設有超聲波振動器。該方法包括：打印沙均勻地流入鋪沙機構容腔，經過篩網灑在成型平板上，對篩網施加超聲波振動，篩網與打印沙進行超聲波高頻碰撞，在容腔上部吸收振動波。本發明提高了打印沙鋪沙的均勻性；避免了沙子楔入篩網，發生板結；降低了噪音，改善了操作人員的工作環境；避免了機械共振造成機械損傷。

技術領域

本發明涉及3D打印設備技術領域，具體涉及一種3D打印設備超聲波振動落沙機構和方法。

背景技術

砂型3D打印的過程，一般是先在基板上鋪一層沙，用粘結劑固化，然后再鋪一層沙，如此層層疊加。在砂型3D打印設備中，鋪沙機構是重要的部件，3D打印設備的打印質量和效率很大程度上取決于鋪砂裝置。原有的砂型3D打印設備中，采用偏心輪轉動帶動鋪沙機構振動，使沙子通過篩網落下，從而達到均勻鋪沙的目的。該方法存在如下問題：(1)鋪砂過程中容易出現波浪紋型偏差，鋪砂不均勻，嚴重時造成砂型報廢；(2)偏心輪旋轉、鋪沙機構抖動的噪音太大，對工作人員的健康有損害；(3)機構振動的慣性力較大，而且容易出現共振現象，對設備損害較大；(4)鋪沙效率偏低；(5)對某些濕度范圍的沙子進行鋪沙時，沙子容易楔入篩網，逐漸在篩網上發生板結，從而無法落沙，造成砂型報廢、降低效率。公開號為CN210061488U的中國專利公開了一種3D打印設備的下料機構，該下料機構包括下料支撐座和設于下料支撐座上的下料槽，下料槽下方設有刮刀，下料時，刮刀隨下料槽移動，沙子從兩刮刀之間的通道流出，被刮刀鋪到工作臺上。該下料機構雖然由于采用刮刀鋪沙而不需要振動，但同時也沒有辦法對沙子進行篩分，無法避免沙子的板結、粗大、存在孔隙等問題。因此，該專利不能解決上述問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種3D打印設備超聲波振動落沙機構和一種落沙方法。

本發明通過以下技術方案得以實現。

本發明提供了一種3D打印設備超聲波振動落沙機構，包括上沙斗、鋪沙斗、鋪沙滾筒，所述上沙斗的前后兩側各設有一塊安裝板，鋪沙滾筒兩端與安裝板連接，鋪沙斗設于上沙斗的下方，鋪沙斗與上沙斗之間設有彈性吸能板，鋪沙斗的下端開口處設有篩網，鋪沙斗上設有超聲波振動器。

采用本發明，提高了打印沙鋪沙的均勻性，避免了產品的報廢；避免了沙子楔入篩網，發生板結，減小了維修，提高了工作效率；還大大降低了噪音，改善了操作人員的工作環境。另外，通過彈性吸能板吸收振動能量，減小了鋪沙斗的振動對上沙斗的干擾，避免鋪沙斗與上沙斗發生共振，減小了機械損傷和噪音傳播。

所述上沙斗為兩塊側板與兩塊安裝板圍成的矩形結構，安裝板向左端延長，延長部分向下彎折，向下彎折的部分與鋪沙滾筒連接。通過向左端延長的部分安裝落沙機構，使落沙機構的安裝位置原理上沙斗的上開口，避免對供沙過程的干擾。該設置還降低了鋪沙滾筒的安裝高度，從而減小了鋪沙滾筒為接觸成型底板所需的直徑和安裝空間，減小了機構的體積和重量。

所述鋪沙斗為兩塊振動側板和兩塊振動板合圍而成的框體結構，框體的下端與篩網接觸，篩網下面設有框形的壓板，壓板固定框體上。具體地，振動側板位于左右兩側，振動板位于前后兩側。壓板可以用螺釘固定在振動側板、振動板上，從而將篩網壓緊，使篩網張緊，并且避免篩網與鋪沙斗之間產生空隙；同時，便于篩網的更換。

所述振動側板傾斜設置，使鋪沙斗的內部空間由上而下逐漸變窄。傾斜的側板使鋪沙斗的下部開口形成狹長的通道，打印沙在傾斜的振動側板上流動的過程中，在自重的作用下向兩側分散，使得打印沙形成瀑布型的流束，提高鋪沙的厚度均勻性。

所述鋪沙斗上部設有向外翻邊結構，向外翻邊結構的上環面與彈性吸能板接觸。