[發明專利]無需稱重的3D砂型打印定量混砂機及混砂方法

在審

• 申請號: 202210481603.2
• 申請日: 2022-05-05
• 公開（公告）號: CN114653890A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 曹正文;壽煥忠;孫佳東
• 申請（專利權）人: 愛司凱科技股份有限公司
• 主分類號: B22C5/04
• 分類號: B22C5/04;B33Y40/10
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 徐超

本發明公開了一種無需稱重的3D砂型打印定量混砂機及很合方法，混砂機包括：上砂裝置，用于存儲砂子并將砂子定量地輸送至混砂裝置中；固化劑供給裝置，用于存儲固化劑并將固化劑定量地輸送至混砂裝置中；混砂裝置，用于混合砂子和固化劑，存儲混合后的砂子待打印時使用；上砂裝置包括安裝支架、儲砂桶和砂子輸送機構，砂子輸送機構包括上砂螺桿和第一伺服電機，通過第一伺服電機控制砂子的添加量；固化劑供給裝置包括存儲桶、第二伺服電機和計量泵，通過配合的第二伺服電機與計量泵連接控制固化劑的添加量。本發明無需任何稱重傳感器進行稱重，避免因稱重傳感器出現問題而易導致整個混砂系統都無法正常使用，縮短了混砂流程，提高了運行的效率低。

技術領域

本發明涉及砂型鑄造領域，尤其涉及一種無需稱重的3D砂型打印定量混砂機及混砂方法。

背景技術

砂型鑄造工藝要將砂子與膠水進行一定比例的混合，用來對砂子進行預粘接，其后倒入模型舂實，硬化后取模，得到需要的鑄造砂型。在傳統鑄造行業，這個混砂是由連續混砂機對型砂和膠水進行定額配比并連續混合完成的，此種模式在大型、批量生產線上應用較多。也有采用球形混砂的斷續混砂設備進行砂型鑄造的，此種設備用于少量制作或實驗室制作，或制作砂型時每次需求較少的情況。

砂型3D打印的原理是將一定厚度的材料反復打印在平臺上，循環往復，直到生成整個成型件。在砂型3D打印場合，砂型3D打印設備使用的原料是砂子，打印前將砂子在混砂系統中提前并與固化劑按一定比例混合，然后輸送到主機，打印時砂子遇到膠水會迅速固化黏結，而沒有膠水的區域仍保持松散狀態；這樣在一層膠水一層砂子的交替下，實體模型將會被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可得到模型。在砂型3D打印的原理下，設備對砂子的需求處于一種斷續狀態，每次需求量較少，而又是斷續的、持續需求的，這與傳統鑄造對砂的需求完全不同。區別在于：首先，砂子是以某個定量按一定時間間隔，持續輸出的，而量和時間是根據工藝需求隨時變動的，因此，不能直接使用傳統設備得到；此外，混砂系統在混合砂子時精度要求的更高，如果砂子與固化劑的比例偏差太大，會影響打印出的模型質量，如果混砂系統的傳輸效率低，又很難在混砂量與輸送速度之間取得平衡，所以砂型3D打印設備運行時需要一個高效且穩定的混砂系統。

目前，現有的砂型3D打印設備的混砂系統如圖1所示，砂子靠無法定量控制的輸送組件輸送(如螺桿、真空吸等)到計量桶，使用稱重傳感器稱出砂子重量后輸送到混砂罐，再用稱重傳感器稱出一定比例的固化劑后輸送至混砂罐，將砂子與固化劑進行攪拌。在這個流程中，砂子稱重和固化劑稱重需要一定的時間，使混砂流程時間加長，且稱重過程中會使用到多個傳感器，當其中某一個傳感器出現問題時，整個混砂系統都無法正常使用，影響整個打印過程，另外，抽取、稱重、混砂流程太長，當比較大的機器需要打印時，勢必會做一個大的混砂容器、稱重容器來配合這個流程，如此，導致混砂系統的體積過于龐大，有的占到主機體積的1/2，設置和主機規模相等。還有的傳統混砂系統如圖2所示，直接使用三相電機驅動混砂螺桿，在砂子落入螺桿機后直接打入固化劑進行混砂，該混砂方式和傳統鑄造廠混砂流程一樣，提前將砂子混好，存在緩存桶內備用，需要時再將砂子取出使用，該混砂裝置使用的三相電機無法動態控制砂子的重量，且無法做到即混即用，只能用在特殊白砂或者雜志含量較少的高純硅砂場合，多數的過長常規焙燒砂無法使用，導致局限性很大。

發明內容

本發明提供了一種無需稱重的3D砂型打印定量混砂機及混砂方法，以解決傳統混砂裝置混砂時需要稱重的流程導致混砂流程太長導致的運行效率低，傳感器出現問題時易導致整個混砂系統都無法正常使用，以及設備體積龐大的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：

本發明涉及一種無需稱重的3D砂型打印定量混砂機，其包括：

上砂裝置，用于存儲砂子并將砂子定量地輸送至混砂裝置中；

固化劑供給裝置，用于存儲固化劑并將固化劑定量地輸送至混砂裝置中；

混砂裝置，用于混合砂子和固化劑，存儲混合后的砂子待打印時使用。