[發明專利]一種多材質砂型打印用高柔性多區域鋪砂方法及裝置

有效

• 申請號: 202210548767.2
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN114918371B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 楊浩秦;單忠德;強惠
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B22C9/02
• 分類號: B22C9/02;B33Y30/00
• 代理公司: 北京奇眸智達知識產權代理有限公司 11861
• 代理人: 樊進茹

1.一種多材質砂型打印用高柔性多區域鋪砂裝置，其特征在于，包括打印機構(1)、壓實機構(2)、振動鋪砂機構(3)、機座滾珠絲杠機構(4)、支撐板(5)、機座(6)、滾珠絲杠機構(17)，振動鋪砂機構(3)、壓實機構(2)、打印機構(1)安裝在支撐板(5)上，打印時一起在機座滾珠絲杠機構(4)上滑動，依次完成打印區域的鋪砂、壓實和打印操作；振動鋪砂機構(3)的鋪砂盒(13)與隨動鋪砂機構通過移動滑臺與滾珠絲杠機構(17)相連接，實現二維運動，壓實機構(2)的壓板(22)采用電動推缸(19)、升降導柱(20)、軸承(23)來控制升降，實現鋪砂后的壓實操作；打印機構(1)包括噴頭橫梁部件(24)、拖鏈(25)、一號橫向底座(26)和打印頭部件(27)，打印頭部件(27)由一號橫向底座(26)和拖鏈(25)帶動實現二維移動打印；

所述振動鋪砂機構(3)由鋪砂盒(13)、隨動鋪砂盒(16)、振動篩砂機構(14)以及滾珠絲杠機構(17)組成；所述鋪砂盒(13)經滾珠絲杠機構(17)帶動進行大面積鋪砂；隨動鋪砂盒(16)的二號橫向底座(15)與滾珠絲杠機構(17)連接，且隨動鋪砂盒(16)可在二號橫向底座(15)上移動，進而可進行大區域多處定量定點鋪砂；

所述振動篩砂機構(14)由彈簧振動機構(18)和多格篩網組成，多格篩網與支撐板(5)之間采用彈簧振動機構(18)相連接，多格篩網上設計有多個隔板，可分區鋪砂多種型砂，篩網根據落砂量需求設計網孔形狀、網孔排列密度和網孔中心距，彈簧振動機構可根據振動程度設計極限尺寸和數量，保證落砂量及均勻性；

所述壓實機構包括電動推缸(19)、升降導柱(20)、壓板(22)和軸承(23)，壓板(22)通過固定板(21)與支撐板(5)之間連接，壓板(22)設置在支撐板(5)下方，通過電動推缸(19)帶動升降導柱(20)上下升降以此對落砂區域進行壓實，升降導柱(20)通過軸承(23)與支撐板(5)實現連接。

2.如權利要求1所述的一種多材質砂型打印用高柔性多區域鋪砂裝置，其特征在于，支撐板(5)下底面由機座(6)支撐，支撐板(5)和其上的打印機構(1)、壓實機構(2)、振動鋪砂機構(3)通過機座滾珠絲杠機構(4)依次從打印平臺上方移動，進行層層鋪砂、層層壓實和打印。

3.一種多材質砂型打印用高柔性多區域鋪砂方法，其特征在于，采用如權利要求1-2任一項所述的鋪砂裝置實現定點定量鋪砂，并且在鋪砂前需要進行一次振動篩砂，使得落砂更均勻，包括如下步驟：

S1：根據復雜鑄件形狀輪廓需求，選取型砂配方及種類；

S2：對多材質復合鑄型三維幾何模型進行分層切片處理，得到每層二維切片信息；

S3：在打印平臺上鋪設5cm高度的原砂作為底砂；

S4：將配比后的不同種類原砂顆粒分別與相對應固化劑量放入混砂機中，均勻攪拌，得到預混了固化劑的型砂顆粒；

S5：將預混了固化劑的型砂顆粒均勻裝入振動鋪砂機構(3)內，完成裝砂工序；

S6：振動鋪砂機構(3)從左側向右側移動，將預混了固化劑的型砂顆粒通過振動落砂在打印平臺上進行鋪砂工序，鋪設厚度0.3-0.5cm；鋪砂完成后，壓實機構(2)從右側向左側移動，通過滾珠絲杠機構移動到打印平臺上方，將預混了固化劑的型砂顆粒在打印平臺上壓實，壓實完成后，打印機構(1)從右側向左側移動，經陣列噴頭進行當前層樹脂的噴射；

S7：打印平臺下降0.3mm-0.5mm的高度；

S8：重復步驟S2至步驟S6，層層壓實打印，直至完成多材質復合鑄型的制備；

S9：清理廢砂，取出砂型。