[发明专利]逐层布料方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种逐层布料方法及其装置，特别是用于无模铸型快速制造设备中的逐层布料方法及其装置。 

背景技术

近年来，无模铸型快速制造设备在铸造和模具制造领域日益得到应用。这种设备是根据一定的软件程序指令，将颗粒状物质，比如：砂粒，以一定的厚度逐层铺展堆叠在设备工作台上，然后由扫描头在砂层上根据指令绘出二维图形并喷射粘接剂、固化剂，使颗粒状物质(砂粒)堆叠固化成一个三维实体，然后再清除未固化颗粒状物质(散砂)，就得到一个铸型或模型。 

中国专利号为ZL200520129895.5，名称为“自动定量给料和自动铺料装置”的发明专利，公开了一种用于无模快速成形设备中的给料和铺料装置。该装置在“铺料盒的一端设置刮板，其另一端设置有压辊”，在落料、铺料以后，“刮板将粒料或粉料推到工作加工区并刮平，同时压辊将粒料或粉料压实”。这种“刮板+压辊”的铺料方法和装置在实际应用中存在如下缺陷：由于颗粒层(砂层)的厚度比较薄，一般为0.2～1.0mm，在落料(撒料)完成后，刮板在刮平过程中常常在颗粒层(砂层)上刮出裂缝。图1为现有压辊的线速度υ与角速度ω的方向关系示意图，如图1所示，压辊直径较小且其圆心平移方向与辊子和颗粒层接触处的线速度方向相反，常常在向前转动碾压颗粒层的过程中使砂层表面形成波纹状压痕。这些缺陷都会影响下一步对颗粒层(砂层)的扫描和粘接，从而使铸型或砂型的精度和密度质量不佳。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种逐层布料方法及其装置，可以使颗粒层(砂层)的平整性和紧密性明显改善，提高铸型或模型(砂型)的质量。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的： 

一种逐层布料方法，该方法包括如下步骤： 

步骤1：撒料，将颗粒状物质撒落在工作平台的工作平面上； 

步骤2：平整，将颗粒层表面按一定厚度要求平整均匀； 

步骤3：压实，对平整的颗粒层表面施加一定压下量，将其压实； 

所述的步骤2通过平移推辊对颗粒层表面按一定厚度要求进行平整，推辊的圆心的平移方向的线速度与推辊和颗粒层接触处的线速度方向一致。 

为了保证对颗粒层的平整质量，所述的步骤2中推辊外缘的线速度至少是推辊平移线速度的2倍。 

在必要的情况下，所述的步骤2之前还可以包括如下步骤： 

步骤21：粗平整，即用刮板对落料按一定厚度进行初步平整，平整后的厚度大于要求的料层厚度。 

所述的步骤3通过压板对平整的颗粒层表面进行步进压实，压板每完成一次压下后，提起向前平移一定距离后再次压下，直至完成全部颗粒层的压实。压板的压下量为颗粒层厚度的5％至20％。 

所述的步骤3中的压板为加温压板，其加热温度为50～120℃。 

本发明还提供一种实现上述逐层布料方法的装置，包括顺序设置在工作平台上方的撒料机构、平整机构和压实机构，所述的平整机构包括推辊、驱动装置和平移装置，驱动装置驱动推辊以角速度ω旋转，同时平移装置驱动推辊以线速度υ沿颗粒层表面平移，该平移线速度υ的方向与推辊和颗粒层接触处的线速度方向一致。 

根据平整需要，所述的推辊的直径为40～80mm。 

为了保证推辊的清洁，所述的平整机构还包括有刷辊一，所述的刷辊一与驱动装置相连，其外缘与推辊的外缘相接触，刷辊一的直径是推辊直径的40～60％。 

另外，所述的平整机构还包括有刮板，所述的刮板固定在平整机构的框架上，刮板上设有高度调节装置，通过调节刮板高度来调整刮砂量，对颗粒层进行粗平整。 

所述的压实机构包括压板、分别与压板相连的压板下压装置和压板平移装置，压板下压装置包括有驱动轴，该驱动轴与凸轮相连，凸轮的下方设有轴承及轴承座，压板设置在轴承及轴承座的下方，连接块将压板与弹簧的一端连接起来，弹簧的另一端设置在横固定板上，导轨滑块位于侧固定板与连接块之间，导轨滑块在导轨上纵向滑动设置，横固定板的两端安装在机架上，并在机架上横向滑动设置。 

根据不同的需要，所述的压板可以为金属材料，比如：铝板，或采用非金属材料，比如：木板、陶瓷板、玻璃板等。 

为了调整压下量的大小，所述的凸轮为不同轮廓线的凸轮组中的某一凸轮，该凸轮组中包括多个凸轮，每个凸轮都固定在驱动轴上，通过横固定板的两端在机架上横向滑动，实现对凸轮组中不同轮廓线的凸轮的更换。 

为了达到更好的效果，所述的压板内还设有加热装置和温控装置，该加热装置通常采用电加热棒或电加热板。