[实用新型]一种大批量制造铸造砂型的3D打印设备

说明书

本实用新型涉及一种大批量制造铸造砂型的3D打印设备，包括铺粉器导轨、打印头导轨、打印头、铺粉器、内导轨、外导轨、中轴、工作车，其特征在于所述铺粉器导轨和打印头导轨间隔设置，皆与设备内导轨和外导轨连接，所述内外导轨与中轴同心固定，所述打印头和所述铺粉器分别连接在相应导轨上，所述工作车相对独立于设备，自带运动滚轮和举升结构，配备智能控制系统。本实用新型设备可以连续不停运转，只需自动更换工作车即可，大大提高了生产能力和打印效率。

技术领域

本实用新型涉及一种3D打印设备，用于大批量制造铸造用砂型。

背景技术

目前已有的制造铸造用砂型的3D打印设备，其主要原理和结构均由常规的以直线运动为主的打印机改造而成，产能较低，一般适用于单件小批量生产，无法满足大批量大规模工厂的制造需求。而能够进行大批量连续生产的3D打印设备或专利，其制造精度往往较低。

如实用新型专利《具有加速执行的用于3D打印方法的设备和方法》（申请号201480070534 X，公开号CN105598451A，公开日2016.08.10）中公开了多种3D打印设备布局方案。该实用新型方案主要存在以下问题：多组打印头和铺粉器的组合利用率不高，在其中一组工作时，剩余的会处于闲置状态，浪费空间和时间。该实用新型的批量打印方案采用皮带传动，这种传动方式决定了系统精度较低，很难制造出高精度的砂型产品。

总之，目前已有的设备或方案均无法同时满足高精度和大批量这两个需求，而大部分制造精度要求高的铸造零部件，通常都是需求量较大的小件。本实用新型调和高精度和大批量的矛盾，给出一种可行的解决方案。

发明内容

本实用新型公开了一种应用于制造大批量铸造用砂型的3D打印设备，用以解决现有设备或方案中存在的无法同时满足大批量和高精度制造要求的问题。

本实用新型的目的是这样实现的，本实用新型的3D打印设备，包括铺粉器导轨、打印头导轨、打印头、铺粉器、内导轨、外导轨、中轴、工作车。其中，铺粉器导轨和打印头导轨间隔设置，皆与设备内导轨和外导轨连接，可在内外导轨上进行双向圆周运动。内导轨和外导轨与中轴同心固定，打印头和铺粉器分别连接在相应导轨上，可在相应导轨上做往复直线运动。工作车相对独立于设备，自带运动滚轮和举升结构，配备智能控制系统，可自动行驶到设备内的相应打印工位。

所述的设备打印工位等距分布在由设备内导轨和外导轨形成的圆环内。每两个打印工位中间由框架型材隔开，形成相对独立的空间，每个打印工位均布置了相应传感器，可以检测到工作车是否到位。

本实用新型设备可以设置的打印工位数量通常是偶数，每两个打印工位配备一套打印头和铺粉器，间隔放置，以确保打印工序不停滞。为提高设备空间利用率，并且使设备尺寸控制在合理范围内，优选的，打印工位数量可设置为6~16个。

一般的，本实用新型设备运行方式如下：打印头和铺粉器间隔放置，且均正对一个工作车。当开始打印时，铺粉器沿设备径向导轨进行直线运动，先对所对应的工作箱进行第一次铺粉，其相邻的2个打印头停止不动，完成首次铺粉。之后，中轴驱动所有打印头和铺粉器按任意方向旋转一定角度，该角度可使铺粉器和打印头正对下一个相邻的工作车。上一工序已经完成铺粉的工作车在中轴旋转后正对打印头，本次可以开始打印，上一工序未铺粉或已完成打印的工作车，本次正对铺粉器，可以同步进行铺粉。如此往复循环，完成打印。

打印程序结束后，已完工的工作车根据打印结束信号指示，按照预定路径，驶向集中清理站，清理剩余打印介质，并取出所需型芯。工作车行驶路径可以是固定轨道，也可以利用以工厂平面布局图为基准的导航系统，或者是利用扫描二维码或通过安装接近开关等传感器的方法，实现工作车导航路径。前一个工作车驶离打印工位后，排队中的工作车自动驶入该打印工位开始打印工作。已驶向集中清理站的工作车在清理完成后，自行返回排队区，等待开始打印。

本实用新型设备的各个导轨优选采用滚珠导轨和丝杠模组，以便确保高精度运行。