[发明专利]无需称重的3D砂型打印定量混砂机及混砂方法

说明书

本发明公开了一种无需称重的3D砂型打印定量混砂机及很合方法，混砂机包括：上砂装置，用于存储砂子并将砂子定量地输送至混砂装置中；固化剂供给装置，用于存储固化剂并将固化剂定量地输送至混砂装置中；混砂装置，用于混合砂子和固化剂，存储混合后的砂子待打印时使用；上砂装置包括安装支架、储砂桶和砂子输送机构，砂子输送机构包括上砂螺杆和第一伺服电机，通过第一伺服电机控制砂子的添加量；固化剂供给装置包括存储桶、第二伺服电机和计量泵，通过配合的第二伺服电机与计量泵连接控制固化剂的添加量。本发明无需任何称重传感器进行称重，避免因称重传感器出现问题而易导致整个混砂系统都无法正常使用，缩短了混砂流程，提高了运行的效率低。

技术领域

本发明涉及砂型铸造领域，尤其涉及一种无需称重的3D砂型打印定量混砂机及混砂方法。

背景技术

砂型铸造工艺要将砂子与胶水进行一定比例的混合，用来对砂子进行预粘接，其后倒入模型舂实，硬化后取模，得到需要的铸造砂型。在传统铸造行业，这个混砂是由连续混砂机对型砂和胶水进行定额配比并连续混合完成的，此种模式在大型、批量生产线上应用较多。也有采用球形混砂的断续混砂设备进行砂型铸造的，此种设备用于少量制作或实验室制作，或制作砂型时每次需求较少的情况。

砂型3D打印的原理是将一定厚度的材料反复打印在平台上，循环往复，直到生成整个成型件。在砂型3D打印场合，砂型3D打印设备使用的原料是砂子，打印前将砂子在混砂系统中提前并与固化剂按一定比例混合，然后输送到主机，打印时砂子遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态；这样在一层胶水一层砂子的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可得到模型。在砂型3D打印的原理下，设备对砂子的需求处于一种断续状态，每次需求量较少，而又是断续的、持续需求的，这与传统铸造对砂的需求完全不同。区别在于：首先，砂子是以某个定量按一定时间间隔，持续输出的，而量和时间是根据工艺需求随时变动的，因此，不能直接使用传统设备得到；此外，混砂系统在混合砂子时精度要求的更高，如果砂子与固化剂的比例偏差太大，会影响打印出的模型质量，如果混砂系统的传输效率低，又很难在混砂量与输送速度之间取得平衡，所以砂型3D打印设备运行时需要一个高效且稳定的混砂系统。

目前，现有的砂型3D打印设备的混砂系统如图1所示，砂子靠无法定量控制的输送组件输送(如螺杆、真空吸等)到计量桶，使用称重传感器称出砂子重量后输送到混砂罐，再用称重传感器称出一定比例的固化剂后输送至混砂罐，将砂子与固化剂进行搅拌。在这个流程中，砂子称重和固化剂称重需要一定的时间，使混砂流程时间加长，且称重过程中会使用到多个传感器，当其中某一个传感器出现问题时，整个混砂系统都无法正常使用，影响整个打印过程，另外，抽取、称重、混砂流程太长，当比较大的机器需要打印时，势必会做一个大的混砂容器、称重容器来配合这个流程，如此，导致混砂系统的体积过于庞大，有的占到主机体积的1/2，设置和主机规模相等。还有的传统混砂系统如图2所示，直接使用三相电机驱动混砂螺杆，在砂子落入螺杆机后直接打入固化剂进行混砂，该混砂方式和传统铸造厂混砂流程一样，提前将砂子混好，存在缓存桶内备用，需要时再将砂子取出使用，该混砂装置使用的三相电机无法动态控制砂子的重量，且无法做到即混即用，只能用在特殊白砂或者杂志含量较少的高纯硅砂场合，多数的过长常规焙烧砂无法使用，导致局限性很大。

发明内容

本发明提供了一种无需称重的3D砂型打印定量混砂机及混砂方法，以解决传统混砂装置混砂时需要称重的流程导致混砂流程太长导致的运行效率低，传感器出现问题时易导致整个混砂系统都无法正常使用，以及设备体积庞大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

本发明涉及一种无需称重的3D砂型打印定量混砂机，其包括：

上砂装置，用于存储砂子并将砂子定量地输送至混砂装置中；

固化剂供给装置，用于存储固化剂并将固化剂定量地输送至混砂装置中；

混砂装置，用于混合砂子和固化剂，存储混合后的砂子待打印时使用。