[发明专利]用于3D打印设备的多喷头打印头及其打印铸造砂型的方法

说明书

本发明涉及用于3D打印设备的多喷头打印头及其打印铸造砂型的方法，其中用于3D打印设备的多喷头打印头包括主体框架，主体框架下侧固定连接有X向悬挂梁，X向悬挂梁下侧设有X向导轨滑块机构，X向导轨滑块机构的滑块与XY向连接板连接，XY向连接板下侧连接有Y向滑动机构，Y向滑动机构下侧连接有打印头连接板，所述打印头连接板下侧沿X向分别并排连接有打印头一、打印头二和打印头三，所述打印头一和打印头三分别与固化剂料箱连接用于向打印区喷固化剂，所述打印头二与粘结剂料箱连接。本发明的打印头打印时，可以同时喷出固化剂和粘结剂，免去在砂料中混固化剂的过程，并且减少固化剂用量，优化打印工艺并提高砂型质量。

技术领域

本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种用于3D打印设备的多喷头打印头及其打印铸造砂型的方法。

背景技术

目前的铸造砂型用3D打印设备是基于3DP工艺，即将材料粉末通过喷头用粘结剂将零件的截面“印刷”在材料粉末上，通过逐层的送粉、铺粉和喷射粘结剂，最终完成一个三维粉体的粘结。现有技术中的打印头结构为单头打印头，而砂型的打印需要在砂子中同时掺入固化剂和粘结剂，采用该打印头打印砂型时，需将固化剂提前掺入砂子中，混合，通过铺砂器铺砂，再使用打印头喷出粘结剂将需求截面的砂子进行粘结，打印完成后将与模型无关的砂子再去除。此方法需要在打印之前就将固化剂掺入砂子中，大大增加了固化剂的使用量，增加了打印前的准备时间，同时，掺杂了固化剂的砂子在打印过程中容易起浮尘，影响打印过程中对产品打印质量的监视，影响打印质量。

发明内容

本发明的目的是提供用于3D打印设备的多喷头打印头，实现砂型3D打印时，可以同时喷出固化剂和粘结剂，免去在砂料中混固化剂的过程，并且减少固化剂用量，降低打印粉尘，优化打印工艺并提高砂型质量。

本发明的目的是这样实现的，一种用于3D打印设备的多喷头打印头，包括主体框架，所述主体框架下侧固定连接有X向悬挂梁，所述X向悬挂梁下侧设有X向导轨滑块机构，所述X向导轨滑块机构的滑块与XY向连接板连接，所述XY向连接板下侧连接有Y向滑动机构，所述Y向滑动机构下侧连接有打印头连接板，所述打印头连接板下侧沿X向分别并排连接有打印头一、打印头二和打印头三，所述打印头一和打印头三分别与固化剂料箱连接用于向打印区喷固化剂，所述打印头二与粘结剂料箱连接。

本发明的多喷头打印头工作时，打印头组件沿Y向递增一个进程，X向导轨滑块机构带动打印头组件沿X向打印喷料一趟，然后打印头组件沿Y向再递增一个进程，X向导轨滑块机构带动打印头组件沿X向返回并打印喷料一趟；打印头组件反复执行上述移动和打印动作，直至完成一种铺砂层的打印，然后打印平台下降一个铺砂层的高度，继续执行上述一个砂层的打印动作，并重复若干次，直至完成整个砂型的3D打印。打印过程中，根据打印头沿X向移动方向，打印头一和打印头三交替喷料，使喷固化剂的打印头沿X向的移动方向始终位于喷粘结剂打印头的前方，以保证各相邻铺砂层的良好粘结。采用本发明结构的多喷头打印头，省去了在砂料中混合固化剂的过程，将固化剂在打印过程中直接喷在砂料上，只有打印区域的砂料才喷固化剂，而非打印区域的砂料无固化剂和粘结剂方便了打印后砂料的回收，并且减少打印过程中的粉尘，便于打印时监控打印质量，从而优化3D打印工艺过程，提高砂型质量。

为便于打印头的升降，所述打印头二沿X向位于打印头一和打印头三之间，各打印头与打印头连接板之间分别连接有薄型气缸用于控制打印头的升降，打印头下降，开始执行喷固化剂或者喷粘结剂的工作，打印头上升，停止喷射工作。

为便于实现打印头沿X向的移动，所述X向导轨滑块机构包括X向悬挂梁下侧连接的X向导轨，所述X向导轨上滑动连接的滑块，所述滑块与XY向连接板固定连接，所述X向悬挂梁的下侧还设有用于控制滑块沿X向滑动位置的磁性导轨。

为保证打印头移动的平稳性，所述X向导轨并列设有两条，各导轨上分别配合设有滑块。