[发明专利]3D打印设备超声波振动落沙机构和方法

说明书

本发明提供了一种3D打印设备超声波振动落沙机构和方法，该机构包括上沙斗、铺沙斗、铺沙滚筒，所述上沙斗的前后两侧各设有一块安装板，铺沙滚筒两端与安装板连接，铺沙斗设于上沙斗的下方，铺沙斗与上沙斗之间设有弹性吸能板，铺沙斗的下端开口处设有筛网，铺沙斗上设有超声波振动器。该方法包括：打印沙均匀地流入铺沙机构容腔，经过筛网洒在成型平板上，对筛网施加超声波振动，筛网与打印沙进行超声波高频碰撞，在容腔上部吸收振动波。本发明提高了打印沙铺沙的均匀性；避免了沙子楔入筛网，发生板结；降低了噪音，改善了操作人员的工作环境；避免了机械共振造成机械损伤。

技术领域

本发明涉及3D打印设备技术领域，具体涉及一种3D打印设备超声波振动落沙机构和方法。

背景技术

砂型3D打印的过程，一般是先在基板上铺一层沙，用粘结剂固化，然后再铺一层沙，如此层层叠加。在砂型3D打印设备中，铺沙机构是重要的部件，3D打印设备的打印质量和效率很大程度上取决于铺砂装置。原有的砂型3D打印设备中，采用偏心轮转动带动铺沙机构振动，使沙子通过筛网落下，从而达到均匀铺沙的目的。该方法存在如下问题：(1)铺砂过程中容易出现波浪纹型偏差，铺砂不均匀，严重时造成砂型报废；(2)偏心轮旋转、铺沙机构抖动的噪音太大，对工作人员的健康有损害；(3)机构振动的惯性力较大，而且容易出现共振现象，对设备损害较大；(4)铺沙效率偏低；(5)对某些湿度范围的沙子进行铺沙时，沙子容易楔入筛网，逐渐在筛网上发生板结，从而无法落沙，造成砂型报废、降低效率。公开号为CN210061488U的中国专利公开了一种3D打印设备的下料机构，该下料机构包括下料支撑座和设于下料支撑座上的下料槽，下料槽下方设有刮刀，下料时，刮刀随下料槽移动，沙子从两刮刀之间的通道流出，被刮刀铺到工作台上。该下料机构虽然由于采用刮刀铺沙而不需要振动，但同时也没有办法对沙子进行筛分，无法避免沙子的板结、粗大、存在孔隙等问题。因此，该专利不能解决上述问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种3D打印设备超声波振动落沙机构和一种落沙方法。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供了一种3D打印设备超声波振动落沙机构，包括上沙斗、铺沙斗、铺沙滚筒，所述上沙斗的前后两侧各设有一块安装板，铺沙滚筒两端与安装板连接，铺沙斗设于上沙斗的下方，铺沙斗与上沙斗之间设有弹性吸能板，铺沙斗的下端开口处设有筛网，铺沙斗上设有超声波振动器。

采用本发明，提高了打印沙铺沙的均匀性，避免了产品的报废；避免了沙子楔入筛网，发生板结，减小了维修，提高了工作效率；还大大降低了噪音，改善了操作人员的工作环境。另外，通过弹性吸能板吸收振动能量，减小了铺沙斗的振动对上沙斗的干扰，避免铺沙斗与上沙斗发生共振，减小了机械损伤和噪音传播。

所述上沙斗为两块侧板与两块安装板围成的矩形结构，安装板向左端延长，延长部分向下弯折，向下弯折的部分与铺沙滚筒连接。通过向左端延长的部分安装落沙机构，使落沙机构的安装位置原理上沙斗的上开口，避免对供沙过程的干扰。该设置还降低了铺沙滚筒的安装高度，从而减小了铺沙滚筒为接触成型底板所需的直径和安装空间，减小了机构的体积和重量。

所述铺沙斗为两块振动侧板和两块振动板合围而成的框体结构，框体的下端与筛网接触，筛网下面设有框形的压板，压板固定框体上。具体地，振动侧板位于左右两侧，振动板位于前后两侧。压板可以用螺钉固定在振动侧板、振动板上，从而将筛网压紧，使筛网张紧，并且避免筛网与铺沙斗之间产生空隙；同时，便于筛网的更换。

所述振动侧板倾斜设置，使铺沙斗的内部空间由上而下逐渐变窄。倾斜的侧板使铺沙斗的下部开口形成狭长的通道，打印沙在倾斜的振动侧板上流动的过程中，在自重的作用下向两侧分散，使得打印沙形成瀑布型的流束，提高铺沙的厚度均匀性。

所述铺沙斗上部设有向外翻边结构，向外翻边结构的上环面与弹性吸能板接触。