【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及砂型增材制造，具体涉及一种小型砂型增材制造装置及制造方法。
技术介绍
1、自适应铸件砂型(复合砂型)可以实现铸型对铸件冷却凝固过程的自适应，促使铸件整体向均匀凝固转变。自适应铸件砂型针对铸件不同部位选用不同造型材料，造型材料包含砂粒和粘结剂，其中砂粒主要包含硅砂、锆英砂、铬铁矿砂、钢丸混砂四类主要砂类品种，粘结剂包括呋喃树脂，碱性酚醛树脂、脲脘树脂、脂硬化改性水玻璃四种典型粘结剂。自适应砂型会用到不同的砂粒，例如对热节、转角处及散热条件不好的部位可采用铬铁矿砂(耐火度高、激冷能力强)；使用钢丸混砂控制铸件凝固过程，达到铸型单元收缩率一致来实现铸件整体均匀收缩实现铸型对铸件凝固过程的自适应。
2、采用传统方法制造自适应铸件砂型，需要先按砂粒种类分块加工，然后将砂块组合，再进行造型加工组合，生产周期长，制作工艺复杂，砂型误差大，影响后续铸件加工，无法优化出最优加工路径，缺少加工的灵活性和智能性。尤其对于小型砂型，分块加工更为困难。
3、鉴于上述问题，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种小型砂型增材制造装置及制造方法，提高精度和生产效率。
2、本专利技术采用的技术方案在于：
3、一方面，提供一种小型砂型增材制造装置，包括：打印平台、铺砂梁、打印梁和换砂梁；
4、所述打印平台水平设置，用于接收并承载砂粒以构造成砂型；所述铺砂梁设置于所述
5、所述喷胶装置还用于在所述第二预设区域内喷洒粘结剂，以形成含有不同类型砂粒的最终打印层。
6、进一步地，所述定点铣削装置还用于沿所述最终打印层上表面的第二预设区域外轮廓线进行铣削，以保证所述最终打印层上表面为平面。
7、进一步地，所述定点吸铺砂装置包括气路箱和吸铺砂头；所述吸铺砂头安装在所述气路箱的下端，所述气路箱连接在所述换砂梁上，并能够带动所述吸铺砂头相对所述换砂梁纵向移动。
8、进一步地，所述吸铺砂头包括换口转盘、多个不同尺寸和/或形状的吸铺嘴；
9、所述换口转盘包括圆台形基体和电机驱动机构，所述圆台形基体具有主体支架和环绕所述主体支架的环形锥面，所述环形锥面能够相对于所述主体支架转动，所述电机驱动机构安装在所述主体支架上，所述电机驱动机构用于驱动所述环形锥面转动；所述多个吸铺嘴间隔设置在所述环形锥面上。
10、进一步地，所述气路箱内的气路分别与吸砂气动系统、第二预设区域铺砂气动系统连接，所述气路箱的气路底部设有接嘴口；所述气路箱的侧面纵向设置有气缸和导轨，所述换口转盘与所述气缸的伸缩杆之间通过连杆铰接，所述换口转盘上设有导向轮，所述换口转盘与所述气路箱之间连接有复位弹簧；
11、所述气缸的伸缩杆位于第一位置时，所述环形锥面上的一个吸铺嘴与所述接嘴口密封配合；所述气缸的伸缩杆向下伸出至第二位置时，复位弹簧被拉伸，所述吸铺嘴与所述接嘴口之间完全脱开；所述气缸的伸缩杆继续向下伸出至第三位置时，复位弹簧进一步拉伸，所述换口转盘在导向轮和导轨的配合作用下向外侧翻转，所述电机驱动机构驱动所述环形锥面转动，使得其上的吸铺嘴进行换位。
12、进一步地，所述换口转盘的主体支架上设有挡砂槽，所述挡砂槽的底部设置有可开合的底板；所述气路箱内的气路内壁上形成有螺旋聚风槽线；
13、所述气缸的伸缩杆伸出至第三位置时，所述挡砂槽位于所述接嘴口的正下方并呈水平状态，此时所述气路的接嘴口向下排气，清理所述气路中的残留砂粒，吹出的砂粒由所述挡砂槽收集。
14、进一步地，所述吸砂气动系统包括依次串接的吸砂电磁控制阀、高压吸砂泵和集砂箱；所述第二预设区域铺砂气动系统包括多个并联的铺砂气路，每个铺砂气路均包括依次串接的铺砂电磁控制阀、高压铺砂泵和铺砂箱，各铺砂箱内装有不同类型的砂粒；所述喷胶装置与多种粘结剂源连接，根据砂粒的不同喷洒适配的粘结剂。
15、进一步地，所述打印平台的两侧分别设有一个动梁轨道；
16、所述铺砂梁的两端分别与两根第一立柱滑动连接，所述换砂梁的两端分别与两根第二立柱固定连接，所述打印梁的两端分别与两根第三立柱固定连接；
17、所述第一立柱、所述第二立柱和所述第三立柱的底部分别与所述动梁轨道滑动连接。
18、进一步地，小型砂型增材制造装置还包括砂型装卸轨道，所述砂型装卸轨道呈工字型结构，包括一条纵轨和两条横轨；所述打印平台的底部与所述砂型装卸轨道滑动连接；所述打印平台包括烘干平台、吹气清洁平台、普通平台，所述烘干平台内设置有电热棒，所述吹气清洁平台的台面一侧设置有吹气装置；
19、根据砂型性质选择烘干平台、吹气清洁平台、普通平台中的一个送入所述纵轨，进入打印位置进行打印，其余平台停置在所述横轨上，打印完成后的平台搭载砂型从所述纵轨移动至所述横轨停置。
20、另一方面，提供一种砂型增材制造方法，采用上述的小型砂型增材制造装置，包括如下步骤：
21、步骤1：根据铸件几何特征，设计砂型三维造型；根据铸件的性能要求对所设计的砂型三维造型进行分块设计；其中，所分的每个砂块采用一种造型砂粒，整个砂型采用至少两种造型砂粒，整个砂型中用量最多的一种造型砂粒为基础砂粒；
22、步骤2：对分块设计的砂型三维造型进行分层处理，每层的高度相同，得到每一层的砂型数据，每层的砂型数据包括第一预设区域数据和第二预设区域数据；
23、步骤3：通过所述铺砂梁调节所述铺砂头高度，在所述打印平台上铺放一层基础砂粒；
24、步骤4：所述喷胶装置在铺设的基础砂粒层上的第一预设区域内均匀喷洒粘结剂，凝固后形成初始打印层；
25、步骤5：所述定点铣削装置将初始打印层的第二预设区域进行切割粉碎，其中，所述第二预设区域位于所述第一预设区域内；
26、步骤6：所述定点吸铺砂装置先将第二预设区域内的碎粒全部吸走，再在第二预设区域内铺设一层与基础砂粒不同的砂粒；
27、步骤7：所述喷胶装置在第二预设区域内喷洒粘结剂，凝固后形成最终打印层；
28、步骤8：所述定点铣削装置沿所述最终打印层上表面的第二预设区域外轮廓线进行铣削，保证最终打印层上表面为平面；
29、步骤9：所述铺砂头升高一层的高度，重复步骤3～8，直至完成砂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，包括：打印平台、铺砂梁、打印梁和换砂梁；
2.如权利要求1所述的一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，所述定点铣削装置还用于沿所述最终打印层上表面的第二预设区域外轮廓线进行铣削，以保证所述最终打印层上表面为平面。
3.如权利要求2所述的一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，所述定点吸铺砂装置包括气路箱和吸铺砂头；所述吸铺砂头安装在所述气路箱的下端，所述气路箱连接在所述换砂梁上，并能够带动所述吸铺砂头相对所述换砂梁纵向移动。
4.如权利要求3所述的一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，所述吸铺砂头包括换口转盘、多个不同尺寸和/或形状的吸铺嘴；
5.如权利要求4所述的一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，所述气路箱内的气路分别与吸砂气动系统、第二预设区域铺砂气动系统连接，所述气路箱的气路底部设有接嘴口；所述气路箱的侧面纵向设置有气缸和导轨，所述换口转盘与所述气缸的伸缩杆之间通过连杆铰接，所述换口转盘上设有导向轮，所述换口转盘与所述气路箱之间连接有复位弹簧；
6.如权利要求5所述的一种
7.如权利要求6所述的一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，所述吸砂气动系统包括依次串接的吸砂电磁控制阀、高压吸砂泵和集砂箱；所述第二预设区域铺砂气动系统包括多个并联的铺砂气路，每个铺砂气路均包括依次串接的铺砂电磁控制阀、高压铺砂泵和铺砂箱，各铺砂箱内装有不同类型的砂粒；所述喷胶装置与多种粘结剂源连接，根据砂粒的不同喷洒适配的粘结剂。
8.如权利要求2-7任一所述的一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，
9.如权利要求8所述的一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，还包括砂型装卸轨道，所述砂型装卸轨道呈工字型结构，包括一条纵轨和两条横轨；所述打印平台的底部与所述砂型装卸轨道滑动连接；所述打印平台分为烘干平台、吹气清洁平台、普通平台，所述烘干平台内设置有电热棒，所述吹气清洁平台的台面一侧设置有吹气装置；
10.一种砂型增材制造方法，其特征在于，采用如权利要求2所述的小型砂型增材制造装置，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，包括：打印平台、铺砂梁、打印梁和换砂梁；
2.如权利要求1所述的一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，所述定点铣削装置还用于沿所述最终打印层上表面的第二预设区域外轮廓线进行铣削，以保证所述最终打印层上表面为平面。
3.如权利要求2所述的一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，所述定点吸铺砂装置包括气路箱和吸铺砂头；所述吸铺砂头安装在所述气路箱的下端，所述气路箱连接在所述换砂梁上，并能够带动所述吸铺砂头相对所述换砂梁纵向移动。
4.如权利要求3所述的一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，所述吸铺砂头包括换口转盘、多个不同尺寸和/或形状的吸铺嘴；
5.如权利要求4所述的一种小型砂型增材制造装置，其特征在于，所述气路箱内的气路分别与吸砂气动系统、第二预设区域铺砂气动系统连接，所述气路箱的气路底部设有接嘴口；所述气路箱的侧面纵向设置有气缸和导轨，所述换口转盘与所述气缸的伸缩杆之间通过连杆铰接，所述换口转盘上设有导向轮，所述换口转盘与所述气路箱之间连接有复位弹簧；
6.如权利要求5所述的一种小型砂型...
【专利技术属性】
技术研发人员：李嵩松，庞瑞峰，马蔷，刘晓亮，张西鹏，王青云，侯园蕾，
申请(专利权)人：北京京城增材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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