CN104028711B - 一种3d打印生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了粉末材料成形生产装置领域内的一种3D打印生产线，包括打印单元和工作箱，打印单元包括料斗、混料罐、铺粉器及打印头，混料罐连接在料斗底部，铺粉器设置在混料罐下方，铺粉器和打印头可移动地设置在机架上；工作箱上设有升降平台；打印单元下方设有用于转运工作箱的打印工位辊道；打印单元至少有一台，工作箱包括可以轮换的至少两个且数目多于打印单元数目；任一工作箱位于打印工位时，该打印工位的铺粉器、打印头与升降平台位置相对应。本发明改变了现有3D打印设备单工作箱利用率低的现状，实现了3D打印和清理工作箱互不影响，提高了设备利用率及打印效率，为3D打印技术应用于产业化提供了一种解决办法。

Description

一种3D打印生产线

技术领域

本发明公开的一种粉末材料成形生产装置，特别涉及一种3D打印生产线。

背景技术

现有技术中的3D打印设备，全部为单体设备且只配备一套成型工作箱。打印完成后，清理工作箱内的成型产品及粉末或余砂要占用大量时间，平均清理时间要占打印时间20%，在这段时间内设备无法开机运行，设备利用率较低，严重影响设备的生产效率。

发明内容

本发明目的在于提供的一种3D打印生产线，使其可实现连续3D打印，节省了清理成型工作箱的时间，提高了设备利用率及生产效率，为3D技术应用于产业化提供了一种解决办法。

本发明的目的是这样实现的：一种3D打印生产线，包括打印单元和工作箱，所述打印单元包括整体设置在机架上的料斗、混料罐、铺粉器及打印头，混料罐连接在料斗底部，铺粉器设置在混料罐下方，铺粉器和打印头可移动地设置在机架上；工作箱上设有升降平台；所述打印单元下方设有用于转运工作箱的打印工位辊道；打印单元至少有一台，工作箱包括可以轮换的至少两个且数目多于打印单元数目；任一工作箱位于打印工位时，该打印工位的铺粉器、打印头与升降平台位置相对应。

本发明工作时，可以将任一工作箱移动到打印工位，打印材料粉末从料斗中加入，在混料罐中搅拌均匀，然后把搅拌好的粉末送入铺粉器内，铺粉器可前后运动，在升降平台上均匀铺一层粉末。铺粉完成后，打印头按照事先输入到计算机的打印图形进行打印，打印头在初始位置从一端向另一端运行，从喷嘴中喷射出粘结剂，使喷射到粘结剂的粉末固化成型。打印头打印一层粉末，完成一个打印周期。然后，升降平台会按照设定的距离下降，铺粉器和打印头重复上述步骤进行铺粉及打印，直至整个砂型固化成型，清理工作箱后，该砂型可用于金属浇铸。打印后轮换其他某一工作箱与打印单元位置相对应，再进行3D打印，之前进行打印的那个工作箱可进行清理工作。与现有技术相比，本发明提供的一种3D打印生产线，其改变了现有3D打印设备单工作箱利用率低的现状，实现了3D打印和清理工作箱同时进行而互不影响，提高了设备利用率及打印效率，为3D打印技术应用于产业化提供了一种解决办法。

作为本发明的技术方案之一：与打印工位辊道对应设置有轨道，轨道与打印工位辊道相交，所述轨道上设有轨道车，轨道侧面设有等待工位辊道和清理工位辊道，轨道车上设有可与打印工位辊道续接的轨道车辊道。通过轨道车，可将不同的工作箱在打印工位辊道、清理工位辊道和等待工位辊道之间实现转运。使得打印和清理之间相互不冲突，提高生产效率。

本发明技术方案之一的进一步改进在于，所述轨道车、等待工位辊道和清理工位辊道可分别设有两台。两台轨道车的同时使用，可以进一步提高工作效率。

本发明技术方案之一的进一步改进在于，所述等待工位辊道和清理工位辊道还可分设于轨道两侧。该方案可合理利用轨道两侧的空间，使得生产线结构紧凑。

作为本发明的技术方案之二：打印工位辊道延伸到机架的正投影外，与打印工位辊道相对应设有用于运送工作箱的AGV小车。AGV小车为自动导引车，其智能化程度高，通过AGV小车可将不同工作箱轮换送入打印工位辊道上，也可以将其取出运送到清理工位进行清理。

附图说明

图1为本发明技术方案之一的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明技术方案之二的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为本发明技术方案之三的结构示意图。

图6为本发明技术方案之四的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1和2所示，3D打印生产线主要包括打印单元和工作箱，打印单元包括整体设置在机架10上的料斗7、混料罐8、铺粉器6及打印头9，混料罐8连接在料斗7的底部，铺粉器6设置在混料罐8下方，铺粉器6和打印头9可移动地设置在机架10上；工作箱上设有升降平台5；打印单元下方设有用于转运工作箱的打印工位辊道11；打印单元至少有一台，工作箱有两个，分别为工作箱一2和工作箱二3，工作箱一2和工作箱二3之间可轮换工作，打印单元有一台；工作箱一2或工作箱二3位于打印工位时，该打印工位的铺粉器6、打印头9与升降平台5位置相对应。与打印工位辊道11对应设置有轨道1，轨道1与打印工位辊道11相交，轨道1上设有轨道车12，轨道1侧面设有等待工位辊道13和清理工位辊道14；等待工位辊道13和清理工位辊14道分设于轨道1的两侧，轨道车12上设有可与打印工位辊道11续接的轨道车辊道4。

图1和图2中，工作箱一2处于等待工位辊道13上，工作箱二3正位于打印工位，对应的升降平台5上升到合适位置，打印材料粉末从打印单元的料斗7中加入，在混料罐8中搅拌均匀，然后把搅拌好的粉末送入铺粉器6内，铺粉器6可从工作箱二3的前端向后端均匀铺粉。铺粉完成后，打印头9按照事先输入到计算机的打印图形进行打印，打印头9从初始位置向另一端运行，从喷嘴中喷射出粘结剂，使喷射到粘结剂的粉末固化成型。打印头9打印一层粉末，完成一个打印周期。然后，升降平台5会按照设定的距离下降，铺粉器6和打印头97重复上述步骤进行铺粉及打印，直至整个砂型固化成型。再通过打印工位辊道11、轨道车辊道4将工作箱二3移出到轨道车12上，轨道车12将工作箱二3移动到清理工位辊道14侧面，轨道车辊道4和清理工位辊道14协同动作，将工作箱二3移动到清理工位辊道14上进行清理。在工作箱二3移动到清理工位辊道14上后，轨道车辊道4和等待工位辊道13协同动作，将工作箱一2移动到轨道车12上，再转运到打印工位辊道11上，到达打印位置后，进行工作箱一2的打印。在工作箱二3的清理过程中，工作箱一1进行运送及打印工作，可大量节省时间，提高工作效率。

实施例2

如图3和4所示，为另一种3D打印生产线，包括打印单元和工作箱，打印单元包括整体设置在机架上的料斗7、混料罐8、铺粉器6及打印头9，混料罐8连接在料斗7的底部，铺粉器6设置在混料罐8下方，铺粉器6和打印头9可移动地设置在机架10上；工作箱上设有升降平台5；打印单元下方设有用于转运工作箱的打印工位辊道11；打印单元至少有一台，工作箱有可轮换的三个，分别为工作箱一2、工作箱二3和工作箱三3，工作箱也可以只设置两个，但工作箱的数目应多于打印单元数目，以便在某一工作箱打印完成后进行清理时，打印单元可以打印其它工作箱；图中，工作箱二3位于打印工位，该打印工位的铺粉器6、打印头9与工作箱二3的升降平台5位置相对应。打印工位辊道11延伸到机架10的正投影外，与打印工位辊道11相对应设有用于运送工作箱的AGV小车15。

工作时，打印工位辊道11可将工作箱移出和移入打印工位，AGV小车15可相应的工作箱取出及移送到特定位置进行清理，也可将清理完成的工作箱取回，完成工作箱一2、工作箱二3和工作箱三3之间的相互轮换。图中，工作箱一2正在清理，工作箱二3正在送入打印工位辊道11，工作箱三16正在等待打印。

实施例3

如图5所示，为第三种3D打印生产线，其与实施例1的不同之处在于，打印单元有一台，轨道车有两台，分别为轨道车一12a和轨道车二12b，工作箱有四个，分别为工作箱一2、工作箱二3、工作箱三16和工作箱四17；等待工位辊道有两个，分别为等待工位辊道一14a和等待工位辊道二14b；清理工位辊道也有两个，分别为清理工位辊道一和清理工位辊道二。

图5中，工作箱一2处于清理状态，工作箱二3处于向打印工位运送状态，工作箱四17处于向清理工位辊道运送状态，工作箱3处于等待状态。在轨道车二12b将工作箱四17移出时，轨道车一12a将工作箱二3移入到打印位置辊道11上，轨道车一12a和轨道车二12b相互无干涉，可提高工作效率。

实施例4

如图6所示，为第四种3D打印生产线，其与实施例1的不同之处在于，打印单元有两台，轨道车12有一台，工作箱有三个，分别为工作箱一2、工作箱二3和工作箱三16；等待工位辊道13和清理工位辊14道分设于轨道1的两侧。

工作时，由于清理的时间大约是打印时间的四分之一，因此，可以有足够的时间将两台打印单元打印后的工作箱进行清理，只要将打印时间错开即可。例如一个打印周期为T，在起始状态下，轨道车12将工作箱三16送入打印单元之一进行打印，经过T/2后，轨道车12将工作箱二3送入另一打印单元打印，然后将工作箱一2移动到等待工位辊道3上；时间经过T时工作箱三16打印完成，可移出到清理工位辊道14上，然后进行清理工作；轨道车12将工作箱一2运送到空闲的打印工位上；然后，再将清理完成的工作箱三16移送到等待工位辊道3上；在时间经过1.5T时，再将打印完成的工作箱二3移出进行清理。如此反复，利用三个工作箱在两台打印单元之间轮换，节约的清理时间，提高了工作效率。

本发明中，等待工位辊道和清理工位辊道之间可以互换，即清理完成后，该工位的工作箱即可作为等待的工作箱，而等待工位辊道上放入打印完成后的工作箱，其也转变成清理工位辊道。整体上，工作箱包括可以轮换的至少两个且数目多于打印单元数目。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种3D打印生产线，包括打印单元和工作箱，其特征在于：所述打印单元包括整体设置在机架上的料斗、混料罐、铺粉器及打印头，混料罐连接在料斗底部，铺粉器设置在混料罐下方，铺粉器和打印头可移动地设置在机架上；工作箱上设有升降平台；所述打印单元下方设有用于转运工作箱的打印工位辊道；打印单元至少有一台，工作箱包括可以轮换的至少两个且数目多于打印单元数目；任一工作箱位于打印工位时，该打印工位的铺粉器、打印头与升降平台位置相对应；与打印工位辊道对应设置有轨道，轨道与打印工位辊道相交，所述轨道上设有轨道车，轨道侧面设有等待工位辊道和清理工位辊道，轨道车上设有可与打印工位辊道续接的轨道车辊道；所述打印工位辊道延伸到机架的正投影外，与打印工位辊道相对应设有用于运送工作箱的AGV小车。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印生产线，其特征在于：所述轨道车、等待工位辊道和清理工位辊道分别设有两台。

3.根据权利要求1或2所述的一种3D打印生产线，其特征在于：所述等待工位辊道和清理工位辊道分设于轨道两侧。