一种3d打印生产线的制作方法
【专利摘要】本实用新型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。本实用新型改变了现有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。
【专利说明】一种3D打印生产线
【技术领域】
[0001] 本实用新型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】
[0002] 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。 实用新型内容
[0003] 本实用新型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。
[0004] 本实用新型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。
[0005] 本实用新型工作时，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，本实用新型提供的一 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。
[0006] 作为本实用新型的技术方案之一：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。
[0007] 本实用新型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。
[0008] 本实用新型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。
[0009] 作为本实用新型的技术方案之二：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。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本实用新型技术方案之一的结构示意图。
[0011] 图2为图1的俯视图。
[0012] 图3为本实用新型技术方案之二的结构示意图。
[0013] 图4为图3的俯视图。
[0014] 图5为本实用新型技术方案之三的结构示意图。
[0015] 图6为本实用新型技术方案之四的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 实施例2
[0020] 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。
[0021] 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。
[0022] 实施例3
[0023] 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。
[0024] 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。
[0025] 实施例4
[0026] 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。
[0027] 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。
[0028] 本实用新型中，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。
[0029] 本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型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实用新型的保护范围内。
【权利要求】
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。
2. 根据权利要求1所述的一种3D打印生产线，其特征在于：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。
3. 根据权利要求2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。
4. 根据权利要求2或3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。
5. 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。
【文档编号】B22C15/24GK203887169SQ201420276169
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】刘轶, 王永恩 申请人:宁夏共享模具有限公司