一种采用双框架升降装置的砂型3D打印机的制作方法

本实用新型属于砂型3d打印技术领域，尤其涉及一种采用双框架升降装置的砂型3d打印机。

背景技术：

3d打印技术又称快速成型制造技术。其基本原理是将一定厚度的材料反复打印在平台上，循环往复，直到生成整个成型件。其工艺工程是先利用三维造型软件创建三维实体造型，再将设计出的实体造型通过快速成型设备的处理软件进行离散与分层，然后将处理过的数据输入设备进行制造，最后还需要进行一定的后处理以得到最终的成品。

3d打印技术发展到今天，其发展重心已从3d打印原型向快速制造及金属零部件的快速直接制造方向转移。3d打印技术不仅应用于设计过程，而且也延伸到制造领域。在制造业中，限制产品推向市场时间的主要因素是模具及模型的设计制造时间，3d打印是快速设计的辅助手段。

目前，国内现有的3d设备在打印过程中，采用上下移动打印框架或是上下移动工作箱进行打印，采用移动打印框架进行打印时，设备总体耗能较大，且打印框架上机构较多，上下移动不方便，所以采用上下移动工作箱进行打印更为合理。但目前采用的上下升降装置在运行过程中结构不稳，导致工作箱在打印时不是很稳定，影响打印。

技术实现要素：

基于背景技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种采用双框架升降装置的砂型3d打印机来提升3d打印机在打印过程中的稳定性。

为了达到目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型涉及一种采用双框架升降装置的砂型3d打印机，其包括双框架升降装置、工作箱、用于铺砂打印的打印框架和安装在打印框架上用于打印供砂的供砂系统；所述的双框架升降装置设于打印框架内部用于工作箱的升降，所述的工作箱置于双框架升降装置顶部。

优选地，所述的双框架升降装置包括电机、丝杆、传动机构、升降底座、工作台、底板、中间板、第一导杆和第二导杆，所述的电机安装在升降底座上、丝杆的安装在升降底座上，电机通过传动机构与丝杆传动连接；所述的第一导杆和第二导杆分别设有四个，第二导杆位于第一导杆的内侧，第一导杆的底部连接在升降底座上，第一导杆穿过底板的四个边角处，其顶部连接在中间板的四个边角处，所述的第二导杆的底部连接在底板上，第二导杆穿过中间板，其顶部连接在工作台上；所述的丝杆的顶部通过轴承与中间板连接，丝杆通过滑块与底板连接，所述的工作箱置于工作台上。本3d打印机中的双框架升降装置采用同一个丝杆和同步带进行传动，能够大大减少了因张紧带来的误差，同时采用第一导杆和第二导杆组成的双框架结构，能够提高升降过程中设备的稳定性。当工作台下降后处于最低点时，工作箱离开工作台，置于打印框架的地轨上。

优选地，所述的打印框架包括其包括打印底座、横梁、地轨、铺砂梁和打印梁；所述的横梁设有两根、两根横梁平行架设在打印底座上，地轨设于横梁下方，铺砂梁和打印梁两端分别架设在横梁上且与横梁滑动连接，所述的打印梁上设有多个打印喷头。打印框架上的打印梁和铺砂梁通过直线电机连接在横梁上，在打印时，铺砂梁和打印梁可在横梁上来回移动铺砂打印。

优选地，所述的供砂系统包括提升机、砂箱和轮流供砂装置，所述的轮流供砂装置的输入端连接有砂箱，砂箱的输入端连接有提升机。供砂系统能够起到自动供砂的作用，提升机将砂子运输到砂箱中，砂箱作为砂子的储存箱，当供砂装置中的砂子少于一定量时，自动给供砂装置供砂。

优选地，所述的传动机构包括主动轮、从动轮和同步带，所述的主动轮与电机传动连接，主动轮通过同步带与从动轮传动连接，从动轮与丝杠连接。采用同步带，可提高升降的精确度。

优选地，所述的打印底座包括固定底座、调节座和侧支撑；所述的固定底座分别设于地轨的两侧，调节座安装在固定底座的下方，侧支撑安装在固定底座的两端，所述的横梁安装在侧支撑上。调节座可用于调节设备的整体的高度，确保工作箱的打印不受影响。

优选地，所述的轮流供砂装置包括两个存砂罐、搅拌装置、破碎装置和称重装置，所述的破碎装置设于存砂罐的底部，搅拌装置设于存砂罐内部，存砂罐的顶部设有进砂口，进砂口通过电磁阀与砂箱的输出端连接，存砂罐通过安装框固定在安装梁上，所述的安装梁的两端固定在横梁上且与铺砂梁平行设置，所述的称重装置安装在存砂罐上。设置两个存砂罐可以实现轮流供砂，减小设备整体体积的同时，还能提高打印的效率。

优选地，所述的提升机包括提升框架、驱动电机、提升斗框、传动装置、提升轨道和翻转轨道，所述的提升轨道和翻转轨道分别安装在提升框架的两个立柱的内侧面上，驱动电机通过传动装置与提升斗框传动连接；提升斗框与提升轨道和翻转轨道滑动连接，所述的提升轨道为直线型，翻转轨道的下部与提升轨道平行，顶部向一侧弯曲。通过提升机将砂子由下而上输送到砂箱中储存，与人工操作相比更加省力方便。

优选地，所述的搅拌装置包括搅拌电机、转轴、小搅拌桨、大搅拌桨和加强板，所述的搅拌电机设于存砂罐的底部，搅拌电机与转轴传动连接，转轴伸入存砂罐内部，所述的小搅拌桨和大搅拌桨由下而上依次安装在转轴上，加强板连接在大搅拌桨上，小搅拌桨和大搅拌桨交叉设置。存砂罐内部的物料经过搅拌装置自上而下搅拌，确保出砂光滑。

优选地，所述的破碎装置包括两个出砂口和多个破碎口，破碎口设于出砂口的上端，出砂口、破碎口与存砂罐内部三者连通。砂子自上而下经破碎口将块状的砂子打散后经出砂口流出，进入到铺砂梁中。

优选地，所述的提升框架包括两个立柱、底侧支撑座、固定顶板和若干加强杆，所述的两个立柱垂直安装在底侧支撑座的两侧，加强杆间隔平行连接在两个立柱之间，所述的底侧支撑座与立柱连接后形成一定的倾斜角度，所述的固定顶板固定在两个立柱的顶部且与加强杆平行，加强杆上设有安装角块。两个立柱和底侧支撑座之间形成一个稳定的三角支撑结构，两个立柱和底侧支撑座可以固定在地面或其他平面上，运行过程中更加稳定，加强杆还能提高结构的稳固性。

优选地，所述的传动装置包括两个主动轮、轮轴、两个从动定轮和传动链条，所述的主动轮通过轮轴与驱动电机传动连接，所述的从动定轮吊装在提升框架的固定顶板下方，从动定轮通过传动链条与主动轮传动连接。从动轮采用的是定轮，一方面可以简化设备的结构，便于安装，另一方面，结构牢固，在提升过程中比较安全稳定。

优选地，所述的提升斗框的背面设有上传动轴和下传动轴，所述的上传动轴连接在提升斗框的上部，下传动轴连接在提升斗框的下部，所述的上传动轴和下传动轴的两侧分别设有滑轮，其中连接在上传动轴两侧的滑轮位于翻转轨道内，连接在下传动轴的两侧的滑轮位于提升轨道内；所述的下传动轴上设有提升轮，所述的提升轮与传动链条传动连接。下传动轴通过提升轮与传动链条连接的主要作用是将提升斗框向上提升，上传动轴起到带动提升斗框翻转，在提升斗框移动到提升框架的顶部时，能够在轨道的牵引下自动翻转卸料。

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型通过双框架升降装置进行打印升降，能够提高打印过程中设备整体的稳定性，本实用新型中的升降系统采用单个丝杆进行传动，能够减小误差，提高精度。

本实用新型通过供砂系统自动供砂，工作效率高，减少人工成本，自动化程度较高。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中双框架升降装置的结构示意图；

图3是本实用新型中打印框架的结构示意图；

图4是本实用新型中传动机构的结构示意图；

图5是本实用新型中打印底座的结构示意图；

图6是本实用新型中供砂系统的示意图；

图7是本实用新型中提升机的结构示意图；

图8是本实用新型中存砂罐的结构示意图；

图9是图8中a的放大图；

图10是本实用新型中搅拌装置的结构示意图；

图11是本实用新型中提升机的另一结构示意图；

图12是本实用新型中提升机局部示意图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合实施例对本实用新型作详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，本实施例涉及一种采用双框架升降装置的砂型3d打印机，其包括双框架升降装置1、工作箱2、打印框架3和供砂系统4；所述的双框架升降装置1设于打印框架3内部用于打印过程中工作箱2的升降，所述的工作箱置于双框架升降装置1顶部，所述的供砂系统4安装在打印框架3上用于打印供砂，所述的打印框架3用于铺砂打印。

如图2所示，所述的双框架升降装置1包括电机11、丝杆12、传动机构13、升降底座14、工作台15、底板16、中间板17、第一导杆18和第二导杆19，所述的电机11安装在升降底座14上、丝杆12的安装在升降底座14上，电机11通过传动机构13与丝杆12传动连接；所述的第一导杆18和第二导杆19分别设有四个，第二导杆19位于第一导杆18的内侧，第一导杆18的底部连接在升降底座14上，第一导杆18穿过底板16的四个边角处，其顶部连接在中间板17的四个边角处，所述的第二导杆19的底部连接在底板16上，第二导杆19穿过中间板17，其顶部连接在工作台15；所述的丝杆12的顶部通过轴承与中间板17连接，丝杆12通过滑块10与底板16连接，所述的工作箱2置于工作台15上。双框架升降装置1采用同一个丝杆12和同步带进行传动，能够大大减少了因张紧带来的误差，同时采用第一导杆18和第二导杆19组成的双框架结构，能够提高升降过程中设备的稳定性。当工作台15下降到最低点时，工作箱2离开工作台15，置于打印框架3的地轨33上。丝杆12启动后，带动丝杆12上的滑块10上下移动，滑块10带动底板16上下移动，从而底板16通过第二导杆19顶着工作台15上下移动，所述的第一导杆18和第二导杆19均为伸缩结构。

如图3所示，所述的打印框架3包括其包括打印底座31、横梁32、地轨33、铺砂梁34和打印梁35；所述的横梁32设有两根、两根横梁32平行架设在打印底座31上，地轨33设于横梁32下方，铺砂梁34和打印梁35两端分别架设在横梁32上，且与横梁32滑动连接，所述的打印梁35上设有多个打印喷头。打印框架3上的打印梁35和铺砂梁34通过直线电机连接在横梁32上，在打印时，铺砂梁34和打印梁35可在横梁32上来回移动铺砂打印。

如图4所示，所述的传动机构13包括主动轮131、从动轮132和同步带133，所述的主动轮131与电机11传动连接，主动轮131通过同步带133与从动轮132传动连接，从动轮132与丝杠12连接。采用同步带133的传动方式，可提高升降的精确度。

如图5所示，所述的打印底座31包括固定底座311、调节座312和侧支撑313；所述的固定底座311分别设于地轨33的两侧，调节座312安装在固定底座311的下方，侧支撑313安装在固定底座311的两端，所述的横梁32安装在侧支撑313上。调节座312可用于调节设备的整体的高度，确保工作箱2的打印不受影响。

如图6所示，所述的供砂系统4包括提升机41、砂箱42和轮流供砂装置43，所述的轮流供砂装置43的输入端连接有砂箱42，砂箱42的输入端连接有提升机41。供砂系统4能够起到自动供砂的作用，提升机41将砂子运输到砂箱42中，砂箱42作为砂子的储存箱，当供砂装置43中的砂子少于一定量时，自动给供砂装置43供砂。

如图8所示，所述的轮流供砂装置43包括两个存砂罐431、搅拌装置432、破碎装置433和称重装置434，所述的破碎装置433设于存砂罐431的底部，搅拌装置432设于存砂罐431内部，存砂罐431的顶部设有进砂口4311，进砂口4311通过电磁阀435与砂箱42的输出端连接，存砂罐431通过安装框436固定在安装梁437上，所述的安装梁437的两端固定在横梁32上且与铺砂梁34平行设置，所述的称重装置434安装在存砂罐431上。设置两个存砂罐431可以实现轮流供砂，减小设备整体体积的同时，还能提高打印的效率。

如图7、图11和图12所示，所述的提升机41包括提升框架411、驱动电机412、提升斗框413、传动装置414、提升轨道415和翻转轨道416，所述的提升轨道415和翻转轨道416分别安装在提升框架411的两个立柱4111的内侧面上，驱动电机412通过传动装置414与提升斗框413传动连接；提升斗框413与提升轨道415和翻转轨道416滑动连接，所述的提升轨道415为直线型，翻转轨道416的下部与提升轨道415平行，顶部向一侧弯曲。通过提升机41将砂子由下而上输送到砂箱42中储存，与人工操作相比更加省力方便通过提升机41将砂子由下而上输送到砂箱42中储存，与人工操作相比更加省力方便。

所述的提升框架411包括两个立柱4111、底侧支撑座4112、固定顶板4113和若干加强杆4114，所述的两个立柱4111垂直安装在底侧支撑座4112的两侧，加强杆4114间隔平行连接在两个立柱4111之间，所述的底侧支撑座4112与立柱4111连接后形成一定的倾斜角度，所述的固定顶板4113固定在两个立柱4111的顶部且与加强杆4114平行，加强杆4114上设有安装角块4115。两个立柱4111和底侧支撑座4112之间形成一个稳定的三角支撑结构，两个立柱4111和底侧支撑座4112可以固定在地面或其他平面上，运行过程中更加稳定，加强杆4114还能提高结构的稳固性。

所述的传动装置414包括两个主动轮4141、轮轴4142、两个从动定轮4143和传动链条4144，所述的主动轮4141通过轮轴4142与驱动电机412传动连接，所述的从动定轮4143吊装在固定顶板4113下方，从动定轮4143通过传动链条4144与主动轮4141传动连接。从动轮采用的是定轮，一方面可以简化设备的结构，便于安装，另一方面，结构牢固，在提升过程中比较安全稳定。

所述的提升斗框413的背面设有上传动轴417和下传动轴418，所述的上传动轴417连接在提升斗框413的上部，下传动轴418连接在提升斗框413的下部，所述的上传动轴417和下传动轴418的两侧分别设有滑轮419，其中连接在上传动轴417两侧的滑轮419位于翻转轨道416内，连接在下传动轴418的两侧的滑轮419位于提升轨道415内；所述的下传动轴418上设有提升轮4145，所述的提升轮4145与传动链条4144传动连接。下传动轴418通过提升轮4145与传动链条4144连接的主要作用是将提升斗框413向上提升，上传动轴417起到带动提升斗框413翻转的作用，在提升斗框413移动到提升框架411的顶部时，能够在轨道的牵引下自动翻转卸料。

如图10所示，所述的搅拌装置432包括搅拌电机4321、转轴4322、小搅拌桨4323、大搅拌桨4324和加强板4325，所述的搅拌电机4321设于存砂罐431的底部，搅拌电机4321与转轴4322传动连接，转轴4322伸入存砂罐431内部，所述的小搅拌桨4323和大搅拌桨4324由下而上依次安装在转轴4322上，加强板4325连接在大搅拌桨4324上，小搅拌桨4323和大搅拌桨4324交叉设置。存砂罐431内部的物料经过搅拌装置432自上而下搅拌，确保出砂光滑。

如图9所示，所述的破碎装置433包括两个出砂口4331和多个破碎口4332，破碎口4332设于出砂口4331的上端，出砂口4331、破碎口4332与存砂罐431内部三者连通。砂子自上而下经破碎口4332将块状的砂子打散后经出砂口流出，进入到铺砂梁34中。

本实用新型工作原理：

打印开始前，工作箱2通过地轨33移动到双框架升降装置1的上方，双框架升降装置1上升将工作箱2从地轨33上顶起。提升机41将砂子搬运至砂箱42中储存，当称重装置434测得存砂罐431中的砂子过少时，电磁阀435打开，砂子从砂箱42进入存砂罐431，存砂罐431中的砂子达到一定量时，电磁阀关闭。存砂罐431中的砂子经过搅拌装置432搅拌，破碎装置433破碎后进入铺砂梁35。

开始打印时，工作箱2在双框架升降装置1的运行下，处于最高处。铺砂梁35在直线电机的带动下，从横梁32的一端移动到另一端，完成铺砂后，铺砂梁35回到原来的位置；打印梁36在直线电机的带动下，从横梁32的一端移动到另一端，多个喷头实现打印之后再复位；每打印一层，双框架升降装置1下降一定的高度，铺砂梁35再次移动铺砂，打印梁36再次移动打印，如此反复反复铺砂打印，直至模型打印完成为止。此时，双框架升降装置1下降到最底部，工作箱2离开双框架升降装置1回到地轨33上，通过地轨3将工作箱移出，完成整个打印过程。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方案，实际的结构并不局限于此。所以本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。