УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ ПЕСЧАНОЙ ФОРМЫ С НЕСКОЛЬКИМИ РАБОЧИМИ КАМЕРАМИ
DEVICE FOR THREE-DIMENSIONAL SAND PRINTING WITH SEVERAL WORKING CHAMBERS

[0001] Настоящее изобретение относится к области 3D-печати, преимущественно, к области 3D-печати песчаных литейных форм и, в частности, изобретение относится к устройству для трехмерной печати песчаных литейных форм, содержащему несколько рабочих камер и способному выполнять печатные процессы в нескольких рабочих камерах одновременно.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В настоящее время, к недостаткам устройств для трехмерной печати можно отнести низкую эффективность печатного процесса, высокую стоимость и неспособность в удовлетворении производственных потребностей. Основные причины возникновения указанных недостатков состоят в том, что устройства для печати песчаных литейных форм имеют схожую конструкцию, и каждое устройство состоит из одной рабочей камеры, распределителя песка, печатающей головки и других функциональных модулей; порядок работы всех функциональных модулей и требуемое время также в основном фиксированы; и эффективность печатного процесса устройства для печати песчаных литейных форм с одной рабочей камерой может быть увеличена за счет увеличения размера, увеличения рабочей скорости и т.п. Тем не менее, увеличение размера и рабочей скорости устройства ограничено, результат, получаемый с использованием вышеуказанного метода для повышения эффективности печати, не идеален и по-прежнему не может удовлетворить потребности производства. Необходимо найти приемлемое решение, способное вдвое повысить эффективность печати для быстрого развития области применения 3D-печати песчаной литейной формы. Несмотря на то, что из патента на изобретение под номером CN203887169U, известна производственная линия для 3D-печати, содержащая, по меньшей мере, две рабочие камеры для повышения эффективности печати, эта технология является результатом ранних исследований заявителей, и устройство фактически использует две или больше рабочих камер для печати по очереди. Когда одна рабочая камера завершает операцию печати, может запускаться другая пустая рабочая камера, так что печатать может только одна рабочая камера, таким образом, не реализованы процессы одновременного распределения песка и печати. Кроме того, в предшествующем уровне техники имеются недостатки в таких устройствах, как печатающая головка, распределитель песка, приводное устройство и тому подобное, и не реализованы процессы одновременной печати. Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание устройства для трехмерной печати песчаных литейных форм с несколькими рабочими камерами, способными печатать одновременно.
ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ
[0003] Устройство для трехмерной печати песчаной формы, предлагаемое в настоящем изобретении, включает в себя две или более рабочих камеры, емкость для смешивания песка, синхронный распределитель песка, подвижную печатающую головку, механизм синхронного перемещения рабочего стола, электрическую систему и т.п., согласованные с рабочими камерами. Устройство позволяет двум или более рабочим камерам одновременно выполнять операции по распределению песка и печати, и может вдвое увеличить эффективность печати по сравнению с устройством для трехмерной печати с одной рабочей камерой с той же комплектацией, тем самым эффективно снижая затраты на изготовление песчаных форм и удовлетворяя потребности производства.
[0004] Для решения вышеуказанных технических проблем, настоящее изобретение предлагает следующие технические решения:
[0005] Устройство для трехмерной печати песчаной формы с несколькими рабочими камерами включает в себя: раму основного корпуса (100), систему подачи рабочей камеры (200), рабочие камеры (300), механизмы перемещения рабочих камер (400), распределители песка (500), печатающую головку (600), устройство очистки (700), систему подачи жидкости (800), устройство для смешивания песка (900) и электрическую систему, где
[0006] Рама основного корпуса (100) включает в себя, по меньшей мере, три вертикальные колонны. Рама основного корпуса образует две или более независимых рабочих областей. В нижней части каждой рабочей области устанавливается множество механизмов перемещения рабочей камеры (400).
[0007] Множество систем подачи рабочих камер (200) располагаются над каждым механизмом перемещения рабочей камеры (400) для перемещения рабочих камер (300) вдоль направления оси Y.
[0008] Рабочие камеры (300) включают в себя нижние подвижные пластины, и могут приводиться в движение по направлению оси Z механизмами перемещения рабочей камеры (400).
[0009] Управляющие модули распределителя песка (510), соответственно, располагаются над каждой вертикальной колонной рамы основного корпуса (100). По меньшей мере, три управляющих модуля распределителя песка (510) соединяются, по меньшей мере, двумя соединительными балками (530). Соединительные балки соединяются с приводными двигателями распределителя песка (520). По меньшей мере, два распределителя песка (500) закрепляются над скользящими плитами, соответствующими, по меньшей мере, трем управляющим модулям распределителя песка (510). Соответствующее количество распределителей песка (500) приводится в движение синхронно по направлению оси Y с помощью приводных двигателей распределителя песка (520). Соответствующее количество рабочих камер (300), соответственно, располагается ниже каждого из, по меньшей мере, двух распределителей песка (500).
[0010] В верхней части рамы основного корпуса (100) устанавливается линейный двигатель, управляющий печатающей головкой в направлении оси X (620). Модуль, управляющий печатающей головкой в направлении оси Y (633), размещается ниже линейного двигателя, управляющего печатающей головкой в направлении оси X (620). Печатающая головка (600) подключается к модулю, управляющему печатающей головкой в направлении оси Y (633). Печатающая головка (600) может перемещаться в направлении оси X и направлении оси Y под действием линейного двигателя, управляющего печатающей головкой в направлении оси X (620), и серводвигателя, управляющего печатающей головкой в направлении оси Y (631).
[0011] Устройство для смешивания песка (900) устанавливается снаружи верхней части рамы основного корпуса (100) для подачи песка на распределители песка (500).
[0012] Кроме того, системы подачи рабочей камеры (200) включают в себя, по меньшей мере, три балки для установки роликовых опор (210). Балки для установки роликовых опор (210) поддерживаются опорными стойками (250). Монтажная плита (221) закрепляется на одной стороне каждой балки для установки роликовых опор (210). Монтажные плиты соединяются с опорными валами (226). Ролики (225) жестко соединяются с цепными колесами (222) и жестко фиксируются на опорных валах (226) с помощью подшипников (223). Наконец, подшипники (223) запираются зажимными кольцами (224). Емкости для приема песка (270) устанавливаются между опорными балками для установки роликовых опор (210) для приема песка, вытекающего из рабочих камер (300). После того, как двигатели (261) устанавливаются с основаниями крепления двигателя (262), одна сторона каждого двигателя (261) закрепляется на одной балке для установки роликовых опор (210), а другая сторона соединяется с другой балкой для установки роликовых опор (210) с помощью соединительных балок (260). Механизм позиционирования рабочей камеры (290) устанавливается на раме основного корпуса (100) для регулировки рабочих положений рабочих камер (30) в устройстве для трехмерной печати песчаных форм.
[0013] Кроме того, рабочие камеры (300) включают в себя внутренние оболочки, корпуса, уплотнительные рамы, опорные рамы и войлочные листы, причем внутренние оболочки изготавливаются из износостойких материалов. Корпуса выполняются из жестких материалов. Уплотняющие рамы устанавливаются вокруг верхней части и наравне с распределителями песка, чтобы избежать утечки песка вокруг рабочих камер при распределении песка. Опорные рамы размещаются вокруг дна и на нижней поверхности, для поддержки соседних конструкций и ограничения, когда основания (323) перемещаются к самым нижним частям. Войлочные листы устанавливаются на верхних участках вокруг оснований рабочих камер (323) и прижимаются болтами с помощью прессующих пластин, так что войлочные листы плотно примыкают к соседним внутренним оболочкам, гарантируя отсутствие утечки песка из оснований рабочих камер во время движения.
[0014] Кроме того, механизмы перемещения рабочих камер (400) включают в себя рамы (410), серводвигатели (420), подъемные механизмы (430) и передаточные механизмы (440). Серводвигатели (420), подъемные механизмы (430) и передаточные механизмы (440) устанавливаются на рамах (410). Рамы (410) состоят из левых боковых опор (411), нижних опор (412), правых торцевых опор (413) и оснований двигателя (414). Серводвигатели (420) приводят в движение ведущие колеса (442) с помощью соединительных валов двигателя (441). Ведущие колеса (442) управляют ведомыми колесами (445) с помощью ремней (444). Ремни (444) натягиваются сжимающими колесами (443) во время вращения. Ведомые колеса (445) соединяются с поворотными рычагами (432) и заставляют их вращаться. Верхние концы и нижние концы поворотных рычагов (432) закрепляются плавающими подшипниками (435) и закрепляемыми подшипниками (431). Винтовые гайки (433) устанавливаются на поворотных рычагах (432). При вращении поворотных рычагов винтовые гайки (433) перемещаются вверх и вниз по резьбе. Подъемные пластины (438) соединяются с винтовыми гайками (433) с помощью соединительных блоков (434). Скользящие блоки (416) устанавливаются на подъемных пластинах (438). Скользящие блоки (416) перемещаются по вертикальным рельсовым направляющим (415). Вспомогательные блоки и винтовые домкраты размещаются на верхних концах подъемных пластин (438) для поддержки рабочих камер (300) в процессе движения. Позиции регулировочных винтовых домкратов (437) контролируются для обеспечения горизонтального перемещения рабочих камер (300).
[0015] Кроме того, распределители песка (500) включают в себя резервуары (501) для хранения песка. Резервуары (501) закрываются крышками (503). На одном конце каждой крышки (503) имеется отверстие для приема песка (508), а на другом конце устанавливается спиральный приводной двигатель (504). Прямо под крышками (503) размещаются резьбовые стрежни (502). Резьбовые стержни (502) соединяются со спиральными приводными двигателями (504) с помощью шкивов синхронного ремня (506) и синхронных ремней. Посередине резервуаров (501) для хранения песка устанавливаются емкости для просеивания песка (560). Под емкостью для просеивания песка (560) устанавливаются отверстия для выгрузки песка (541) и очистные пластины, расположенные сзади отверстий для выгрузки песка (541) и образующие угол с горизонтальной плоскостью. Эксцентриковые валы (551) подвешиваются с одной стороны под резервуарами для хранения песка (501). Множество эксцентриковых блоков (553) устанавливается на эксцентриковых валах (551) с помощью подшипников (552). Нижние концы эксцентриковых блоков (553) соединяются с соединительными блоками (554). Очистные пластины (570) устанавливаются на задних поверхностях соединительных блоков (554). Вибродвигатель (550) соединяется с одним концом каждого эксцентрикового вала (551) и закрепляется под каждым резервуаром (501) для хранения песка. Соединительные блоки (554) и очистные пластины (570), закрепленные с соединительными блоками (554), соединяются с опорными основаниями (544) поворотных фиксаторов с помощью поворотных звеньев (542) и соединительных фиксаторов (543). Опорные основания (544) поворотных фиксаторов устанавливаются под резервуарами (501) для хранения песка.
[0016] Кроме того, распределители песка (500) включают в себя резервуары (501) для хранения песка. Резервуары (501) закрываются крышками (503). На одном конце каждой крышки (503) имеется отверстие для приема песка (508), а на другом конце устанавливается спиральный приводной двигатель (504). Прямо под крышками (503) размещаются резьбовые стрежни (502). Резьбовые стержни (502) соединяются со спиральными приводными двигателями (504) с помощью шкивов синхронного ремня (506) и синхронных ремней. Резервуары (501) для хранения песка и зависимые крепежные детали интегрально монтируются на опорном основании вращающегося вала (511) с помощью вращающихся валов (512) с обеих сторон. Опорное основание вращающегося вала (511) фиксируется. Качающиеся стержни (513) устанавливаются над опорным основанием вращающегося вала. Опорные основания цилиндров (514) располагаются с обеих сторон резервуаров для хранения песка (501). Опорные основания цилиндров (514) соединяются с телескопическими цилиндрами (515) с помощью фиксаторов. Цилиндрические рычаги телескопических цилиндров (515) соединяются с качающимися стержнями (513) с помощью штифтов. Резервуары для хранения песка (501) и зависимые крепежные детали могут интегрально вращаться вокруг опорного основания вращающегося вала (511) с помощью телескопического движения телескопических цилиндров (515). В середине резервуаров для хранения песка (501) устанавливаются воронки (521). Под воронками (521) устанавливаются отверстия для выгрузки песка (541) и очистные пластины, расположенные с обеих сторон от отверстий для выгрузки песка (541) и образующие угол с горизонтальной плоскостью. Эксцентриковые валы (551) подвешиваются с одной стороны под резервуарами (501) для хранения песка. Множество эксцентриковых блоков (553) устанавливается на эксцентриковых валах (551) с помощью подшипников (552). Другие концы эксцентриковых блоков (553) соединяются с воронками (521). Соединительные блоки (554) подвешиваются под резервуарами для хранения песка (501). На нижних участках соединительных блоков (554) устанавливаются пазы для эластичных газовых трубок (524) и очистные пластины (570). Вибродвигатель (550) соединяется с одним концом каждого эксцентрикового вала (551) и закрепляется ниже каждого резервуара для хранения песка (501). Нагревательные трубки (517) подвешиваются под резервуарами для хранения песка (501) и располагаются на противоположных сторонах эксцентриковых валов (551).
[0017] Кроме того, магнитные рельсовые направляющие (625) крепятся к главной опорной раме (622) в направлении оси Х. Рельсовые направляющие устанавливаются на магнитных рельсовых направляющих. Линейные двигатели, управляющие печатающей головкой в направлении оси X (620), соединяются со скользящими блоками рельсовых направляющих (614) и главными соединительными основаниями оси XY (628) на рельсовых направляющих. Модули, управляющие печатающей головкой в направлении оси Y (633), приводятся в движение линейными двигателями, тем самым, приводя в движение всю печатающую головку (640) для перемещения по оси X. Боковые поверхности рельсовых направляющих механически скрепляются пластиной главной опорной рамы оси Х (623) и защитными пластинами главной рельсовой направляющей оси Х (624) и (626). Вспомогательные опорные рамы оси Х (611) устанавливаются по обе стороны от главной опорной рамы оси Х. Опорная рама вспомогательной рельсовой направляющей оси Х (612) устанавливается на главной опорной раме оси Х для крепления рельсовых направляющих (616). Скользящие блоки рельсовых направляющих (614) на рельсовых направляющих соединяются со вспомогательными соединительными основаниями оси X (615) с помощью болтов для обеспечения движения узла печатающей головки (640) в направлении оси Х. Боковые поверхности рельсовых направляющих скрепляются пластиной вспомогательной рельсовой направляющей оси Х (613), скользящими блоками рельсовой направляющей оси Х (614) и пластиной вспомогательной опорной рамы оси Х (618). Опорная рама соединяется с основной рамой устройства для трехмерной печати с помощью вспомогательной фиксирующей пластины оси X (619) и основной фиксирующей пластины оси X (621), чтобы гарантировать, что ось X узла печатающей головки (640) устройства трехмерной печати, находится в диапазоне хода всего устройства для трехмерной печати. Двигатели, управляющие печатающей головкой в направлении оси Y (631), соединяются с модулями, управляющими печатающей головкой в направлении оси Y, с помощью фиксирующих пластин оси Y (632). Двигатель приводит в движение подвижную соединительную пластину (634) оси Y для перемещения в направлении оси Y узла печатающей головки (640).
[0018] Кроме того, устройство очистки (700) неподвижно устанавливается на опорной плите (714). Очистная пластина (712) спереди и сзади удерживается двумя опорными стержнями (713). Губчатый материал (741) пористой структуры (740) горизонтально размещается на опорной плите пористой структуры (742). Опорная плита пористой структуры (742) удерживается пружиной сжатия (743). Емкость для очистки печатающей головки (730) устанавливается под очистной пластиной (712). Между емкостью для очистки печатающей головки (730) и очистной пластиной (712) образуется герметизирующий резервуар (735). Хромированный вал (732) устанавливается рядом с емкостью для очистки печатающей головки (730). На хромированном валу (732) располагаются очистные полоски (733) и крепежные пластины очистных полосок (734), при этом две очистные полоски (733) зажимают крепежную пластину (734) болтами. Наконец, крепежная пластина очистной полоски (734) устанавливается на хромированном валу (732) с помощью крепежных винтов. Датчик жидкости (731) используется для того, чтобы определить наличие чистящей жидкости и выявить пропиталась ли часть очистных полосок (733) чистящей жидкостью. Механизмы зажима листов (720) удерживаются и устанавливаются на опорных стержнях (713) посредством горизонтальных регулировочных пружин сжатия очистной пластины (721). Высота опорных пластин (723) может регулироваться горизонтальными регулировочными пружинами сжатия очистной пластины (721), чтобы гарантировать, что опорные пластины (723) и очистная пластина (712) лежат в одной плоскости.
[0019] Кроме того, система подачи жидкости (800) включает в себя монтажную опору, первую систему подачи жидкого материала, систему восстановления отработанной жидкости, систему очистки, вторую систему подачи жидкого материала и другие вспомогательные устройства, причем первая система подачи жидкого материала включает в себя первый добавочный участок, первичный фильтр, первый двигатель, первый резервуар для хранения, второй двигатель, вторичный фильтр, первый электромагнитный клапан, первый регулятор потока и первый исполнительный элемент. Система восстановления отработанной жидкости включает в себя различные участки сбора жидкости, второй электромагнитный клапан, третий двигатель, накопитель, первый фильтр, четвертый двигатель, одноходовой клапан и участок восстановления. Система очистки включает в себя участок добавления чистящего средства, второй фильтр, третий фильтр, второй резервуар для хранения, пятый двигатель, третий электромагнитный клапан, второй регулятор и участок очистки. Вторая система подачи жидкого материала включает в себя второй добавочный участок, четвертый фильтр, клапан, третий резервуар для хранения и второй исполнительный элемент. Другие вспомогательные устройства включают в себя датчик определения положения, первый датчик определения давления, второй датчик определения давления, третий датчик определения давления и монтажный шкаф.
[0020] Кроме того, устройство для смешивания песка (900) включает в себя насосы откачки песка (910), емкости для хранения песка (920), основной корпус (930), резервуар для смешивания песка (940) и баки для песка (950), в котором насосы откачки песка (910) устанавливаются над емкостями для хранения песка (920). Резервуар для смешивания песка (940) размещается под емкостями для хранения песка (920). Резервуар для смешивания песка (940) подвешивается внутри основного корпуса (930) на поперечной балке. Емкости для хранения песка (920), резервуар для смешивания песка (940) и баки для песка (950) встраиваются в основной корпус (930). Устройство для смешивания песка (900) включает в себя два насоса откачки песка (910), две емкости для хранения песка (920) и два бака для песка (950), каждые из которых контролируются индивидуально, не влияя друг на друга.
[0021] Кроме того, устройство очистки (700) и система подачи жидкости (800) располагаются под печатающей головкой друг над другом. Внутри рамы устанавливается нагревательное устройство для поддержания печатных областей при постоянной температуре.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0022] Настоящее изобретение обладает следующими преимуществами:
[0023] устройство для трехмерной печати песчаной формы, предусмотренное настоящим изобретением, включает в себя две или более рабочих камер, которые могут работать одновременно во время операций распределения песка и печати, в результате чего эффективность печати увеличивается вдвое по сравнению с устройством для трехмерной печати песчаной формы с одной рабочей камерой в той же комплектации, кроме того достигается уменьшение стоимости и удовлетворение потребностей производства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0024] Фиг.1 - вид спереди трехмерной структуры устройства для трехмерной печати песчаной формы с несколькими рабочими камерами в соответствии с настоящим изобретением;
[0025] Фиг.2 - вид сзади трехмерной структуры устройства для трехмерной печати песчаной формы с несколькими рабочими камерами в соответствии с настоящим изобретением;
[0026] Фиг.3 - схема внутренней структуры устройства для трехмерной печати песчаной формы с несколькими рабочими камерами в соответствии с настоящим изобретением;
[0027] Фиг.4 - структурная схема устройства для трехмерной печати песчаной формы с несколькими рабочими камерами в соответствии с настоящим изобретением;
[0028] Фиг.5 - структурная схема системы подачи рабочей камеры в соответствии с настоящим изобретением;
[0029] Фиг.6 - схема внутренней структуры ролика системы подачи рабочей камеры в соответствии с настоящим изобретением;
[0030] Фиг.7 - схематическая диаграмма общей структуры рабочих камер в соответствии с настоящим изобретением;
[0031] Фиг.8 - схематическая диаграмма конструкции уплотнения рабочей камеры в соответствии с настоящим изобретением;
[0032] Фиг.9 - принципиальная схема механизма перемещения рабочей камеры в соответствии с настоящим изобретением;
[0033] Фиг.10 - первая принципиальная схема механизма перемещения рабочей камеры в соответствии с настоящим изобретением;
[0034] Фиг.11 - вторая принципиальная схема механизма перемещения рабочей камеры в соответствии с настоящим изобретением;
[0035] Фиг.12 - принципиальная схема общей структуры распределителя песка в первом варианте осуществления настоящего изобретения;
[0036] Фиг.13 - принципиальная схема части структуры распределителя песка в первом варианте осуществления настоящего изобретения;
[0037] Фиг.14 - принципиальная схема общей структуры распределителя песка во втором варианте осуществления настоящего изобретения;
[0038] Фиг.15 - принципиальная схема части структуры распределителя песка во втором варианте осуществления настоящего изобретения;
[0039] Фиг.16 - принципиальная схема перемещения структуры печатающей головки в соответствии с настоящим изобретением;
[0040] Фиг.17 - принципиальная схема общей структуры устройства очистки в соответствии с настоящим изобретением;
[0041] Фиг.18 - принципиальная схема внутренней структуры устройства очистки в соответствии с настоящим изобретением;
[0042] Фиг.19 - принципиальная схема системы подачи жидкости в соответствии с настоящим изобретением;
[0043] Фиг.20 - принципиальная схема внешней структуры устройства для смешивания песка в соответствии с настоящим изобретением;
[0044] Фиг.21 - принципиальная схема внутренней структуры устройства для смешивания песка в соответствии с настоящим изобретением;
[0045] Фиг.22 - принципиальная схема принципа работы устройства для смешивания песка в соответствии с настоящим изобретением;
[0046] Фиг.23 - первая принципиальная схема структуры управления выгрузкой песка в устройстве для смешивания песка в соответствии с настоящим изобретением; а также
[0047] Фиг.24 - вторая принципиальная схема структуры управления выгрузкой песка в устройстве для смешивания песка в соответствии с настоящим изобретением.
[0048] 100-рама основного корпуса, 200-система подачи рабочей камеры, 300-рабочая камера, 900-устройство для смешивания песка, 010-вторичная ступенчатая стойка, 020-панель управления, 030-складчатая дверь, 040-первичная ступенчатая стойка, 050-запасная лестница, 060-электрический шкаф управления, 070-бак регенерации отработанного песка, 080-шкаф для электрического сервопривода, 090-газобалонный шкаф, 101-заднее смотровое окно, 102-боковое смотровое окно, 103-задняя панель обслуживания, 500-распределитель песка, 600-печатающая головка, 700-устройство очистки, 800-система подачи жидкости, 420-серводвигатель, 510-управляющий модуль распределителя песка, 520-приводной двигатель распределителя песка, 530-соединительная балка, 620-линейный двигатель, управляющий печатающей головкой в направлении оси X, 633-линейный модуль, управляющий печатающей головкой в направлении оси Y, 631-серводвигатель, управляющий печатающей головкой в направлении оси Y, 210-балка для установки роликовых опор, 220-роликовая опора, 227-механизм перемещения роликовых опор, 230-опорная плита стальных решеток, 240-стальная решетка, 250-опорная стойка, 260-соединительная балка, 261-двигатель, 262-основание для крепления двигателя, 270-емкость для приема песка, 280-зажимной механизм рабочей камеры, 290-позиционирующий механизм рабочей камеры, 221-монтажная плита, 222-цепное колесо, 223-подшипник, 224-зажимное кольцо, 225-ролик, 226-опорный вал, 311-левая и правая верхние уплотнительные рамы, 312-левый и правый корпус, 313-левый и правый внутренние полости, 314-левая и правая нижние опорные рамы, 321-левая и правая прессующие пластины, 322-левый и правый войлочные листы, 323-основание рабочей камеры, 324-нижний кронштейн, 325-передняя и задняя прессующие пластины, 326 передний и задний войлочные листы, 331 передняя и задняя верхние уплотнительные рамы, 332-передний и задний корпуса, 333 передняя и задняя внутренние полости, 334 передняя и задняя опорные рамы, 400-механизм перемещения рабочих камер, 410-рама, 411-левая боковая опора, 412-нижняя опора, 413-правая торцевая опора, 414-основание двигателя, 420-серводвигатель, 430-подъемный механизм, 431-закрепляемый подшипник, 432-поворотный рычаг, 433-винтовая гайка, 434-соединительный блок, 435-плавающий подшипник, 436-опорный блок, 437-регулировочный винтовой домкрат, 438-подъемная пластина, 415-рельсовая направляющая, 416-скользящий блок, 440-передаточный механизм, 441-соединительный вал двигателя, 442-ведущее колесо, 443-сжимающее колесо, 444-ремень, 445-ведомое колесо, 501-резервуар для хранения песка, 502-резьбовой стержень, 503-крышка, 504-спиральный приводной двигатель, 505-опорное основание резервуара для хранения песка, 506-шкив синхронного ремня, 507-крышка панели обслуживания, 508-отверстие для приема песка, 509-датчик определения количества песка, 541-отверстие для выгрузки песка, 542-поворотное звено, 543-поворотный фиксатор, 544-опорное основание поворотного фиксатора, 545-пластина регулировки зазора, 550-вибродвигатель, 551-эксцентриковый вал, 552-подшипник, 553-эксцентриковый блок, 554-соединительный блок, 560-емкость для просеивания песка, 570-очистная пластина, 511-опорное основание вращающегося вала, 512-вращающийся вал, 513-качающийся стержень, 514-опорное основание цилиндра, 515-телескопический цилиндр 516-ограничивающий блок, 517-нагревательная трубка, 521-воронка, 522-соединительный блок, 523-очистная пластина, 524-паз для эластичной газовой трубки, 525-эластичная газовая трубка, 541-отверстие для выгрузки песка, 551-эксцентриковый вал, 552-подшипник, 553-эксцентриковый блок, 611-вспомогательная опорная рама оси Х, 612-опорная рама вспомогательной рельсовой направляющей оси X, 613-вспомогательная рельсовая направляющая оси X, 614-скользящий блок рельсовой направляющей, 615-вспомогательное соединительное основание оси X, 616-рельсовая направляющая, 617-защитная пластина вспомогательной рельсовой направляющей оси Х, 618-пластина вспомогательной опорной рамы оси Х, 619-вспомогательная фиксирующая пластина оси Х, 621-основная фиксирующая пластина оси Х, 622-главная опорная рама оси Х, 623-пластина главной опорной рамы оси Х, 624-защитная пластина главной рельсовой направляющей оси Х, 625-магнитная рельсовая направляющая, 626-защитная пластина главной рельсовой направляющей оси Х, 627-линейный двигатель оси Х, 628-главное опорное основание оси XY, 631-двигатель, управляющий печатающей головкой в направлении оси Y, 632-фиксирующая плита двигателя, 633-модуль, управляющий печатающей головкой в направлении оси Y, 634-подвижная соединительная пластина оси Y, 640-печатающая головка, 720-механизм зажима, 730-емкость для очистки печатающей головки, 740-пористая структура, 750-поворотный цилиндр, 722-загрузочный вал, 711-датчик положения, 712-очистная пластина, 713-опорный стержень, 714-опорная плита, 715-резервуар для сбора отработанной жидкости, 741-губчатый материал, 742-опорная плита пористой структуры, 743-пружина сжатия, 731-датчик жидкости, 732-хромированный вал, 733-очистная полоска, 734-крепежная пластина очистных полосок, 735-герметизирующий резервуар, 723-опорная плита, 721-горизонтальная регулировочная пружина сжатия очистной пластины, 736-бак для промывки, 821-первый добавочный участок, 822-первичный фильтр, 823-первый двигатель, 824-первая камера для хранения, 825-второй двигатель, 826-вторичный фильтр, 827-первый электромагнитный клапан, 828-первый дозирующий клапан, 829-первый исполнительный элемент, 831-различные участки сбора отработанной жидкости, 832-второй электромагнитный клапан, 833-третий двигатель, 834-коллектор, 835-первый фильтр, 836-четвертый двигатель, 837-обратный клапан, 838-участок восстановления, 841-участок добавления чистящего средства, 842-второй фильтр, 843-третий фильтр, 844-вторая камера для хранения, 845-пятый двигатель, 846-третий электромагнитный клапан, 847-второй дозирующий клапан, 848-участок очистки, 851- второй добавочный участок, 852-четвертый фильтр, 853-клапан, 854-третья камера для хранения, 855-второй исполнительный элемент, 910-насос откачки песка, 920-емкость для хранения песка, 921-впускная трубка для песка, 922-датчик массы, 930-основной корпус, 931-шкаф управления, 932-опорное основание системы подачи жидкости, 923-первый регулирующий клапан, 940-участок смешивания песка, 941-впускная трубка участка смешивания песка, 942-нижняя часть емкости смешивания песка, 943-двигатель, 924-первый вибродвигатель, 948-датчик, 950-бак для песка, 951-направляющая металлическая пластина, 952-второй регулирующий клапан, 953-второй вибродвигатель, 944-воздушный цилиндр, 945-соединительный кронштейн, 946-уплотнительный блок, 947-верхняя часть емкости смешивания песка и 949-перемешивающая лопасть.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0049] Чтобы специалистам в данной области были лучше понятны технические решения настоящего изобретения, далее приводится подробное описание изобретения вместе с конкретными вариантами осуществления.
[0050] Общая конструкция устройства по настоящему изобретению показана на фиг. 1-4. Устройство для трехмерной печати песчаной формы с несколькими рабочими камерами включает в себя: раму основного корпуса (100), систему подачи рабочей камеры (200), рабочие камеры (300), механизмы перемещения рабочих камер (400), распределители песка (500), печатающую головку (600), устройство очистки (700), систему подачи жидкости (800), устройство для смешивания песка (900) и электрическую систему, где рама (100) основного корпуса включает в себя, по меньшей мере, три вертикальные колонны. Основной корпус (100), состоящий из более чем трех вертикальных колонн, имеет более двух независимых рабочих областей. Множество механизмов перемещения рабочих камер (400), соответственно, устанавливаются в нижней части каждой рабочей области. Множество систем подачи рабочих камер (200) располагаются над каждым из более чем двух множеств независимых механизмов перемещения рабочих камер (400) для осуществления перемещения рабочих камер (300) вдоль направления оси Y. Нижние пластины рабочих камер (300) представляют собой подвижные пластины. Рабочие камеры (300) могут приводиться в движение по направлению оси Z механизмами перемещения рабочей камеры (400). Более трех управляющих модулей распределителя песка (510), соответственно, располагаются над каждой из трех вертикальных колонн рамы основного корпуса (100). Более трех управляющих модулей распределителя песка (510) соединяются, по меньшей мере, двумя соединительными балками (530). Соединительные балки соединяются с приводными двигателями распределителя песка (520). Соответствующее количество рабочих камер (300), соответственно, располагается ниже каждого из, по меньшей мере, двух распределителей песка (500). Распределители песка (500) закрепляются над скользящими плитами, соответствующими, по меньшей мере, трем управляющим модулям распределителя песка (510). Соответствующее количество распределителей песка (500) приводится в движение синхронно по направлению оси Y с помощью приводных двигателей распределителя песка (520). В верхней части рамы основного корпуса (100) устанавливается линейный двигатель, управляющий печатающей головкой в направлении оси X (620). Модуль, управляющий печатающей головкой в направлении оси Y (633), размещается ниже линейного двигателя, управляющего печатающей головкой в направлении оси X (620). Печатающая головка (600) подключается к модулю, управляющему печатающей головкой в направлении оси Y (633). Печатающая головка (600) может перемещаться в направлении оси X и направлении оси Y под действием линейного двигателя, управляющего печатающей головкой в направлении оси X (620), и серводвигателя, управляющего печатающей головкой в направлении оси Y (631). Устройство для смешивания песка (900) устанавливается снаружи верхней части рамы основного корпуса (100) для подачи песка на распределители песка (500). Устройство очистки (700) и система подачи жидкости (800) располагаются под печатающей головкой (600) в направлении оси Y друг над другом. Внутри рамы устанавливается нагревательное устройство для поддержания печатных областей при постоянной температуре. Нагревательным устройством может быть ламповая трубка, кондиционер, микроволны и т.п. в каждом диапазоне длин волн.
[0051] В другом варианте осуществления настоящего изобретения существует другая взаимная последовательность множества распределителей песка (500) и печатающей головки (600), то есть приводной двигатель распределителя песка (520) устанавливается на каждом распределителе песка (500), каждый распределитель песка (500) может разбрасывать песок отдельно, а печатающая головка (600) может отдельно печатать каждую рабочую область после завершения заполнения песка.
[0052] Общий принцип работы системы заключается в следующем: песок, жидкие материалы и тому подобные вещества для 3D-печати смешиваются устройством для смешивания песка (900), а затем количественно подаются на распределители песка (500). При вращении приводных двигателей распределителя песка (520), три управляющих модуля распределителя песка 510 синхронно приводятся в действие более, чем двумя соединительными балками (530), чтобы управлять соответствующим количеством распределителей песка (500) для синхронной работы вдоль направления оси Y. Распределители песка (500) возвращаются в исходное положение после завершения разбрасывания песка над двумя или более независимыми рабочими камерами (300), соответственно. В это же время, после выполнения печатающей головкой (600) полноформатной печатной работы на поверхности песка над двумя или более рабочими камерами (300), в которых завершается распределение песка при управлении линейным двигателем, управляющим печатающей головкой в направлении оси X (620) и серводвигателем, управляющим печатающей головкой в направлении оси Y (631), печатающая головка (600) возвращается в исходное положение. Одновременно, механизмы перемещения рабочей камеры (400) опускают подвижные нижние пластины рабочих камер (300) на расстояние, которое составляет 0,1-1 мм, предпочтительно 0,2-0,5 мм. Вышеуказанные процессы распределения песка и печати повторяются до завершения всего печатного процесса. В вышеуказанных процессах распределения песка и печати, устройство для очистки (700) осуществляет регулярную очистку и предотвращает слипание печатающей головки (600) в нерабочем состоянии; и система подачи жидкости (800) подает жидкие материалы в устройство для смешивания песка (900) и печатающую головку (600).
[0053] После завершения печати рабочие камеры (300) выводятся системой подачи рабочих камер (200). Внешний механизм перемещения роликовых опор (227) быстро заменяет пустые камеры наполненными камерами, чтобы увеличить скорость обмена камер и сократить время ожидания.
[0054] В другом варианте осуществления настоящего изобретения, системы подачи рабочих камер (200) имеют структуры, показанные на фиг. 5-6, и удерживаются тремя балками для установки роликовых опор (210). Балки для установки роликовых опор (210) поддерживаются опорными стойками (250). Емкости для приема песка (270) устанавливаются между опорными балками для установки роликовых опор (210) для приема песка, вытекающего из рабочих камер (300). Стальные решетки (240) устанавливаются на опорных плитах стальных решеток (230). Все вышеуказанные соединения выполняются болтами. Монтажные плиты (221) привариваются к балкам для установки роликовых опор (210). Монтажные плиты соединяются с опорными валами (226). Ролики (225) и цепные колеса (222) соединяются болтами и жестко крепятся к опорным валам (226) с помощью подшипников (223). Подшипники (223) запираются зажимными кольцами (224). После того, как двигатели (261) устанавливаются с основаниями крепления двигателя (262), одна сторона каждого двигателя (261) закрепляется на одной балке для установки роликовых опор (210), а другая сторона соединяется с другой балкой для установки роликовых опор (210) с помощью соединительных балок (260). Механизм позиционирования рабочей камеры (290) устанавливается на раме основного корпуса (100) для регулировки рабочих положений рабочих камер (30) в устройстве для трехмерной печати песчаных форм.
[0055] Принцип работы системы подачи рабочей камеры (200) заключается в следующем: при возникновении необходимости перемещения рабочих камер (300) из устройства для трехмерной печати песчаной формы, соединительные балки (260) приводятся во вращение двигателями (261), так что роликовые опоры (220) с обеих сторон рабочих камер (300) работают синхронно, чтобы гарантировать, что рабочие камеры (300) не отклоняются вперед и назад во время работы. Сила, передаваемая соединительным балкам (260) двигателями (261), передается также цепным колесам (222) цепями. После этого, ролики (225) поворачиваются для перемещения рабочих камер (300). После того, как рабочие камеры (300) перемещаются в указанные положения устройства для трехмерной печати песчаной формы, зажимные механизмы рабочей камеры (280) зажимают рабочие камеры (300) в направлении оси Y, так что боковые поверхности рабочих камер (300) находятся в тесном контакте с позиционирующими механизмами рабочей камеры (290). Затем, рабочие камеры (300) полностью позиционируют спереди, сзади, слева и справа. В процессе работы устройства для трехмерной печати песчаной формы, часть песка в рабочих камерах (300) может протекать из боковых поверхностей рабочих камер (300). Просачивающийся песок поступает в емкости для приема песка (270), и затем очищается пылеуловителем. После того, как устройство для трехмерной печати песчаной формы завершает печатный процесс, роликовые опоры (220) перемещают рабочие камеры. Рабочие камеры (300) перемещаются в позицию удаления песка при подъеме роликов с помощью механизма подъема роликовых опор (227), тем самым завершая работу. В этом случае, левая и правая структуры роликовых опор (220) могут работать как одновременно, так и отдельно, тем самым позволяя множеству рабочих камер входить и выходить из устройства для трехмерной печати песчаной формы в разное время.
[0056] В другом варианте осуществления настоящего изобретения, рабочие камеры (300) имеют конструкции, показанные на фиг. 7-8. Внутренние полости (включая левую и правую внутренние полости (313) и передние и задние внутренние полости (333)) изготавливаются из износостойкого материала и испытывают постоянную силу трения песка и войлочных листов. Корпуса (включая левый и правый корпуса (312) и передний и задний корпуса (332)), изготовленные из материалов с высокой жесткостью, образуют общие рамы рабочих камер, обеспечивают общую прочность и жесткость рабочих камер и предотвращают деформацию. Корпуса соединяются с рабочими камерами с помощью болтов. Уплотнительные рамы (включая левую и правую верхние уплотнительные рамы (311) и переднюю и заднюю верхние уплотнительные рамы (331)) устанавливаются в верхней части устройства и на одном уровне с распределителями песка, чтобы избежать утечки песка вокруг рабочих камер во время распределения песка. Опорные рамы (включая левую и правую нижние опорные рамы (314), передние и задние опорные рамы (334) и нижние кронштейны (324)) устанавливаются на нижней поверхности, для удерживания и ограничения опорных конструкций, когда основания (323) перемещаются к самым нижним участкам. Войлочные листы (включая левый и правый войлочные листы (322) и передние и задние войлочные листы (326)) устанавливаются на верхних участках вокруг оснований рабочих камер (323) и прижимаются болтами с помощью прессующих пластин (включая левую и правую прессующие пластины (321) и переднюю и заднюю прессующие пластины (325)), так что войлочные листы плотно приклеиваются к окружающим внутренним полостям, чтобы гарантировать, что через днища рабочих камер не произойдет утечки песка во время движения.
[0057] Принцип работы рабочих камер (300) заключается в следующем: механизмы перемещения рабочих камер (400) подталкивают основания рабочих камер (323) к верхнему участку устройства, после чего в работу включаются распределители песка (500). Верхние уплотнительные рамы гарантируют, что песок находится только внутри рабочих камер при разбрасывании песка и не происходит утечки песка. После того, как распределители песка (500) заканчивают распределение слоя песка, и печатающая головка завершает соответствующие печатные операции, основания рабочих камер (323) опускаются на фиксированную высоту под действием механизма перемещения (400). Вышеуказанные процессы распределения песка и печати повторяются до тех пор, пока основания рабочих камер (323) не будут опущены до самого нижнего участка, тем самым завершив всю работу по распределению песка и печати.
[0058] В другом варианте осуществления настоящего изобретения, механизмы перемещения рабочих камер (400) имеют конструкции, показанные на фиг. 9-11 и включают в себя рамы (410), серводвигатели (420), подъемные механизмы (430) и передаточные механизмы (440). Серводвигатели (420), подъемные механизмы (430) и передаточные механизмы (440) устанавливаются на рамах (410). Рамы (410) состоят из левых боковых опор (411), нижних опор (412), правых торцевых опор (413) и оснований двигателя (414). Серводвигатели (420) приводят в движение ведущие колеса (442) с помощью соединительных валов двигателя (441). Ведущие колеса (442) управляют ведомыми колесами (445) с помощью ремней (444). Ремни (444) натягиваются сжимающими колесами (443) во время вращения. Ведомые колеса (445) соединяются с поворотными рычагами (432) и заставляют их вращаться. Верхние концы и нижние концы поворотных рычагов (432) закрепляются плавающими подшипниками (435) и закрепляемыми подшипниками (431).
[0059] Принцип работы механизмов перемещения рабочих камер (400) заключается в следующем: в процессе работы устройства для трехмерной печати песчаной формы, рабочие камеры (300) достигают указанных положений, а подъемные механизмы (430) механизмов перемещения (400) располагаются на самом верхнем участке рабочего диапазона. При выполнении печати, серводвигатели (420) в механизмах перемещения (400) приводят в движение ведущие колеса (442) для работы с помощью соединительных валов двигателя (441). Ведущие колеса (442) управляют ведомыми колесами (445) с помощью ремней (444). Ремни (444) натягиваются сжимающими колесами (443) во время вращения. Ведомые колеса (445) соединяются с поворотными рычагами (432) и заставляют их вращаться. Верхние концы и нижние концы поворотных рычагов (432) закрепляются плавающими подшипниками (435) и закрепляемыми подшипниками (431). При вращении поворотных рычагов винтовые гайки (433) перемещаются вниз по резьбе. Подъемные пластины (438) соединяются с винтовыми гайками (433) с помощью соединительных блоков (434). Когда винтовые гайки (433) перемещаются вниз, подъемные пластины (438) опускаются с помощью соединительных блоков (434). Скользящие блоки (416) устанавливаются на подъемных пластинах (438). Скользящие блоки (416) перемещаются по рельсовым направляющим (415), при этом рельсовые направляющие могут вертикально располагаться на кронштейнах, чтобы гарантировать, что подъемные пластины (438) перемещаются вверх и вниз без отклонения. Рабочие камеры (300) поддерживаются четырьмя опорными блоками (436) во время всего процесса перемещения. Позиции регулировочных винтовых домкратов (437) контролируются для обеспечения горизонтального перемещения рабочих камер (300). После завершения всего процесса печати, механизмы (400) перемещаются вверх, чтобы вернуться в исходные начальные позиции.
[0060] В другом варианте осуществления настоящего изобретения, в первом примере реализации, распределители песка (500) имеют конструкции, показанные на фиг. 12-13. Распределитель песка (500) имеет однонаправленную структуру. В частности, как показано на чертежах, для того, чтобы регулировать увеличение ширины резервуара для хранения песка (более 2 м), каждый резервуар для хранения песка (501) формируется путем соединения двух прямоугольных труб. Пространство между прямоугольными трубами предназначается для хранения песка. Резервуары (501) закрываются крышками (503) с помощью шарниров. Крышки (503) могут поворачиваться вокруг шарниров. На одном конце каждой крышки (503) имеется отверстие для приема песка (508), а на другом конце устанавливается спиральный приводной двигатель (504). Прямо под крышками (503) размещаются резьбовые стрежни (502). Резьбовые стержни (502) соединяются со спиральными приводными двигателями (504) с помощью шкивов синхронного ремня (506) и синхронных ремней. Посередине резервуаров для хранения песка (501) устанавливаются емкости для просеивания песка (560). Под емкостью для просеивания песка (560) устанавливаются отверстия для выгрузки песка (541). Плоские пластины, прилегающие к задним частям отверстий для выгрузки песка (541) и образующие определенный угол с горизонтальной плоскостью, представляют собой очистные пластины (570), при этом угол составляет 0-5 градусов.
[0061] Эксцентриковые валы (551) подвешиваются с одной стороны под резервуарами для хранения песка (501). Множество эксцентриковых блоков (553) устанавливается на эксцентриковых валах (551) с помощью подшипников (552). Нижние концы эксцентриковых блоков (553) соединяются с соединительными блоками (554) с помощью стержней. Очистные пластины (570) устанавливаются на задних поверхностях соединительных блоков (554). Вибродвигатель (550) соединяется с одним концом каждого эксцентрикового вала (551) и закрепляется под каждым резервуаром для хранения песка (501). Соединительные блоки (554) и очистные пластины (570), закрепленные с соединительными блоками (554), соединяются с опорными основаниями (544) поворотных фиксаторов с помощью поворотных звеньев (542) и соединительных фиксаторов (543). Опорные основания (544) поворотных фиксаторов устанавливаются под резервуарами (501) для хранения песка.
[0062] Принцип работы распределителей песка (500) в первом варианте осуществления изобретения, заключается в следующем: в резервуар для хранения песка (501) через отверстие для приема песка (508) подается песок. После того, как датчик определения количества песка (509) показывает, что песок полностью заполнил резервуар, добавление песка прекращается. В процессе добавления песка, резьбовые стержни (502) начинают равномерно вращаться при движении спиральных приводных двигателей (504) для равномерного распределения песка во всех резервуарах для хранения песка (501). В начале процесса распределения песка, песок внутри резервуаров для хранения песка (501) фильтруется с помощью емкостей для просеивания песка (560), а затем равномерно подается из отверстий для выгрузки песка (541). Очистные пластины (570), работая синхронно, соскабливают рассеянный песок. В процессе распределения песка под приводом вибродвигателей (550) эксцентриковые валы (551) вращаются с большой скоростью под опорой подшипников (552), чтобы приводить в движение соединительные блоки (554) для совершения возвратно-поступательных движений вверх и вниз. Соединительные блоки (554) также приводят в движение очистные пластины (570) для вибрации на высокой частоте для одновременного уплотнения удаляемого песка, увеличения плотности и прочности песчаных форм. Разные значения плотностей и прочности песчаных форм можно получить, регулируя частоты и скорости вращения вибродвигателей (550).
[0063] В другом варианте осуществления настоящего изобретения, распределители песка (500) имеют конструкции согласно второму примеру реализации, показанному на фиг. 14-15. Распределитель песка (500) представляет собой двунаправленную структуру, распределяющую песок. В частности, как показано на чертежах, для того, чтобы регулировать увеличение ширины резервуара для хранения песка (более 2 м), каждый резервуар для хранения песка (501) формируется путем соединения двух прямоугольных труб. Пространство между прямоугольными трубами предназначается для хранения песка. Резервуары (501) закрываются крышками (503) с помощью шарниров. Крышки (503) могут поворачиваться вокруг шарниров. На одном конце каждой крышки (503) имеется отверстие для приема песка (508), а на другом конце устанавливается спиральный приводной двигатель (504). Прямо под крышками (503) размещаются резьбовые стрежни (502). Резьбовые стержни (502) соединяются со спиральными приводными двигателями (504) с помощью шкивов синхронного ремня (506) и синхронных ремней. Резервуары для хранения песка (501) и зависимые крепежные детали интегрально монтируются на опорном основании вращающегося вала (511) с помощью вращающихся валов (512) с обеих сторон. Опорное основание вращающегося вала (511) фиксируется. Качающиеся стержни (513) устанавливаются над опорным основанием вращающегося вала. Опорные основания (514) цилиндров располагаются с обеих сторон резервуаров для хранения песка (501). Опорные основания (514) цилиндров соединяются с телескопическими цилиндрами (515) с помощью фиксаторов. Цилиндрические рычаги телескопических цилиндров (515) соединяются с качающимися стержнями (513) с помощью стержней. Резервуары для хранения песка (501) и зависимые крепежные детали могут интегрально вращаться вокруг опорного основания вращающегося вала (511) с помощью телескопического движения телескопических цилиндров (515). В середине резервуаров для хранения песка (501) устанавливаются воронки (521).  Под воронками (521) устанавливаются отверстия для выгрузки песка (541). Плоские пластины, прилегающие к задним частям отверстий для выгрузки песка (541) и образующие определенный угол с горизонтальной плоскостью, представляют собой очистные пластины (570), при этом угол составляет 0-5 градусов и может регулироваться телескопическими цилиндрами (515) и ограничительными блоками (516). Угол может регулироваться вращающимися двигателями, вращающимися цилиндрами, зубчатыми рейками, червячными передачами и другими способами, в дополнение к регулировке с помощью телескопических цилиндров, кроме того угол может регулироваться ручным способом.
[0064] Эксцентриковые валы (551) подвешиваются с одной стороны под резервуарами для хранения песка (501). Множество эксцентриковых блоков (553) устанавливается на эксцентриковых валах (551) с помощью подшипников (552). Другие концы эксцентриковых блоков (553) соединяются с воронками (521). Соединительные блоки (554) подвешиваются под резервуарами для хранения песка (501). На нижних участках соединительных блоков (554) устанавливаются пазы для эластичных газовых трубок (524) и очистные пластины (523). Вибродвигатель (550) соединяется с одним концом каждого эксцентрикового вала (551) и закрепляется ниже каждого резервуара для хранения песка (501). Нагревательные трубки (517) подвешиваются под резервуарами для хранения песка (501) и располагаются на противоположных сторонах эксцентриковых валов (551).
[0065] Принцип работы распределителей песка (500) во втором примере реализации заключается в следующем: в резервуар для хранения песка (501) через отверстие для приема песка (508) подается песок. После того, как датчик определения количества песка (509) показывает, что песок полностью заполнил резервуар, добавление песка прекращается. В процессе добавления песка, резьбовые стержни (502) начинают равномерно вращаться при движении спиральных приводных двигателей (504) для равномерного распределения песка во всех резервуарах для хранения песка (501). В начале процесса распределения песка, песок внутри резервуаров для хранения песка (501) направляется воронками (521), а затем равномерно подается из отверстий для выгрузки песка (541). Очистные пластины (523), работая синхронно, соскабливают рассеянный песок. В процессе распределения песка под приводом вибродвигателей (550) эксцентриковые валы (551) вращаются с большой скоростью под опорой подшипников (552), чтобы приводить в движение эксцентриковые блоки (553) для совершения возвратно-поступательных движений вверх и вниз. Эксцентриковые блоки (554) также приводят в движение воронки (521) для вибрации на высокой частоте так, что песок может легко вытекать из отверстий для выгрузки песка (541) ниже воронки (521). Размеры зазоров отверстий для выгрузки песка (541) могут регулироваться эластичными газовыми трубами (525). Зазоры (предпочтительно, зазоры составляют 0-6 мм) между эластичными газовыми трубками (525) задаются регулированием давления воздуха, тем самым достигается эффект регулировки количества отработанного песка. Преимущество второго примера реализации изобретения заключается в осуществлении двунаправленного распределения песка. В процессе распределения песка, углы наклона (от -5 до 5 градусов), образованные очистными пластинами (523) и горизонтальной плоскостью, регулируются путем управления размерами телескопических цилиндров (515) и положениями ограничивающих блоков (516), тем самым устраняя холостой ход распределителей песка (500) и повышая эффективность работы устройства трехмерной печати песчаных форм. Нагревательные трубки (517), расположенные под резервуарами для хранения песка (501), могут нагревать печатные материалы в соответствии с требованиями печати. Различные значения прочности песчаных форм и времени отверждения можно получить, отрегулировав температуру нагрева. Расположение и способы работы нагревательных трубок (517) одновременно применимы к любому случаю, в котором печатные материалы и песчаные формы необходимо нагреть в устройстве для трехмерной печати песчаных форм.
[0066] В другом варианте осуществления настоящего изобретения, узел печатающей головки (640) имеет конструкцию, показанную на фиг.16. Для завершения трехмерной печати узел печатающей головки (640) главным образом перемещается по оси X и по оси Y. Магнитные рельсовые направляющие (625) крепятся к главной опорной раме (622) в направлении оси Х. Рельсовые направляющие (616) устанавливаются на магнитных рельсовых направляющих. Линейные двигатели оси X (627) соединяются со скользящими блоками рельсовых направляющих (614) и главными соединительными основаниями оси XY (628) с помощью болтов. Модули, управляющие печатающей головкой в направлении оси Y, приводятся в движение линейными двигателями, тем самым, приводя в движение всю печатающую головку (640) для перемещения по оси X. Боковые поверхности рельсовых направляющих механически скрепляются пластиной главной опорной рамы оси Х (623) и защитными пластинами главной рельсовой направляющей оси Х (624) и (626). Поскольку конструкция устройства для трехмерной печати слишком велика, и одной опорной рамы оси X недостаточно, предусматриваются вспомогательные опорные рамы оси X (611), сконфигурированные с обеих сторон, кроме того на устройстве для трехмерной печати устанавливается опорная рама вспомогательной рельсовой направляющей оси X (612) для фиксации рельсовых направляющих (616). Скользящие блоки (614) на рельсовых направляющих соединяются со вспомогательными соединительными основаниями оси X (615) с помощью болтов для обеспечения движения узла печатающей головки (640) в направлении оси Х. Боковые поверхности рельсовых направляющих скрепляются вспомогательной рельсовой направляющей оси Х (613), скользящими блоками рельсовой направляющей оси Х (614) и пластиной вспомогательной опорной рамы оси Х (618). Главная опорная рама оси Х (622) и вспомогательные опорные рамы оси X (611) определяют ход оси X, в котором работает узел печатающей головки (640), чтобы обеспечить жесткость оси X печатающей головки. Опорная рама соединяется с основной рамой устройства для трехмерной печати с помощью вспомогательной фиксирующей пластины оси X (619) и основной фиксирующей пластины оси X (621), чтобы гарантировать, что ось X узла печатающей головки (640) устройства для трехмерной печати, находится в диапазоне хода всего устройства. Двигатели, управляющие печатающей головкой в направлении оси Y (631), соединяются с модулями, управляющими печатающей головкой в направлении оси Y, с помощью фиксирующих пластин оси Y (632). Двигатель приводит в движение подвижную соединительную пластину оси Y (634) для перемещения в направлении оси Y, чтобы реализовать движение в направлении оси Y узла печатающей головки (640).
[0067] Принцип работы печатающей головки (600) заключается в следующем: узел печатающей головки (640) приводится в движение линейными двигателями в основных опорных устройствах оси Х (620) для осуществления перемещения по оси Х. Для обеспечения точного позиционирования узла печатающей головки (640) в направлении оси X используется магнитная измерительная линейка. Вспомогательные устройства оси X (610) устанавливаются с обеих сторон для обеспечения вспомогательной опоры всей рамы, чтобы обеспечить жесткость печатающей головки и корпуса устройства трехмерной печати. Узел печатающей головки (640) реализует перемещение по оси Y с помощью блоков оси Y. Измерительная линейка обеспечивает точное позиционирование системы в направлении оси Y. Ось X согласуется с осью Y, так что узел печатающей головки (640) реализует соответствующее перемещение в соответствии с заранее определенным планом.
[0068] В другом варианте осуществления настоящего изобретения, устройство очистки (700) имеет конструкцию, показанную на фиг. 17-18 и устанавливается в заданном положении устройства для трехмерной печати песчаной формы с помощью опорной плиты (714). Очистная пластина (712) спереди и сзади удерживается двумя опорными стержнями (713) с помощью болтов. Плоскостность и высота очистной пластины (712) задаются горизонтальной регулировочной пружиной сжатия очистной пластины (721), чтобы обеспечить плоскостность и расстояние между плоскостью печатающей головки и очистной пластиной (712) в устройстве для трехмерной печати песчаных форм. Губчатый материал (741) пористой структуры (740) горизонтально размещается на опорной плите пористой структуры (742). Опорная плита пористой структуры (742) удерживается пружиной сжатия (743). Высота губчатого материала (741) может регулироваться выдвижением пружины сжатия (743). Емкость для очистки печатающей головки (730) устанавливается под очистной пластиной (712). Между емкостью для очистки печатающей головки (730) и очистной пластиной (712) образуется герметизирующий резервуар (735). Хромированный вал (732) устанавливается спереди и сзади емкости для очистки печатающей головки (730). На хромированном валу (732) располагаются очистные полоски (733) и крепежная пластина очистных полосок (734), при этом две очистные полоски (733) зажимают крепежную пластину (734) болтами. Наконец, крепежная пластина очистной полоски (734) устанавливается на хромированном валу (732) с помощью крепежных винтов. Датчик жидкости (731) используется для того, чтобы определить наличие чистящей жидкости и выявить пропиталась ли часть очистных полосок (733) чистящей жидкостью. Механизмы зажима листов (720) удерживаются и устанавливаются на опорных стержнях (713) посредством горизонтальных регулировочных пружин сжатия очистной пластины (721). Высота опорных пластин (723) может регулироваться горизонтальными регулировочными пружинами сжатия очистной пластины (721), чтобы гарантировать, что опорные пластины (723) и очистная пластина (712) лежат в одной плоскости.
[0069] Принцип работы устройства очистки (700) заключается в следующем: когда требуется очистка печатающей головки в устройстве для трехмерной печати песчаных форм, устройство очистки перемещается над емкостью для очистки печатающей головки (730) в направлении оси X; цилиндры (750) поворачиваются влево и вправо для вращения хромированных валов; когда между очистными полосками (733) на хромированных валах и печатающей головкой образуется определенный угол, печатающая головка очищается; отработанная жидкость, получаемая после очистки печатающей головки, собирается с помощью резервуара для сбора отработанной жидкости (715), после чего сливается. Когда необходимо отрегулировать степень точности печатающей головки устройства для трехмерной печати песчаных форм, печатающая головка перемещается над механизмом зажима листов (720), точность печатающей головки корректируется по прямолинейности, при которой порошок подается печатающей головкой на лист по прямой линии. При возникновении необходимости в отключении устройства для трехмерной печати песчаных форм для проведения обслуживания устройства, печатающая головка может быть перемещена над губчатой структурой (740); и жидкий материал в губчатом материале (741) может поддерживать нижнюю поверхность печатающей головки влажной в течение длительного времени, чтобы предотвратить блокирование печатающей головки.
[0070] В другом варианте осуществления настоящего изобретения система подачи жидкости (800) имеет конструкцию, показанную на фиг.19, и включает в себя монтажный кронштейн 810 (не показан), первую систему подачи жидкости 820, систему удаления отработанной жидкости 830, систему очистки 840, вторую систему подачи жидкости 850 и другие вспомогательные устройства 860. Первая система подачи жидкости 820 включает в себя первый добавочный участок 821, первичный фильтр 822, первый двигатель 823, первый резервуар для хранения 824, второй двигатель 825, вторичный фильтр 826, первый электромагнитный клапан 827, первый дозирующий клапан 828 и первый исполнительный элемент 829.  Система удаления отработанной жидкости 830 включает в себя различные участки сбора отработанной жидкости 831, второй электромагнитный клапан 832, третий двигатель 833, коллектор 834, первый фильтр 835, четвертый двигатель 836, обратный клапан 837 и участок восстановления 838. Система очистки 840 включает в себя участок добавления чистящего средства 841, второй фильтр 842, третий фильтр 843, второй резервуар для хранения 844, пятый двигатель 845, третий электромагнитный клапан 846, второй дозирующий клапан 847 и участок очистки 848. Вторая система подачи жидкости включает в себя второй добавочный участок 851, четвертый фильтр 852, клапан 853, третий резервуар для хранения 854 и второй исполнительный элемент 855. Другие вспомогательные устройства включают в себя датчик положения 861 (не показан), первый датчик определения давления 862 (не показан), второй датчик определения давления 863 (не показан), третий датчик определения давления 864 (не показан) и монтажный шкаф 865 (не показан).
[0071] Принцип работы системы подачи жидкости (800) заключается в следующем: добавочные участки и участки восстановления располагаются в одном месте, и их количество не ограничивается. Резервуары для хранения, соответственно, имеют один корпус и множество барьерных слоев, и не ограничиваются в количестве. Все резервуары для хранения жидкости располагаются в одном корпусе. Все двигатели и фильтры монтируются на резервуарах с помощью монтажных плат. Все компоненты соединяются трубками и соединениями, чтобы обеспечить единую схему.
[0072] Системы подачи представляют собой отдельные схемы, установленные в резервуары для хранения из внешних добавочных участков, соответствующим образом. Система утилизации отработанных жидкостей является единственной системой утилизации. Вся отработанная жидкость, будь то однократно или многократно отработанная жидкость, собирается в резервуарах для хранения отработанной жидкости соответствующим образом и сливается соответствующим образом. Более предпочтительно, один датчик определения давления располагается на дне отдельного резервуара для определения количества жидкости в резервуаре для хранения в любой момент времени. Более предпочтительно, чтобы верхние части резервуаров для хранения были соединены с резервуарами для сбора отработанных жидкостей трубками, чтобы обеспечить добавление всей жидкости в резервуары для сбора отработанной жидкости после добавления избыточного количества жидкого материала. Более предпочтительно, датчики положения 861 располагаются на верхних участках резервуаров для сбора отработанной жидкости для определения высоты жидкости в резервуаре для сбора отработанной жидкости в любое время.
[0073] В другом варианте осуществления настоящего изобретения, устройство для смешивания песка (900) имеет конструкцию, показанную на фиг. 20-24, и включает в себя насосы откачки песка (910), емкости для хранения песка (920), основной корпус (930), резервуар для смешивания песка (940), баки для песка (950) и тому подобное.  Насосы откачки песка (910) устанавливаются над емкостями для хранения песка (920) и уплотняются. Резервуар для смешивания песка (940) размещается под емкостями для хранения песка (920). Резервуар для смешивания песка (940) подвешивается внутри основного корпуса (930) на поперечной балке. Емкости для хранения песка (920), резервуар для смешивания песка (940) и баки для песка (950) встраиваются в основной корпус (930). Шкаф управления (931), опорное основание системы подачи жидкости (932) и т.п., соответственно, устанавливаются с обеих сторон основного корпуса (930). Датчик веса, двигатель и регулирующий клапан управляются шкафом управления (931).
[0074] Устройство для смешивания песка (900) включает в себя два насоса откачки песка (910), два резервуара для хранения песка (920) и два бака (950), каждые из которых контролируются индивидуально, не влияя друг на друга, тем самым увеличивая не только объем хранящегося песка, но также обеспечивая синхронную работу единичного распределителя песка и множества распределителей песка, и повышая эффективность устройства. Емкости для хранения песка (920), резервуар для смешивания песка (940) и баки для песка (950) встраиваются в основной корпус (930). Основной корпус (930) также включает в себя шкаф управления (931), опорное основание системы подачи жидкости (932) и соответствующие датчики, двигатели и регулирующие клапаны, управляемые шкафом управления (931).
[0075] Принцип работы емкости для хранения песка (920) заключается в следующем: при запуске устройства для трехмерной печати песчаных форм начинается вентиляция насосов откачки (910); песок поступает в емкости для хранения песка (920) через впускные трубки (921) емкостей для хранения песка (920) под действием насосов откачки песка (910); датчики массы (922), установленные вокруг дна емкостей для хранения песка (920), измеряют и подают сигнал об изменении веса; когда вес песка в емкостях для хранения песка (920) достигает заданного значения, датчики массы (922) посылают сигнал, и насосы откачки песка (910) прекращают работу. Когда песок в емкостях для хранения песка (920) достигает заданного значения, автоматически открывается первый регулирующий клапан (923); запускается вибродвигатель (924); песок поступает в емкость для смешивания песка (940) через впускную трубку участка смешивания песка (941); и, тем временем, жидкий материал поступает в емкость для смешивания песка (940) через трубку в определенном соотношении (3-20%). Двигатель (943) на нижней части емкости смешивания песка (942) приводит в движение перемешивающие лопасти (949) для вращения с высокой скоростью. После равномерного перемешивания песка и жидкого материала, воздушный цилиндр (944) поднимает соединительный кронштейн (945), что способствует открытию уплотнительного блока (946). Смешанный песок и жидкий материал поступают в резервуары для хранения песка (950). Второй регулирующий клапан (952) открывается. Второй вибродвигатель (953) начинает работать. Песок поступает в распределители песка (500) через направляющие металлические пластины (951). Датчик (948) обнаруживает песок в распределителях песка (500). После достижения указанной высоты второй регулирующий клапан закрывается; и второй вибродвигатель (953) перестает работать. Вышеуказанные действия повторяются для реализации непрерывного автоматического всасывания песка, смешивания песка и добавления песка.
[0076] Емкость для смешивания песка (940) структурно делится на верхнюю часть (947) и нижнюю часть (942), которые соединяются вместе впритык. Нижняя часть емкости смешивания песка (942) из-за частого соприкосновения с песком изготавливается из нержавеющей стали и других износостойких и коррозионностойких материалов. Внутренняя полость нижней части емкости для смешивания песка покрывается износостойким материалом для улучшения износостойкости и продления срока службы. При этом, когда емкость изнашивается, необходимо заменить только нижнюю часть (942) емкости, что упрощает замену и способствует экономии. Отверстие для выгрузки песка герметизируется кольцевым дугообразным уплотнительным блоком (946); при этом, на уплотнительных блоках дополнительно размещаются уплотнительные ленты для предотвращения вытекания мелкого песка из зазоров. Перемешивающие лопасти (949) образуются объединением дуги окружности с изогнутой плоской пластиной, чтобы увеличить площадь перемешивания, повысить эффективность перемешивания и обеспечить равномерное перемешивание.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
[0077] В вышеуказанном описании настоящего изобретения, приводится подробное описание устройства для трехмерной печати песчаных форм, содержащего множество рабочих камер. Принципы и способы реализации настоящей заявки описаны посредством применения вариантов осуществления в настоящем изобретении. Чертежи вышеприведенных вариантов осуществления используются только для того, чтобы помочь понять способ и его основную концепцию в настоящей заявке. Между тем, специалисты в данной области техники могут внести некоторые изменения в конкретный способ реализации и область применения в соответствии с концепцией настоящего изобретения. В заключение, содержание настоящего описания не следует понимать, как ограничение настоящей заявки.