一種多工作箱砂型3D列印設備

《一種多工作箱砂型3D列印設備》是寧夏共享模具有限公司於2016年4月15日申請的發明專利，該專利的申請號為2016102331578，公布號為CN105710294A，公布日為2016年6月29日，發明人是彭凡、劉軼、周志軍、徐雲龍、杜文軍、馬強、趙龍、馬睿，該專利屬於3D列印領域。

《一種多工作箱砂型3D列印設備》包括：主體框架（100）、工作箱輸送系統（200）、工作箱（300）、工作箱頂升機構（400）、鋪砂器（500）、列印頭（600）、清洗裝置（700）、液料系統（800）、混砂裝置（900）及電氣系統。該發明提供的一種砂型3D列印設備，包含有兩個或多工作箱，結合與之配套的混砂罐、同步運行鋪砂器、貫穿式列印頭、工作箱同步頂升機構及電氣系統等，鋪砂與列印作業時兩個或多工作箱同時工作，與同等規格的單工作箱砂型3D列印設備相比，在同等時間內，能夠成倍提高列印效率，從而有效降低砂型成本，更快應對生產需要。

2018年12月20日，《一種多工作箱砂型3D列印設備》獲得第二十屆中國專利銀獎。

（概述圖為《一種多工作箱砂型3D列印設備》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種多工作箱砂型3D列印設備
• 公布號：CN105710294A
• 公布日：2016年6月29日
• 申請號：2016102331578
• 申請日：2016年4月15日
• 申請人：寧夏共享模具有限公司
• 地址：寧夏回族自治區銀川市西夏區寧朔南街298號
• 發明人：彭凡、劉軼、周志軍、徐雲龍、杜文軍、馬強、趙龍、馬睿
• 分類號：B22C9/02（2006.01）I、B33Y30/00（2015.01）I
• 代理機構：北京連城創新智慧財產權代理有限公司
• 類別：發明專利
• 代理人：郝學江

專利背景

2016年4月前，砂型3D列印設備普遍存在列印效率太低、時間成本高、不能滿足生產需要的問題。主要原因在於砂型列印設備的結構組成類似，均由單個工作箱與鋪砂器、列印頭等功能模組組成，且各功能模組的工作順序與所需時間也基本固定，如需提高單工作箱形式的砂型列印設備的列印效率，往往只能從增大尺寸、提高運行速度等方面著手。然而因設備尺寸與運行速度可調整空間有限，使用上述方法提高列印效率帶來的效果並不理想，仍不能滿足生產需要，而砂型3D列印套用領域的快速發展亟需提出能夠成倍提高列印效率的可行方案。雖然現有技術中，公告號為CN203887169U的專利文獻公開了一種3D列印生產線，並設計了至少兩個工作箱以提高列印效率，但該技術為申請人早期的研究成果，該結構的實質為兩個或多個工作箱輪換進行列印工作，當一個工作箱完成列印作業時，另一個空的工作箱可以很快過來填補空位繼續列印，因此同一時間只能有一個工作箱進行列印工作，並沒有實現多個工作箱的同時鋪砂與列印，而且，該現有技術在列印頭、鋪砂器以及驅動裝置等裝置上存在不足，不能實現同時列印的需求。因此，如何設計一種具有多個工作箱並能同時列印的多工作箱砂型3D列印設備為該領域亟需解決的問題。

發明內容

專利目的

《一種多工作箱砂型3D列印設備》提供的一種砂型3D列印設備，包含有兩個或多工作箱，結合與之配套的混砂罐、同步運行鋪砂器、貫穿式列印頭、工作箱同步頂升機構及電氣系統等，鋪砂與列印作業時兩個或多工作箱同時工作，與同等規格的單工作箱砂型3D列印設備相比，在同等時間內，能夠成倍提高列印效率，從而有效降低砂型成本，更快應對生產需要。

技術方案

《一種多工作箱砂型3D列印設備》包括：主體框架（100）、工作箱輸送系統（200）、工作箱（300）、工作箱頂升機構（400）、鋪砂器（500）、列印頭（600）、清洗裝置（700）、液料系統（800）、混砂裝置（900）及電氣系統，其特徵在於：主體框架（100）包括至少三根立柱，所述主體框架組裝完成後，形成兩個以上獨立的工作區域，每個工作區域底部分別安裝一套工作箱頂升機構（400）；每個所述工作箱頂升機構（400）的上方各設定一套工作箱輸送系統（200），用於驅動工作箱（300）沿Y軸方向的運動；所述工作箱（300）包括底板，其為活動板，可通過所述工作箱頂升機構（400）驅動工作箱沿Z軸方向升降；所述主體框架（100）的至少三根立柱的每個立柱上方分別鋪設一個鋪砂器運行模組（510），至少三個所述鋪砂器運行模組（510）之間通過至少兩個聯軸器（530）連線，聯軸器與鋪砂器運行驅動電機（520）連線，至少兩個所述鋪砂器（500）固定於所述至少三個鋪砂器運行模組（510）對應的滑塊上方，通過鋪砂器運行驅動電機（520）驅動對應數量鋪砂器（500）沿Y軸方向同步運行；所述至少兩個鋪砂器（500）的每個鋪砂器下方分別布置對應數量的所述工作箱（300）；所述主體框架（100）頂部內側安裝有列印頭運行X向直線電機（620），所述列印頭運行X向直線電機（620）下方安裝列印頭運行Y向模組（633），列印頭（600）與列印頭運行Y向模組（633）連線，在所述列印頭運行X向直線電機（620）與列印頭運行Y向伺服電機（631）的驅動下，列印頭（600）可實現X軸、Y軸兩個方向的運行；所述主體框架（100）頂部外側安裝有混砂裝置（900），為所述鋪砂器（500）供砂。

進一步的，所述工作箱輸送系統（200）包括至少三個輥道安裝梁（210），輥道安裝梁（210）由支腿（250）支撐，安裝座（221）固定在輥道安裝梁（210）的一側，安裝座與支撐軸（226）連線，滾筒（225）和鏈輪（222）固定連線，並由軸承（223）固定安裝在支撐軸（226）上，最後由卡簧（224）鎖緊軸承（223）；接砂槽（270）安裝在輥道安裝梁（210）之間，用於接收工作箱（300）遺漏砂子；電機（261）與電機安裝座（262）裝配後一側固定安裝在輥道安裝梁（210）上，另一側通過聯軸器（260）與另一根輥道安裝梁（210）連線，工作箱定位機構（290）安裝在總體框架（100）上，用於調節工作箱（300）在砂型3D列印設備中工作位置。

進一步的，工作箱（300）包括內襯、外殼、密封架、支撐架和毛氈，其中，內襯由耐磨材料構成，外殼由剛性材料構成，頂部四周安裝密封架，與鋪砂器平齊，保證在鋪砂過程中工作箱四周不會發生漏砂情況；底部四周和底面安裝支撐架，用於四周結構的支撐和底座（323）運動到最底部的時候的限位；工作箱底座（323）四周上部安裝毛氈，並用毛氈壓板通過螺栓進行壓緊，毛氈與四周內襯緊密貼合，保證在工作箱運動過程中底部不會發生漏砂情況。

進一步的，所述工作箱頂升機構（400）包括：框架（410）、伺服電機（420）、舉升部分（430）、傳動機構（440）；伺服電機（420）、舉升部分（430）、傳動機構（440）安裝在框架（410）上，框架（410）由左側支架（411）、底部支架（412）、右側支架（413）、電機座（414）組成，伺服電機（420）通過電機連線軸（441）帶動主動輪（442）運轉，主動輪（442）再通過皮帶（444）帶動從動輪（445）一起運動，皮帶（442）在轉動的過程中通過壓緊輪（443）進行張緊；從動輪（445）通過鍵與絲桿（432）連線，同時帶動絲桿（442）轉動，絲桿（442）的上、下端採用浮動軸承（435）和固定軸承（431）進行固定，絲桿（442）上安裝有絲桿螺母（433），隨著絲桿的轉動，絲桿螺母（433）沿著螺紋上下運動，舉升板（438）與絲桿螺母（433）通過連線塊（434）進行連線，舉升板（438）上安裝有滑塊（416），滑塊（416）在豎直導軌（415）上滑動，舉升板（438）的頂端設定有支撐塊和調節頂絲，用於在整個運動過程中支撐工作箱（300），並通過控制調節頂絲（437）的位置保持工作箱（300）水平。

進一步的，所述鋪砂器（500）包括砂槽（501），用以存儲砂子，在砂槽（501）的上方通過連線有蓋板（503），蓋板（503）一端設有接砂口（508），另一端安裝螺旋驅動電機（504），所述蓋板（503）正下方吊裝有螺旋桿（502），所述螺旋桿（502）通過同步帶輪（506）及同步帶與所述螺旋驅動電機（504）連線，砂槽（501）的中間安裝有篩砂槽（560），所述篩砂槽（560）下方設有下砂口（541），以及與下砂口（541）後部相鄰、與水平面具有角度的刮砂板；偏心軸（551）吊裝在砂槽（501）的下方一側，若干個偏心塊（553）通過軸承（552）安裝於所述偏心軸（551）上，所述偏心塊（553）下端又與連線塊（554）之間連線，所述連線塊（554）背面安裝有刮砂板（570），振動電機（550）與偏心軸（551）一端連線，並固定於砂槽（501）下方，所述連線塊（554）連同固定於其上方的刮砂板（570）通過擺動連桿（542）及連線銷軸（543）與旋轉銷軸支座（544）相連線，所述旋轉銷軸支座（544）安裝在砂槽（501）的下方。

進一步的，所述鋪砂器（500）包括砂槽（501），用以存儲砂子，在砂槽（501）的上方連線有蓋板（503），蓋板（503）一端設有接砂口（508），另一端安裝螺旋驅動電機（504），所述蓋板（503）正下方吊裝有螺旋桿（502），所述螺旋桿（502）通過同步帶輪（506）及同步帶與所述螺旋驅動電機（504）連線，砂槽（501）及其所屬安裝件整體通過兩側的轉軸（512）安裝於轉軸支座（511）內，所述轉軸支座（511）固定不動，上方安裝有擺桿（513），所述砂槽（521）兩側設定有氣缸支座（514），所述氣缸支座（514）通過銷軸連線有伸縮氣缸（515），所述伸縮氣缸（515）的缸桿又與擺桿（513）通過銷釘連線，通過伸縮氣缸（515）的伸縮動作可帶動砂槽（501）及其所屬安裝部件整體圍繞轉軸支座（511）旋轉，砂槽（501）的中間安裝有漏斗（521），所述漏斗（521）下方設有下砂口（541），以及與下砂口（541）兩側相鄰的、與水平面具有角度的刮砂板（570），偏心軸（551）吊裝在砂槽（501）的下方一側，若干個偏心塊（553）通過軸承（552）安裝於所述偏心軸（551）上，所述偏心塊（553）另一端又與漏斗（521）相連線，連線塊（554）吊裝於砂槽（501）下方，所述連線塊（554）下部安裝有彈性氣管槽口（524）及刮砂板（523），振動電機（550）與偏心軸（551）一端連線，並固定於砂槽（501）下方，加熱管（517）吊裝於砂槽（501）的下方，位於偏心軸（551）的對側。

進一步的，磁性導軌（625）固定於X軸主支撐架（622）上，磁性導軌上裝有導軌，X向直線電機（620）與導軌上的導軌滑塊（614）和XY軸主連線座（628）連線，由直線電機驅動，帶動Y軸模組（633）運動，進而帶動整個列印頭組件（640）在X軸的運動，導軌四周用X軸主支撐架蓋板（623）、X軸主導軌防護蓋板（624）以及X軸主導軌防護（626）進行機械密封；X軸主支撐架兩邊配置X軸輔助支撐架（611），上面安裝X軸輔助導軌支撐架（612）用於固定導軌（616），導軌上的導軌滑塊（614）與X軸輔助連線座（615）利用螺栓進行把合，輔助帶動列印頭組件（640）的X方向運動，導軌四周用X軸輔助導軌防護（613）、導軌滑塊（614）、X軸輔助支撐架蓋板（618）進行密封；支撐架利用X軸輔助固定板（619）和X軸主固定板（621）與3D印表機主體結構相連線，保證印表機組件（640）的X軸在總體3D印表機中的行程範圍，Y軸電機（631）與Y軸模組（633）通過Y軸固定板（632）連線，電機輸出帶動Y軸移動連線板（634）在Y向的運動，實現列印頭組件（640）的Y向運動。

進一步的，清洗裝置（700）由支撐板（714）固定安裝，清洗板（712）由兩個支撐條（713）前後支撐；海綿機構（740）中海綿（741）水平放在海綿支撐板（742）上，並由壓簧（743）支撐海綿支撐板（742）；列印頭清洗池（730）安裝在清洗板（712）下面，並且列印頭清洗池（730）與清洗板（712）之間有密封槽（735），鍍鉻軸（732）設定在列印頭清洗池（730）附近，並在鍍鉻軸（732）上裝有清洗條（733）和清洗條安裝板（734），其中兩個清洗條（733）通過螺栓夾緊清洗條安裝板（734），最後用緊固螺絲把清洗條安裝板（734）安裝在鍍鉻軸（732）；液料感測器（731）用於檢測清洗液是否到位，確保部分清洗條（733）浸泡在清洗液中；夾紙機構（720）同樣由清洗板水平調整壓簧（721）支撐安裝在支撐條（713）上，由清洗板水平調整壓簧（721）可調整紙撐板（723）高度，確保紙撐板（723）與清洗板（712）同一平面度要求。

進一步的，所述液料系統（800）包括：安裝支架、液料1供給系統、廢液回收系統、清洗供給系統、液料2供給系統、其他輔助裝置，其中，所述液料1供給系統包括：添加點、1級過濾器、馬達、儲存箱、馬達、2級過濾器、電磁閥、計流閥、執行元件；所述廢液回收系統包括：各廢液收集點、電磁閥、馬達、收集箱、過濾器、收馬達、單向閥、回收點；所述清洗供給系統包括：清洗劑添加點、過濾器、過濾器、存儲箱、馬達、電磁閥、計流閥、清洗點；所述液料2供給系統包括：添加點、過濾器、閥門、儲存箱、執行元件；所述其他輔助裝置包括：位置檢測開關、壓力檢測開關、壓力檢測開關、壓力檢測開關、接線櫃。

進一步的，所述混砂裝置（900）包括：吸砂泵（910）、儲砂罐（920）、主體（930）、混砂罐（940）、砂槽（950）；其中，吸砂泵（910）安裝於儲砂罐（920）上方，儲砂罐（920）下方放置混砂罐（940），所述混砂罐（940）通過橫樑懸掛於主體（930）內部，儲砂罐（920）、混砂罐（940）、砂槽（950）安裝整體安裝在主體（930）上，所述混砂裝置（900）中吸砂泵（910）、儲砂罐（920）、砂槽（950）各有兩套，兩套之間的控制是相互獨立互不影響。

進一步的，所述列印頭下方布置有清洗裝置（700）及液料系統（800），所述清洗裝置（700）及液料系統（800）上下疊加放置；所述框架內部安裝有加熱裝置，可維持列印區域恆溫。

有益效果

該發明提供的一種砂型3D列印設備，包含有兩個或多工作箱，鋪砂與列印作業時兩個或多工作箱同時工作，與同等規格的單工作箱砂型3D列印設備相比，在同等時間內，能夠成倍提高列印效率，從而有效降低砂型成本，更快應對生產需要。

附圖說明

圖1：該發明多工作箱3D砂型列印設備立體結構正面圖。

圖2：該發明多工作箱3D砂型列印設備立體結構背面圖。

圖3：該發明多工作箱3D砂型列印設備內部結構圖。

圖4：該發明多工作箱3D砂型列印設備結構原理圖。

圖5：該發明工作箱輸送系統結構圖。

圖6：該發明工作箱輸送系統滾輪內部結構圖。

圖7：該發明工作箱整體結構示意圖。

圖8：該發明工作箱密封結構示意圖。

圖9：該發明工作箱頂升機構原理圖。

圖10：該發明工作箱頂升機構結構第一示意圖。

圖11：該發明工作箱頂升機構結構第二示意圖。

圖12：該發明鋪砂器實施方案一整體結構示意圖。

圖13：該發明鋪砂器實施方案一局部結構示意圖。

圖14：該發明鋪砂器實施方案二整體結構示意圖。

圖15：該發明鋪砂器實施方案二局部結構示意圖。

圖16：該發明列印頭運動結構示意圖。

圖17：該發明清洗裝置整體組成示意圖。

圖18：該發明清洗裝置內部結構示意圖。

圖19：該發明液料系統原理圖。

圖20：該發明混砂罐外部結構組成示意圖。

圖21：該發明混砂罐內部結構組成示意圖。

圖22：該發明混砂罐工作原理示意圖。

圖23：該發明混砂罐下砂控制結構第一示意圖。

圖24：該發明混砂罐下砂控制結構第二示意圖。

其中，100—主體框架，200—工作箱輸送系統，300—工作箱，900—混砂裝置，010—二級梯級塔台，020—操作面板，030—摺疊門，040—一級梯級塌台，050—安全護欄，060—控制電櫃，070—廢砂回收槽，080—伺服電櫃，090—氣源櫃，101—背面觀察窗，102—側面觀察窗，103—背面維護蓋板，227—輥道升降機，500—鋪砂器，600—列印頭，700—清洗裝置800—液料系統，420—工作箱頂升電機，510—鋪砂器運行模組，520—鋪砂器運行驅動電機530—聯軸器，620—列印頭運行X向直線電機，633—列印頭運行Y向模組，631—列印頭運行Y向伺服電機，210—輥道安裝梁220—輥道結構，227—輥道升降機，230—鋼格板支撐板，240—鋼格板，250—支腿260—聯軸器，261—電機，262—電機安裝座，270—接砂槽，280—工作箱夾緊機構290—工作箱定位機構，221—安裝座，222—鏈輪，223—軸承，224—卡簧，225—滾筒，226—支撐軸，311—左右面頂部密封架，312—左右面外殼，313—左右面內襯，314—左右面底部支撐架，321—左右面毛氈壓板，322—左右面毛氈，323—工作箱底座，324—底部支架，325—前後面毛氈壓板，326—前後面毛氈，331—前後面頂部密封架，332—前後面外殼，333—前後面內襯，334—前後面底部支撐架，400—工作箱頂升機構，410—框架，411—左側支架，412—底部支架，413—右側支架，414—電機座，420—伺服機電，430—舉升部分，431—固定軸承，432—絲桿，433—絲桿螺母，434—連線塊，435—浮動軸承，436—支撐塊，437—調節頂絲，438—舉升板，415—導軌，416—滑塊440—傳動機構，441—電機連線軸，442—主動輪，443—壓緊輪，444—皮帶，445—從動輪，501—砂槽，502—螺旋桿，503—蓋板，504—螺旋驅動電機，505—砂槽支座，506—同步帶輪，507—維護蓋板，508—接砂口，509—砂位感測器，541—下砂口，542—擺動連桿，543—旋轉銷軸，544—旋轉銷軸支座，545—縫隙調節板，550—振動電機，551—偏心軸，552—軸承，553—偏心塊，554—連線塊，560—篩砂槽，570—刮砂板，511—轉軸支座，512—轉軸，513—擺桿，514—氣缸支座，515—伸縮氣缸，516—限位塊，517—加熱管，521—漏斗，522—連線塊，523—刮砂板，524—彈性氣管槽口，525—彈性氣管，541—下砂口，551—偏心軸，552—軸承，553—偏心塊，611—X軸輔助支撐架，612—X軸輔助導軌支撐架，613—X軸輔助導軌防護，614—導軌滑塊，615—X軸輔助連線座，616—導軌，617—X軸輔助導軌防護蓋板，618—X軸輔助支撐架蓋板，619—X軸輔助固定板，621—X軸主固定板，622—X軸主支撐架，623—X軸主支撐架蓋板，624—X軸主導軌防護蓋板，625—磁性導軌，626—X軸主導軌防護，627—X向直線電機，628—XY軸主連線座，631—Y軸電機，632—電機固定板，633—Y軸模組，634—Y軸移動連線板，640—列印頭組件，720—夾紙機構，730—列印頭清洗池，740—海綿機構，750—旋轉氣缸，722—裝紙軸，711—位置感測器，712—清洗板，713—支撐條，714—支撐板，715—廢液收集槽，741—海綿，742—海綿支撐板，743—壓簧，731—液料感測器，732—鍍鉻軸，733—清洗條，734—清洗條安裝板，735—密封槽，723—紙支撐，721—清洗板水平調整壓簧，736—清洗槽，821—添加點，822—1級過濾器，823—馬達，824—儲存箱，825—馬達，826—2級過濾器，827—電磁閥，828—計流閥，829—執行元件，831—各廢液收集點，832—電磁閥，833—馬達，834—收集箱，835—過濾器，836—收馬達，837—單向閥，838—回收點，841—清洗劑添加點，842—過濾器，843—過濾器，844—存儲箱，845—馬達，846—電磁閥，847—計流閥，848—清洗點，851—添加點，852—過濾器，853—閥門，854—儲存箱，855—執行元件，910—吸砂泵，920—儲砂罐，921—進砂口，922—質量感測器，930—主體，931—控制櫃，932—液料系統支座，923—控制閥1，940—混砂罐，941—混砂罐入口，942—混砂罐下部，943—電機，924—振動電機1，948—感測器，950—砂槽，951—導砂鈑金，952—控制閥2，953—振動電機2，944—氣缸，945—連線支架，946—密封塊，947—混砂罐上部，949—攪拌葉片。

權利要求

1.《一種多工作箱砂型3D列印設備》包括：主體框架100、工作箱輸送系統（200）、工作箱（300）、工作箱頂升機構（400）、鋪砂器（500）、列印頭（600）、清洗裝置（700）、液料系統（800）、混砂裝置（900）及電氣系統，其特徵在於：主體框架（100）包括至少三根立柱，所述主體框架組裝完成後，形成兩個以上獨立的工作區域，每個工作區域底部分別安裝一套工作箱頂升機構（400）；每個所述工作箱頂升機構（400）的上方各設定一套工作箱輸送系統（200），用於驅動工作箱（300）沿Y軸方向的運動；所述工作箱（300）包括底板，其為活動板，可通過所述工作箱頂升機構（400）驅動工作箱沿Z軸方向升降；所述主體框架（100）的至少三根立柱的每個立柱上方分別鋪設一個鋪砂器運行模組（510），至少三個所述鋪砂器運行模組（510）之間通過至少兩個聯軸器（530）連線，聯軸器與鋪砂器運行驅動電機（520）連線，至少兩個所述鋪砂器（500）固定於所述至少三個鋪砂器運行模組（510）對應的滑塊上方，通過鋪砂器運行驅動電機（520）驅動對應數量鋪砂器（500）沿Y軸方向同步運行；所述至少兩個鋪砂器（500）的每個鋪砂器下方分別布置對應數量的所述工作箱（300）；所述主體框架（100）頂部內側安裝有列印頭運行X向直線電機（620），所述列印頭運行X向直線電機（620）下方安裝列印頭運行Y向模組（633），列印頭（600）與列印頭運行Y向模組（633）連線，在所述列印頭運行X向直線電機（620）與列印頭運行Y向伺服電機（631）的驅動下，列印頭（600）可實現X軸、Y軸兩個方向的運行；所述主體框架（100）頂部外側安裝有混砂裝置（900），為所述鋪砂器（500）供砂。

2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述工作箱輸送系統（200）包括至少三個輥道安裝梁（210），輥道安裝梁（210）由支腿（250）支撐，安裝座（221）固定在輥道安裝梁（210）的一側，安裝座與支撐軸（226）連線，滾筒（225）和鏈輪（222）固定連線，並由軸承（223）固定安裝在支撐軸（226）上，最後由卡簧（224）鎖緊軸承（223）；接砂槽（270）安裝在輥道安裝梁（210）之間，用於接收工作箱（300）遺漏砂子；電機（261）與電機安裝座（262）裝配後一側固定安裝在輥道安裝梁（210）上，另一側通過聯軸器（260）與另一根輥道安裝梁（210）連線，工作箱定位機構（290）安裝在總體框架（100）上，用於調節工作箱（300）在砂型3D列印設備中工作位置。

3.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，工作箱（300）包括內襯、外殼、密封架、支撐架和毛氈，其中，內襯由耐磨材料構成，外殼由剛性材料構成，頂部四周安裝密封架，與鋪砂器平齊，保證在鋪砂過程中工作箱四周不會發生漏砂情況；底部四周和底面安裝支撐架，用於四周結構的支撐和底座（323）運動到最底部的時候的限位；工作箱底座（323）四周上部安裝毛氈，並用毛氈壓板通過螺栓進行壓緊，毛氈與四周內襯緊密貼合，保證在工作箱運動過程中底部不會發生漏砂情況。

4.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述工作箱頂升機構（400）包括：框架（410）、伺服電機（420）、舉升部分（430）、傳動機構（440）；伺服電機（420）、舉升部分（430）、傳動機構（440）安裝在框架（410）上，框架（410）由左側支架（411）、底部支架（412）、右側支架（413）、電機座（414）組成，伺服電機（420）通過電機連線軸（441）帶動主動輪（442）運轉，主動輪（442）再通過皮帶（444）帶動從動輪（445）一起運動，皮帶（442）在轉動的過程中通過壓緊輪（443）進行張緊；從動輪（445）通過鍵與絲桿（432）連線，同時帶動絲桿（442）轉動，絲桿（442）的上、下端採用浮動軸承（435）和固定軸承（431）進行固定，絲桿（442）上安裝有絲桿螺母（433），隨著絲桿的轉動，絲桿螺母（433）沿著螺紋上下運動，舉升板（438）與絲桿螺母（433）通過連線塊（434）進行連線，舉升板（438）上安裝有滑塊（416），滑塊（416）在豎直導軌（415）上滑動，舉升板（438）的頂端設定有支撐塊和調節頂絲，用於在整個運動過程中支撐工作箱（300），並通過控制調節頂絲（437）的位置保持工作箱（300）水平。

5.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述鋪砂器（500）包括砂槽（501），用以存儲砂子，在砂槽（501）的上方通過連線有蓋板（503），蓋板（503）一端設有接砂口（508），另一端安裝螺旋驅動電機（504），所述蓋板（503）正下方吊裝有螺旋桿（502），所述螺旋桿（502）通過同步帶輪（506）及同步帶與所述螺旋驅動電機（504）連線，砂槽（501）的中間安裝有篩砂槽（560），所述篩砂槽（560）下方設有下砂口（541），以及與下砂口（541）後部相鄰、與水平面具有角度的刮砂板；偏心軸（551）吊裝在砂槽（501）的下方一側，若干個偏心塊（553）通過軸承（552）安裝於所述偏心軸（551）上，所述偏心塊（553）下端又與連線塊（554）之間連線，所述連線塊（554）背面安裝有刮砂板（570），振動電機（550）與偏心軸（551）一端連線，並固定於砂槽（501）下方，所述連線塊（554）連同固定於其上方的刮砂板（570）通過擺動連桿（542）及連線銷軸（543）與旋轉銷軸支座（544）相連線，所述旋轉銷軸支座（544）安裝在砂槽（501）的下方。

6.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述鋪砂器（500）包括砂槽（501），用以存儲砂子，在砂槽（501）的上方連線有蓋板（503），蓋板（503）一端設有接砂口（508），另一端安裝螺旋驅動電機（504），所述蓋板（503）正下方吊裝有螺旋桿（502），所述螺旋桿（502）通過同步帶輪（506）及同步帶與所述螺旋驅動電機（504）連線，砂槽（501）及其所屬安裝件整體通過兩側的轉軸（512）安裝於轉軸支座（511）內，所述轉軸支座（511）固定不動，上方安裝有擺桿（513），所述砂槽（521）兩側設定有氣缸支座（514），所述氣缸支座（514）通過銷軸連線有伸縮氣缸（515），所述伸縮氣缸（515）的缸桿又與擺桿（513）通過銷釘連線，通過伸縮氣缸（515）的伸縮動作可帶動砂槽（501）及其所屬安裝部件整體圍繞轉軸支座（511）旋轉，砂槽（501）的中間安裝有漏斗（521），所述漏斗（521）下方設有下砂口（541），以及與下砂口（541）兩側相鄰的、與水平面具有角度的刮砂板（570），偏心軸（551）吊裝在砂槽（501）的下方一側，若干個偏心塊（553）通過軸承（552）安裝於所述偏心軸（551）上，所述偏心塊（553）另一端又與漏斗（521）相連線，連線塊（554）吊裝於砂槽（501）下方，所述連線塊（554）下部安裝有彈性氣管槽口（524）及刮砂板（523），振動電機（550）與偏心軸（551）一端連線，並固定於砂槽（501）下方，加熱管（517）吊裝於砂槽（501）的下方，位於偏心軸（551）的對側。

7.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，磁性導軌（625）固定於X軸主支撐架（622）上，磁性導軌上裝有導軌，X向直線電機（620）與導軌上的導軌滑塊（614）和XY軸主連線座（628）連線，由直線電機驅動，帶動Y軸模組（633）運動，進而帶動整個列印頭組件（640）在X軸的運動，導軌四周用X軸主支撐架蓋板（623）、X軸主導軌防護蓋板（624）以及X軸主導軌防護（626）進行機械密封；X軸主支撐架兩邊配置X軸輔助支撐架（611），上面安裝X軸輔助導軌支撐架（612）用於固定導軌（616），導軌上的導軌滑塊（614）與X軸輔助連線座（615）利用螺栓進行把合，輔助帶動列印頭組件（640）的X方向運動，導軌四周用X軸輔助導軌防護（613）、導軌滑塊（614）、X軸輔助支撐架蓋板（618）進行密封；支撐架利用X軸輔助固定板（619）和X軸主固定板（621）與3D印表機主體結構相連線，保證印表機組件（640）的X軸在總體3D印表機中的行程範圍，Y軸電機（631）與Y軸模組（633）通過Y軸固定板（632）連線，電機輸出帶動Y軸移動連線板（634）在Y向的運動，實現列印頭組件（640）的Y向運動。

8.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，清洗裝置（700）由支撐板（714）固定安裝，清洗板（712）由兩個支撐條（713）前後支撐；海綿機構（740）中海綿（741）水平放在海綿支撐板（742）上，並由壓簧（743）支撐海綿支撐板（742）；列印頭清洗池（730）安裝在清洗板（712）下面，並且列印頭清洗池（730）與清洗板（712）之間有密封槽（735），鍍鉻軸（732）設定在列印頭清洗池（730）附近，並在鍍鉻軸（732）上裝有清洗條（733）和清洗條安裝板（734），其中兩個清洗條（733）通過螺栓夾緊清洗條安裝板（734），最後用緊固螺絲把清洗條安裝板（734）安裝在鍍鉻軸（732）；液料感測器（731）用於檢測清洗液是否到位，確保部分清洗條（733）浸泡在清洗液中；夾紙機構（720）同樣由清洗板水平調整壓簧（721）支撐安裝在支撐條（713）上，由清洗板水平調整壓簧（721）可調整紙撐板（723）高度，確保紙撐板（723）與清洗板（712）同一平面度要求。

9.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述液料系統（800）包括：安裝支架、液料1供給系統、廢液回收系統、清洗供給系統、液料2供給系統、其他輔助裝置，其中，所述液料1供給系統包括：添加點、1級過濾器、馬達、儲存箱、馬達、2級過濾器、電磁閥、計流閥、執行元件；所述廢液回收系統包括：各廢液收集點、電磁閥、馬達、收集箱、過濾器、收馬達、單向閥、回收點；所述清洗供給系統包括：清洗劑添加點、過濾器、過濾器、存儲箱、馬達、電磁閥、計流閥、清洗點；所述液料2供給系統包括：添加點、過濾器、閥門、儲存箱、執行元件；所述其他輔助裝置包括：位置檢測開關、壓力檢測開關、壓力檢測開關、壓力檢測開關、接線櫃。

10.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述混砂裝置（900）包括：吸砂泵（910）、儲砂罐（920）、主體（930）、混砂罐（940）、砂槽（950）；其中，吸砂泵（910）安裝於儲砂罐（920）上方，儲砂罐（920）下方放置混砂罐（940），所述混砂罐（940）通過橫樑懸掛於主體（930）內部，儲砂罐（920）、混砂罐（940）、砂槽（950）安裝整體安裝在主體（930）上，所述混砂裝置（900）中吸砂泵（910）、儲砂罐（920）、砂槽（950）各有兩套，兩套之間的控制是相互獨立互不影響。

實施方式

《一種多工作箱砂型3D列印設備》的整體結構如圖1-4所示，多工作箱砂型3D列印設備，包括：主體框架（100）、工作箱輸送系統（200）、工作箱（300）、工作箱頂升機構（400）、鋪砂器（500）、列印頭（600）、清洗裝置（700）、液料系統（800）、混砂裝置（900）及電氣系統，其中，主體框架（100）包括至少三根立柱，由三根以上立柱組成的主體框架（100）組裝完成後，形成兩個以上獨立的工作區域，每個工作區域底部分別安裝一套工作箱頂升機構（400）。所述兩套以上獨立的工作箱頂升機構（400）上方各布置一套工作箱輸送系統（200），可實現工作箱（300）沿Y方向的運動；所述工作箱（300）的底板為活動板，可通過所述工作箱頂升機構（400）驅動沿Z方向升降。所述主體框架（100）的三根以上立柱上方分別鋪設三個以上鋪砂器運行模組（510），所述三個以上鋪砂器運行模組（510）之間通過兩個以上聯軸器（530）連線，聯軸器與鋪砂器運行驅動電機（520）連線。所述兩個或多工作箱（300）正上方分別布置對應數量的鋪砂器（500），所述鋪砂器（500）固定於所述三個以上鋪砂器運行模組（510）對應的滑塊上方，通過鋪砂器運行驅動電機（520）可驅動對應數量鋪砂器（500）沿Y方向同步運行。所述主體框架（100）頂部內側安裝有列印頭運行X向直線電機（620），所述列印頭運行X向直線電機（620）下方安裝列印頭運行Y向模組（633），列印頭（600）與列印頭運行Y向模組（633）連線，在所述列印頭運行X向直線電機（620）與列印頭運行Y向伺服電機（631）的驅動下，列印頭（600）可實現X、Y兩個方向的運行。所述主體框架（100）頂部外側安裝有混砂裝置（900），可為所述鋪砂器（500）供砂。所述列印頭（600）Y向一端下方布置有清洗裝置（700）及液料系統（800）。所述清洗裝置（700）及液料系統（800）上下疊加放置。所述框架內部安裝有加熱裝置，可維持列印區域恆溫；所述加熱裝置可以是各波長範圍的燈管、空調、微波等。

該發明的另一個實施例，所述多個鋪砂器（500）與列印頭（600）工作順序還存在另外一種組合形式，即每個鋪砂器（500）安裝有獨立的鋪砂器運行驅動電機（520），每個鋪砂器（500）可單獨進行鋪砂工作，列印頭（600）按順序單獨對每個已完成鋪砂的工作區域進行列印作業。

系統整體工作原理如下，3D列印用砂子及液料等經混砂裝置（900）混合後定量加入對應數量鋪砂器（500）。鋪砂器運行驅動電機（520）旋轉時通過兩個以上聯軸器（530）驅動三個510—鋪砂器驅動模組同步動作，帶動所述對應數量鋪砂器（500）沿Y方向同步運行，分別完成在獨立的兩個或多工作箱（300）上方的鋪砂動作後所述鋪砂器（500）返回原位，此時列印頭（600）在列印頭運行X向直線電機（620）與列印頭運行Y向伺服電機（631）的驅動下，在已完成鋪砂的兩個或多工作箱（300）上方的砂子表面進行一個來回全覆蓋的列印工作後，所述列印頭（600）復位。此時工作箱頂升機構（400）驅動工作箱（300）的活動底板下降（下降距離0.1mm~1mm，優選0.2mm~0.5mm），重複上述鋪砂、列印過程，直至完成整個列印工作。上述鋪砂列印過程中，清洗裝置（700）實現列印頭（600）的定時清洗與非工作時間的防堵塞保護，液料系統（800）根據需要為所述混砂裝置（900）與列印頭（600）提供液料。

所述工作箱（300）完成列印後經過工作箱輸送系統（200）輸出，外置的輥道升降機（227）進行空箱與滿箱的快速交換，可提高換箱速度，減少等待時間。

該發明的另一個實施例，工作箱輸送系統（200）結構如圖5-6所示，由三個輥道安裝梁（210）支撐，輥道安裝梁（210）由支腿（250）支撐，接砂槽（270）安裝在輥道安裝梁（210）中，用於接收工作箱（300）遺漏砂子，鋼格板（240）安裝在鋼板支撐板（230）上，以上所有連線通過螺栓連線；安裝座（221）焊接在輥道安裝梁（210）上，安裝座與支撐軸（226）連線，滾筒（225）和鏈輪（222）通過螺栓連線，並由軸承（223）固定安裝在支撐軸（226）上，最後由卡簧（224）鎖緊軸承（223）；電機（261）與電機安裝座（262）裝配後一側通過螺栓安裝在輥道安裝梁（210），另一側通過聯軸器（260）與另一個輥道安裝梁（210）連線，工作箱定位機構（290）安裝在總體框架（100），用於調節工作箱（300）在砂型3D列印設備中工作位置。

工作箱輸送系統（200）工作原理如下，工作箱（300）需要進出砂型3D列印設備時，由電機（261）帶動聯軸器（260）旋轉，使得工作箱（300）兩側輥道結構（220）同時運行，確保工作箱（300）運行過程中前後不傾斜；電機（261）傳遞給聯軸器（260）力通過鏈條傳遞給鏈輪（222），最後通過滾筒（225）旋轉帶動工作箱（300）行走；工作箱（300）運行到砂型3D列印設備指定位置後，工作箱夾緊機構（280）向Y方向夾緊工作箱（300），使工作箱（300）側面與工作箱定位機構（290）緊密接觸，工作箱（300）最後前後左右達到完全定位。砂型3D列印設備工作工程中，工作箱（300）會有部分砂子從工作箱（300）側面遺漏，遺漏掉砂子由接砂槽（270）接收，最後通過吸塵器清理；砂型3D列印設備列印完成後，同樣由輥道結構（220）帶動工作箱駛出，通過輥道升降機（227）升降外部輥道把工作箱（300）運輸到清砂位，最後完成工作。在此過程中，左右兩個輥道結構（220）可同時工作，也可分開工作，滿足砂型3D列印設備在不同時間內多個工作箱的進出。

該發明的另一個實施例，工作箱（300）結構如圖7-8所示，內襯（包括左右面內襯（313）和前後面內襯（333））由耐磨材料構成，承受內部砂子與毛氈持續的摩擦力，外殼（包括左右面外殼（312）和前後面外殼（332））由高剛性材料構成，構成工作箱的整體框架，保證工作箱整體的強度和剛性，防止變形，兩者通過螺栓進行把合；頂部四周安裝密封架（包括左右面頂部密封架（311）和前後面頂部密封架（331）），與鋪砂器平齊，保證在鋪砂過程中工作箱四周不會發生漏砂情況；底部四周和底面安裝支撐架（包括左右面底部支撐架（314）、前後面底部支撐架（334）以及底部支架（324）），用於四周結構的支撐和底座（323）運動到最底部的時候的限位；工作箱底座（323）四周上部安裝毛氈（包括左右面毛氈（322）和前後面毛氈（326）），並用毛氈壓板（包括左右面毛氈壓板（321）和前後面毛氈壓板（325））通過螺栓進行壓緊，毛氈與四周內襯緊密貼合，保證在工作箱運動過程中底部不會發生漏砂情況。

工作箱（300）工作原理如下，工作箱頂升機構（400）將工作箱底座（323）推送至最頂端，鋪砂器（500）開始工作，由頂部密封架保證在鋪砂的過程中砂子僅作用到工作箱內部，不出現漏砂情況，鋪砂器（500）運行完一層鋪砂，列印頭完成相關的列印工作後，工作箱底座（323）在頂升機（400）的作用下下降固定高度，並重複上述鋪砂、列印過程，直至工作箱底座（323）降到最底部，完成整個鋪砂、列印工作。

該發明的另一個實施例，工作箱頂升機構（400）結構如圖9-11所示，包括框架（410）、伺服電機（420）、舉升部分（430）、傳動機構（440）。伺服電機（420）、舉升部分（430）、傳動機構（440）安裝在框架（410）上，框架（410）由左側支架（411）、底部支架（412）、右側支架（413）、電機座（414）組成。伺服電機（420）通過電機連線軸（441）帶動主動輪（442）運轉，主動輪（442）再通過皮帶（444）帶動從動輪（445）一起運動，皮帶（442）在轉動的過程中通過壓緊輪（443）進行張緊。從動輪（445）通過鍵與絲桿（432）連線，同時帶動絲桿（442）轉動，絲桿（442）的上、下端採用浮動軸承（435）和固定軸承（431）進行固定。

工作箱頂升機構（400）工作原理如下，砂型3D列印設備工作時，工作箱（300）到達指定位置，舉升機（400）的舉升部分（430）在其工作範圍內的最高點，隨著列印的進行，舉升機（400）中伺服電機（420）通過電機連線軸（441）帶動主動輪（442）運轉，主動輪（442）再通過皮帶（444）帶動從動輪（445）一起運動，皮帶（442）在轉動的過程中通過壓緊輪（443）進行張緊。從動輪（445）通過鍵與絲桿（432）連線，同時帶動絲桿（442）轉動，絲桿（442）的上、下端採用浮動軸承（435）和固定軸承（431）進行固定，絲桿（442）在轉動的過程中，其上面安裝的絲桿螺母（433）沿著螺紋向下運動，舉升板（438）與絲桿螺母（433）通過連線塊（434）進行連線，絲桿螺母（433）向下運動的過程中通過連線塊（434）帶動舉升板（438）向下運動，舉升板（438）上安裝有滑塊（416），滑塊（416）在導軌（415）上滑動，其中，導軌可知設定在支架上也可以單獨豎直設定，保證舉升板（438）上下運動不發生偏移，整個運動過程中工作箱（300）靠四個支撐塊（436）支撐，通過控制調節頂絲（437）的位置保持工作箱（300）水平，當整個列印過程完成後，舉升機（400）再向上運動，回到原來的起始位置再次進行工作。

該發明的另一個實施例，鋪砂器（500）第一實施方式的結構如圖12-13所示，鋪砂器（500）為一種單向鋪砂的結構，具體如圖所示，為適應大跨距（2m以上）鋪砂要求，砂槽（501）設計為兩根矩形管拼接而成，方管中間留有空間用以存儲砂子。在砂槽（501）的上方通過合頁連線有蓋板（503），所述蓋板（503）可繞合頁旋轉；蓋板（503）一端設有接砂口（508），另一端安裝螺旋驅動電機（504），所述蓋板（503）正下方吊裝有螺旋桿（502），所述螺旋桿（502）通過同步帶輪（506）及同步帶與所述螺旋驅動電機（504）連線。砂槽（501）的中間安裝有篩砂槽（560），所述篩砂槽（560）下方為下砂口（541），與下砂口（541）後部相鄰的、與水平面具有一定角度的平板為刮砂板（570），所述角度為0~5°。

偏心軸（551）吊裝在砂槽（501）的下方一側，中間有若干處固定支撐，若干個偏心塊（553）通過軸承（552）安裝於所述偏心軸（551）上，所述偏心塊（553）下端又與連線塊（554）之間通過銷釘連線，所述連線塊（554）背面安裝有刮砂板（570），振動電機（550）與偏心軸（551）一端連線，並固定於砂槽（501）下方。所述連線塊（554）連同固定於其上方的刮砂板（570）通過擺動連桿（542）及連線銷軸（543）與旋轉銷軸支座（544）相連線，所述旋轉銷軸支座（544）安裝在砂槽（501）的下方。

鋪砂器（500）實施方案一的工作原理如下，砂子經接砂口（508）加入砂槽（501），當砂位感測器（509）顯示檢測到滿砂信號後，停止加砂。加砂同時螺旋桿（502）在螺旋輸送電機（504）的驅動下開始勻速轉動，把砂子平均分布在整個砂槽（501）內部。鋪砂動作開始時，砂槽（501）內部的砂子經過篩砂槽（560）過濾後，從下砂口（541）均勻灑出，刮砂板（570）同步運行把灑出的砂子刮平。在鋪砂過程中，在振動電機（550）驅動下，偏心軸（551）在軸承（552）的支撐下作高速旋轉運動，帶動連線塊（554）做上下往復運動，連線塊（554）又帶動刮砂板（570）做高頻振動，刮平的砂子同時被很好的緊實，從而達到提高砂型密度與強度的作用。通過調整振動電機（550）的頻率及轉速，可獲得不同的砂型密度與強度。

該發明的另一個實施例，鋪砂器（500）第二實施方式的結構如圖14-15所示，鋪砂器（500）為一種雙向鋪砂的結構，具體如圖所示，為適應大跨距（2m以上）鋪砂要求，砂槽（501）設計為兩根矩形管拼接而成，方管中間留有空間用以存儲砂子。在砂槽（501）的上方通過合頁連線有蓋板（503），所述蓋板（503）可繞合頁旋轉；蓋板（503）一端設有接砂口（508），另一端安裝螺旋驅動電機（504），所述蓋板（503）正下方吊裝有螺旋桿（502），所述螺旋桿（502）通過同步帶輪（506）及同步帶與所述螺旋驅動電機（504）連線。砂槽（501）及其所屬安裝件整體通過兩側的轉軸（512）安裝於轉軸支座（511）內，所述轉軸支座（511）固定不動，上方安裝有擺桿（513），所述砂槽（521）兩側設定有氣缸支座（514），所述氣缸支座（514）通過銷軸連線有伸縮氣缸（515），所述伸縮氣缸（515）的缸桿又與擺桿（513）通過銷釘連線，通過伸縮氣缸（515）的伸縮動作可帶動砂槽（501）及其所屬安裝部件整體圍繞轉軸支座（511）旋轉。砂槽（501）的中間安裝有漏斗（521），所述漏斗（521）下方為下砂口（541），與下砂口（541）兩側相鄰的、與水平面具有一定角度的平板為刮砂板（570），所述角度為-5°~5°，可通過伸縮氣缸（515）及限位塊（516）調整。除上述通過伸縮氣缸進行角度調節外，還可通過旋轉電機、旋轉氣缸、齒輪齒條、蝸輪蝸桿等方式調節，也可通過手動方式進行調節。

偏心軸（551）吊裝在砂槽（501）的下方一側，中間有若干處固定支撐，若干個偏心塊（553）通過軸承（552）安裝於所述偏心軸（551）上，所述偏心塊（553）另一端又與漏斗（521）相連線，連線塊（554）吊裝於砂槽（501）下方，所述連線塊（554）下部安裝有彈性氣管槽口（524）及刮砂板（523），振動電機（550）與偏心軸（551）一端連線，並固定於砂槽（501）下方。加熱管（517）吊裝於砂槽（501）的下方，位於偏心軸（551）的對側。

鋪砂器（500）實施方案二的工作原理如下，砂子經接砂口（508）加入砂槽（501），當砂位感測器（509）顯示檢測到滿砂信號後，停止加砂。加砂同時螺旋桿（502）在螺旋輸送電機（504）的驅動下開始勻速轉動，把砂子平均分布在整個砂槽（501）內部。鋪砂動作開始時，砂槽（501）內部的砂子經過漏斗（521）導流後，從下砂口（541）均勻灑出，刮砂板（523）同步運行把灑出的砂子刮平。在鋪砂過程中，在振動電機（550）驅動下，偏心軸（551）在軸承（552）的支撐下作高速旋轉運動，帶動偏心塊（553）做往復運動，偏心塊（553）又帶動漏斗（521）做高頻振動，使得砂子能夠順利從漏斗（521）下方的下砂口（541）流出。所述下砂口（541）的縫隙大小可通過彈性氣管（525）調節，通過控制氣壓的大小調節彈性氣管（525）之間的間隙（優選間隙為0~6mm），從而達到調節下砂量的作用。所述實施方案二的優點在於能夠實現雙向鋪砂，鋪砂時刮砂板（523）與水平面的傾角（-5°~5°）通過控制伸縮氣缸（515）的伸縮及限位塊（516）的位置精確獲得，從而消除鋪砂器（500）運行空行程並提高砂型3D列印設備的工作效率。布置於砂槽（501）下方的加熱管（517）可根據列印需要對列印材料加熱，通過對加熱溫度的調節可獲得不同的砂型強度及固化時間。所述加熱管（517）的布置及工作方式同時適用於任何3D砂型列印設備中需要對列印材料及砂型加熱的場合。

該發明的另一個實施例，列印頭組件（640）結構如圖16所示，列印頭組件（640）的運動主要由X軸的運動和Y軸的運動相配合，完成3D列印工作。磁性導軌（625）固定於X軸主支撐架（622）上，磁性導軌上裝兩條導軌（616），X向直線電機（627）與導軌滑塊（614）和XY軸主連線座（628）利用螺栓連線，由直線電機驅動，帶動Y軸模組（633）運動，進而帶動整個列印頭組件（640）在X軸的運動。四周用X軸主支撐架蓋板（623）、X軸主導軌防護蓋板（624）以及X軸主導軌防護（626）進行機械密封，防止灰塵等雜質進入導軌和電機進而影響工作效果。由於3D印表機機型過大，單個X向支撐不能滿足印表機剛性，因此兩邊配置X軸輔助支撐架（611），上面安裝X軸輔助導軌支撐架（612）用於固定導軌（616），導軌上的導軌滑塊（614）與X軸輔助連線座（615）利用螺栓進行把合，輔助帶動列印頭組件（640）的X方向運動，四周用X軸輔助導軌防護（613）、導軌滑塊（614）、X軸輔助支撐架蓋板（618）進行密封，保證導軌工作環境的乾淨。X軸主支撐架（622）與X軸輔助支撐架（611）共同構成列印頭組件（640）運行的X軸行程，保證列印頭X軸剛性。支撐架利用X軸輔助固定板（619）和X軸主固定板（621）與3D印表機主體結構相連線，保證印表機組件（640）的X軸在總體3D印表機中的行程範圍。Y軸電機（631）與Y軸模組（633）通過Y軸固定板（632）連線，電機輸出帶動Y軸移動連線板（634）在Y向的運動，實現列印頭組件（640）的Y向運動。

列印頭（600）工作原理如下，列印頭組件（640）通過X軸主支撐單元（620）內直線電機帶動實現X軸的運動，針對X軸行程過長的問題，利用磁柵尺實現列印頭組件（640）X方向的精確定位，兩邊利用X軸輔助支撐單元（610）完成整體框架的輔助支撐，保證列印頭組件及印表機本體的剛性。列印頭組件（640）通過Y軸單元實現Y軸的運動，利用本身系統中的光柵尺結構實現Y向的精確定位。X軸與Y軸相互配合，實現列印頭組件（640）按照預定計畫實現相應的運動。

該發明的另一個實施例，清洗裝置（700）結構如圖17-18所示，由支撐板（714）安裝在3D砂型列印設備指定位置，清洗板（712）由兩個支撐條（713）前後支撐，並且清洗板（712）由兩個支撐條（713）支撐之間的連線通過螺栓連線，通過調整清洗板水平調整壓簧（721）來滿足清洗板（712）的水平度和高度，確保3D砂型列印設備中列印頭平面與清洗池板（712）之間的平面度和距離；海綿機構（740）中海綿（741）水平放在海綿支撐板（742）上，並由壓簧（743）支撐海綿支撐板（742），海綿（741）的高度可由壓簧（743）的伸縮進行調整；列印頭清洗池（730）安裝在清洗板（712）正下面，並且列印頭清洗池（730）與清洗板（712）之間有矩形密封槽（735），鍍鉻軸（732）裝置在列印頭清洗池（730）前後，並在鍍鉻軸（732）上裝有清洗條（733）和清洗條安裝板（734），其中兩個清洗條（733）通過螺栓夾緊清洗條安裝板（734），最後用緊固螺絲把清洗條安裝板（734）安裝在鍍鉻軸（732）；液料感測器（731）用於檢測清洗液是否到位，確保部分清洗條（733）浸泡在清洗液中；夾紙機構（720）同樣由清洗板水平調整壓簧（721）支撐安裝在支撐條（713）上，由清洗板水平調整壓簧（721）可調整紙撐板（723）高度，確保紙撐板（723）與清洗板（712）同一平面度要求。

清洗裝置（700）工作原理如下，3D砂型列印設備中的列印頭需要清洗時，向X方運行到列印頭清洗池（730）正上方，旋轉氣缸（750）左右轉動帶動鍍鉻軸（730）旋轉，鍍鉻軸（730）上的清洗條（733）與列印頭具有一定角度開始清潔列印頭，列印頭上清潔下廢液由廢液收集槽（715）收集，最後整體排掉；3D砂型列印設備需要調整列印頭精度時，列印頭運行到夾紙機構（720）正上方，通過列印頭在紙上列印頭出“一”字型粉末的直線度去矯正列印頭精度；當3D砂型列印設備需要保養停機，列印頭可運行到海綿機構（740）上方，海綿（741）中的液料可保持列印頭長下表面長期濕潤以防止列印頭堵塞。

該發明的另一個實施例，液料系統（800）結構如圖19所示，包括安裝支架810（未示出）、液料1供給系統820、廢液回收系統830、清洗供給系統840、液料2供給系統850、其他輔助裝置860。所述液料1供給系統820包括：添加點821、1級過濾器822、馬達823、儲存箱824、馬達825、2級過濾器826、電磁閥827、計流閥828、執行元件829。所述廢液回收系統830包括：各廢液收集點831、電磁閥832、馬達833、收集箱834、過濾器835、收馬達836、單向閥837、回收點838。所述清洗供給系統840包括：清洗劑添加點841、過濾器842、過濾器843、存儲箱844、馬達845、電磁閥846、計流閥847、清洗點848。所述液料2供給系統包括：添加點851、過濾器852、閥門853、儲存箱854、執行元件855。所述其他輔助裝置包括：位置檢測開關861（未示出）、壓力檢測開關862（未示出）、壓力檢測開關863（未示出）、壓力檢測開關864（未示出）、接線櫃865（未示出）。

液料系統（800）工作原理如下，所述添加點、回收點均集中在一處，數量不限制；所述儲存箱為一個箱體多個隔層，數量不限制，所有液體存儲箱均設定在一個箱體內；所述馬達、過濾器通過安裝板全部安裝在儲存箱上。所述所有部件通過管道及接頭連線，保證同一迴路內暢通。

所述加料系統均為單獨迴路，由外界加入點統一加入到儲存箱中；所述廢液回收系統為唯一廢液回收系統，所有廢液，不管是單個或多個均統一集中到廢液儲存箱中，統一排除。更優的所述單個存儲箱底部均設有一個壓力檢測開關，隨時檢測存儲箱內液體量。更優的所述存儲箱上部均通過管路與廢液箱連線，確保液料加入過量後液體全部進入廢液箱中。更優的廢液箱上部設有位置檢測開關861，隨時檢測廢液箱內液體高度。

該發明的另一個實施例，混砂裝置（900）結構如圖20-24所示，由吸砂泵（910）、儲砂罐（920）、主體（930）、混砂罐（940）、砂槽（950）等組成。吸砂泵（910）安裝於儲砂罐（920）上方，並確保絕對密封，儲砂罐（920）下方放置混砂罐（940），所述混砂罐（940）通過橫樑懸掛於主體（930）內部。儲砂罐（920）、混砂罐（940）、砂槽（950）安裝整體安裝在主體（930）上，主體（930）兩側分別安裝有控制櫃（931）、液料箱支架（932）等，稱重感測器、電機、控制閥通過控制櫃（931）進行控制。

所述混砂裝置（900）中吸砂泵（910）、儲砂罐（920）、砂槽（950）各有兩套，兩套之間的控制是相互獨立互不影響的，這樣既增大了儲砂的容量，又適用於單個鋪砂器和多個鋪砂器同時工作，提高了設備的效率。儲砂罐（920）、混砂罐（940）、砂槽（950）都是安裝在主體（930）上，主體（930）自身還包括控制櫃（931）、液料箱支架（932）及相關的感測器、電機、控制閥都是通過控制櫃（931）進行控制。

混砂罐（900）工作原理如下，砂型3D列印設備開始工作時，吸砂泵（910）通氣工作，砂子在吸砂泵（910）的作用下沿著儲砂罐（920）的進砂口（921）進入儲砂罐（920）中，安裝在儲砂罐（920）底部四周的質量感測器（922）測量並反饋重量變化，當儲砂罐（920）中砂子的重量的達到設定值時，質量感測器（922）發出信號，吸砂泵（910）停止工作。當儲砂罐（920）中的砂子達到設定值後，控制閥1（923）自動打開，振動電機（924）開始工作，砂子沿著混砂罐入口（941）進入混砂罐（940）中，同時液料按照特定的比例（3%~20%）通過管路進入混砂罐（940）中，混砂罐下部（942）的電機（943）帶動攪拌葉片（949）一起高速轉動，待砂子與液料會被攪拌均勻後，此時氣缸（944）帶動連線支架（945）開始向上運動，密封塊（946）打開，混合好的砂子與液料進入砂槽（950）中，控制閥2（952）打開，振動電機2（953）開始工作，砂子沿著導砂鈑金（951）進入鋪砂器（500）中，感測器（948）對鋪砂器（500）中的砂子進行檢測，到達指定高度後控制閥2關閉，振動電機2（953）停止工作。重複上述動作以實現連續的自動吸砂、混砂、加砂功能。

所述混砂罐（940）的特點在於，結構上分為混砂罐上部分（947）和混砂罐下部分（942），採用上、下對接的方式連線在一起，混砂罐下部分（942）與砂子經常接觸的部分採用不鏽鋼及其他耐磨耐腐蝕材質製作而成，內部塗有耐磨材料，增加其耐磨性，延長使用壽命，同時當罐體磨損時只需更換混砂罐下部分（942）即可，更換簡單且節省成本。出砂口出採用圓弧狀密封塊（946）進行密封，同時密封塊上還有密封條進行輔助，防止細小的砂子從縫隙中流出。攪拌葉片（949）採用圓弧和平板折彎相結合，使其攪拌麵積增大，提高攪拌效率，同時攪拌更加均勻。

榮譽表彰

2018年12月20日，《一種多工作箱砂型3D列印設備》獲得第二十屆中國專利銀獎。