一種砂型3D列印舊砂處理裝置及方法與流程

2023-10-26 00:54:22 4

本發明涉及3d列印領域，特別是一種砂型3d列印舊沙處理裝置及方法。

背景技術：

砂型3d列印工作原理是先將鑄造石英砂與固化劑混合好，在列印平臺鋪一層砂後，列印頭在砂層上根據該層砂型芯輪廓特徵噴射樹脂粘接劑，如此鋪砂、噴射樹脂層層反覆堆積粘接，最終形成所需砂型芯實體，常溫自硬化後從工作箱取出，清理乾淨表面浮砂即可用於澆鑄生產。

由於受列印砂芯的輪廓形狀、數量等影響，列印工作箱內砂不可能完全利用，列印成砂型芯。這部分沒有噴樹脂的砂便在取出成品砂型芯的過程中被清理掉，成為「舊砂」。舊砂雖然可以回收，在短期內可以摻入新砂中繼續列印使用，但是舊砂與新砂的配比量不能超過2:8，否則會影響鋪砂質量，降低列印砂芯的強度、表面質量等性能，因此舊砂利用率很低，大部分處於閒置狀態。另外舊砂堆積時間過久，容易吸潮、結塊、混入其他雜質等，不能再和新砂配比使用，從而隨著印表機工作時間的延長，回收的舊砂的積攢量越來越多。

根據實際列印生產情況總結髮現，工作箱的平均砂型芯列印佔有率在55％左右，也就是說每打滿一次工作箱，就要產生近半箱的列印舊砂。這些列印用原砂質量要求很高，都是從國外進口而來，成本為國內普通鑄造用砂的10倍，如果將舊砂廢棄處理，不但加劇了列印運營成本，也浪費了資源、對環境造成一定汙染。

因鑑於此，特提出此發明。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種可以對砂型3d列印中產生的舊砂進行回收再利用使之性能可以達到新砂標準的處理裝置和方法。

為了實現上述目的，本發明提供的一種砂型3d列印舊沙處理裝置，所述舊沙處理裝置包括供料裝置、焙燒爐、輸送裝置和收集裝置；所述供料裝置設於焙燒爐上方且與焙燒爐相連，輸送裝置設於焙燒爐底部，可以將焙燒爐中的物料輸送到收集裝置中。

優選的，所述供料裝置為一個舊砂鬥，所述舊砂鬥下端設有一個閥門，所述閥門下端為一個砂位計，所述砂位計下端設有一個下砂管與焙燒爐連通。

優選的，所述下砂管中部構造有一水平布置的排氣管，所述排氣管與所述下砂管連通。

優選的，所述焙燒爐中部設有若干均勻排列、水平布置的電熱管。

優選的，所述焙燒爐中部設有一測溫偶。

優選的，所述輸送裝置為一水平布置的螺旋輸送裝置。

優選的，所述收集裝置為一接砂鬥，接砂鬥的入口處設有一個篩網，所述篩網位於所述輸送裝置末端下側。

一種採用前文所述砂型3d列印舊沙處理裝置實施的砂型3d列印舊砂處理方法，依次按照以下步驟進行：

(1)將舊砂加入到焙燒爐中；

(2)對舊砂進行加熱焙燒；

(3)加熱到預定溫度後保持溫度恆定一段時間；以及

(4)將焙燒完的舊砂移出焙燒爐並過篩。

優選的，所述步驟(2)中加熱焙燒的溫度為350-750℃。

優選的，所述步驟(3)中保溫時間為30-80min。

本發明提供的砂型3d列印舊沙處理裝置及方法，具有如下有益效果：

採用本方式可以對砂型3d列印產生的舊砂進行回收利用，使之性能達到和新砂差不多的水平，極大的降低了成本，節約了物料，同時避免了環境的汙染；

採用本裝置可以快速的批量處理舊砂，處理效率高。

附圖說明

圖1為本發明所提供的砂型3d列印舊沙處理方法流程示意圖。

圖2為本發明所提供的砂型3d列印舊沙處理裝置結構示意圖。

圖中：

1.舊砂鬥2.閥門3.砂位計4.下砂管5.排氣管6.焙燒爐7.電熱管8.測溫偶9.螺旋輸送裝置10.振動篩11.接砂鬥

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

實施例一

請參考圖2，本實施例提供了一種用於砂型3d列印舊沙處理的裝置。

所述裝置包括供料裝置、焙燒爐6、輸送裝置和收集裝置。

所述供料裝置為一個用於容納舊砂的舊砂鬥1，舊砂鬥1的下端設有一個閥門2，用於控制舊砂鬥1中舊砂的進料。

閥門2下端設有一個砂位計3，當砂位計3監測到舊砂鬥1中無砂時，則會停止整個裝置的運行。

砂位計3下端設有一條下砂管4，使供料裝置與焙燒爐6連接。下砂管4中部設有一水平布置的旁路管線，為一排氣管5，用於排出舊砂焙燒時表面物質受熱分解產生的氣體，防止有害氣體在爐內堆積。

焙燒爐6中設有若干水平布置均勻排列的電熱管7，用於對進入到焙燒爐6中舊砂進行加熱。

電熱管7下端設有一測溫偶8，用於監測焙燒爐6中的溫度。

焙燒爐6外圍包裹有隔熱材料，防止焙燒時高溫對周圍設備造成損害。

輸送裝置設於焙燒爐6的底端，本實施例中輸送裝置為一水平布置的螺旋輸送裝置9，用於將處理完的舊砂輸送出焙燒爐6。本實施例中螺旋輸送裝置9的葉片為金屬材質，以便承受焙燒時的高溫。

螺旋輸送裝置9的末端下側為收集裝置，本實施例中收集裝置為一接砂鬥11，接砂鬥11的入口處還設有一震動篩10，用於篩去較大的顆粒物。經本裝置處理過的舊砂會被接砂鬥11收集，以便之後的使用。

實施例二

請參考圖1，本實施例提供了一種砂型3d列印舊沙處理的方法，採用實施例一中的裝置進行處理。

將回收舊砂集中於舊砂鬥中，當達到一定量砂後，開啟下端閥門靠砂自重流動將焙燒爐充滿，由於砂自堆積形成的沙丘會在焙燒爐中留出空間，便於之後焙燒過程中的排氣。

開啟電源，通過加熱管升溫對焙燒爐中舊砂加熱，同時焙燒爐中的測溫偶對舊砂溫度進行檢測，當達到預設焙燒溫度350℃後開始保溫計時。

保溫80分鐘，保溫時間到後，信號啟動螺旋輸送裝置電機，推砂螺杆緩慢將焙燒後的砂退出焙燒爐冷卻，而後落到振動篩，篩去較大雜質顆粒物，最後落入接砂鬥中待用。

出砂的同時焙燒爐頂部進砂口繼續補充待處理舊砂，當測溫偶監測到溫度降低至低於規定溫度10℃時，停止出砂。之後重複加熱保溫出砂冷卻過篩收集的步驟以便對舊砂鬥中的舊砂進行連續處理。

當砂位計檢測到舊砂鬥中無砂時，停止整個裝置的運行。

實施例三

請參考圖1，本實施例提供了一種砂型3d列印舊沙處理的方法，採用實施例一中的裝置進行處理。

本實施例中採用的方法與實施例二中的方法基本一致，區別在於，本實施例中的預設焙燒溫度為450℃，保溫時間為60分鐘。

實施例四

請參考圖1，本實施例提供了一種砂型3d列印舊沙處理的方法，採用實施例一中的裝置進行處理。

本實施例中採用的方法與實施例二中的方法基本一致，區別在於，本實施例中的預設焙燒溫度為600℃，保溫時間為70分鐘。

實施例五

請參考圖1，本實施例提供了一種砂型3d列印舊沙處理的方法，採用實施例一中的裝置進行處理。

本實施例中採用的方法與實施例二中的方法基本一致，區別在於，本實施例中的預設焙燒溫度為750℃，保溫時間為30分鐘。

取經實施例二至五中提供的砂型3d列印舊沙處理方法處理過的舊砂試樣和新砂，分別向其中加入等量的固化劑和呋喃樹脂，混合，製備出標準試塊，測試24小時硬化強度，結果如表1所示。

表1舊砂試樣和新砂制標準試塊24小時硬化強度對比表

從表1中可以看出，新砂和焙燒處理舊砂試塊抗拉強度接近，即舊砂的性能完全可以替代新砂進行砂型3d列印作業，焙燒過程中對列印砂粒度分布的輕微改變不影響砂芯使用強度。

因此採用本發明中提供的方式對砂型3d列印的舊砂處理，可以極大的降低成本，節約物料，同時避免因廢棄舊砂造成的環境汙染。

同時，採用本發明中提供的砂型3d列印舊砂處理裝置處理舊砂，可以連續循環處理，處理效率高，效果好，可以批量處理大量舊砂。

本文中應用了具體個例對發明構思進行了詳細闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離該發明構思的前提下，所做的任何顯而易見的修改、等同替換或其他改進，均應包含在本發明的保護範圍之內。