自動(dòng)篩分上料設(shè)備及其上料方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)篩分上料設(shè)備及其上料方法，尤其適用于基于選擇性激光燒結(jié)3D打印技術(shù)用塑料粉末的自動(dòng)篩分及自動(dòng)上料，屬于加工制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生產(chǎn)制造水平的不斷提高，越來越多造型各異的零部件被設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出來。由于傳統(tǒng)的零件成型加工過程中需要進(jìn)行開模、澆注等一系列工序，加工過程十分繁瑣，因此近年來，越來越多的加工企業(yè)開始將3D打印技術(shù)應(yīng)用到零件的加工和制造過程中。
[0003]目前，3D打印技術(shù)還處在剛剛起步的階段，在其加工手段及加工材料的選擇上仍十分有限。特別是涉及到選擇性激光燒結(jié)3D打印技術(shù)時(shí)，對(duì)于作為加工材料的塑料粉末的規(guī)格要求十分嚴(yán)苛。一般而言，在進(jìn)行這一類加工時(shí)都需要選擇顆粒較小的塑料粉末作為加工材料，選用顆粒較小的塑料粉末是為了保證打印完成的成品具有更高的平整度及精確度，確保后續(xù)加工的質(zhì)量。
[0004]現(xiàn)有的選擇性激光燒結(jié)用塑料粉末的篩分大多采用普通振動(dòng)篩進(jìn)行操作，篩分時(shí)需要人工向旋振篩中持續(xù)加料，且篩分過程中剩余的粗顆粒物料都需要人工從篩網(wǎng)中取出。當(dāng)全部篩分完成后，則需要進(jìn)行下一步的上料操作?，F(xiàn)有的上料方式仍然以人工為主，即由人工將篩分好的塑料顆粒倒入選擇性激光燒結(jié)成型機(jī)的外置料箱中。
[0005]從以上描述中我們可以很直觀地認(rèn)識(shí)到，現(xiàn)有對(duì)于塑料粉末的篩分和上料大大增加了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了工作效率，而且造成了原材料的大量浪費(fèi)。同時(shí)，由于塑料粉末的體積和質(zhì)量都很小，因此在篩分和上料的過程中會(huì)使操作間內(nèi)產(chǎn)生大量的粉塵，造成環(huán)境污染，影響操作工人的身體健康，嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致塵肺病等嚴(yán)重疾病。
[0006]中國專利CN104495226A揭示了一種能夠有效降低粉塵量的全封閉無粉塵上料裝置，它包括機(jī)架、支座、機(jī)殼、鏈條、鏈輪、上料斗、下料斗、過濾篩、側(cè)伸支臂、傳送帶、電動(dòng)機(jī)。它采用封閉式的上料機(jī)構(gòu)，且該結(jié)構(gòu)為立式結(jié)構(gòu)，占用的空間較小，能夠狹小的工作環(huán)境中實(shí)現(xiàn)操作。該發(fā)明采取了封閉式的上料方式，在使用的過程中不會(huì)產(chǎn)生過多的揚(yáng)塵，有效的控制了環(huán)境的污染，但由于其采用立式結(jié)構(gòu)，因此并不適用于現(xiàn)有的選擇性激光燒結(jié)加工。此外，該發(fā)明并不具備自動(dòng)篩分的功能，因此該發(fā)明并沒有解決細(xì)小顆粒粉末篩分上料的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種適用于基于選擇性激光燒結(jié)3D打印技術(shù)用塑料粉末自動(dòng)篩分及自動(dòng)上料的自動(dòng)篩分上料設(shè)備及其上料方法。
[0008]本發(fā)明的目的，將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):
一種自動(dòng)篩分上料設(shè)備，包括用于控制設(shè)備整體運(yùn)作的控制裝置、用于輸送原料粉末的上料裝置、以及用于篩分原料粉末的振動(dòng)篩分裝置，所述振動(dòng)篩分裝置固定連接有粗物料箱及細(xì)物料箱；
所述上料裝置及所述振動(dòng)篩分裝置均與所述控制裝置電性連接，所述上料裝置與所述振動(dòng)篩分裝置固定連接，所述上料組件借助粉末輸送管與原料箱連接，所述細(xì)物料箱借助粉末輸送管與所述上料裝置連接并借助所述上料裝置完成向燒結(jié)設(shè)備外置料箱的送料。
[0009]優(yōu)選地，所述控制裝置包括控制器及控制面板，所述控制面板固定設(shè)置于所述上料裝置及所述振動(dòng)篩分裝置上。
[0010]優(yōu)選地，所述上料裝置包括空氣壓縮機(jī)及真空上料機(jī)構(gòu)，所述空氣壓縮機(jī)借助氣體導(dǎo)管與所述真空上料機(jī)構(gòu)固定連接。
[0011]優(yōu)選地，所述真空上料機(jī)構(gòu)包括用于向所述振動(dòng)篩分裝置內(nèi)送料的第一上料組件，以及用于向燒結(jié)設(shè)備外置料箱送料的第二上料組件，所述第一上料組件與所述原料箱及所述振動(dòng)篩分裝置固定連接，所述第二上料組件與所述細(xì)物料箱及所述燒結(jié)設(shè)備外置料箱固定連接；
所述第一上料組件與所述第二上料組件的結(jié)構(gòu)一致，均包括儲(chǔ)料罐、真空發(fā)生器、氣動(dòng)電磁閥以及蝶閥，所述真空發(fā)生器、氣動(dòng)電磁閥及蝶閥均與所述儲(chǔ)料罐連接，所述氣動(dòng)電磁閥及所述真空發(fā)生器均與所述控制裝置電性連接并受其控制；
所述儲(chǔ)料罐上開設(shè)有通氣口、進(jìn)料口及出料口，所述第一上料組件與所述第二上料組件中的儲(chǔ)料罐的通氣孔均與所述空氣壓縮機(jī)連接，所述第一上料組件中的儲(chǔ)料罐的進(jìn)料口與所述原料箱連接，出料口與所述振動(dòng)篩分裝置連接，所述第二上料組件中的儲(chǔ)料罐的進(jìn)料口與所述細(xì)物料箱連接，出料口與所述燒結(jié)設(shè)備外置料箱連接。
[0012]優(yōu)選地，所述振動(dòng)篩分裝置包括外箱、篩分機(jī)構(gòu)以及振動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述篩分機(jī)構(gòu)與所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)均設(shè)置于所述外箱內(nèi)，所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述篩分機(jī)構(gòu)的下方并為其提供動(dòng)力。
[0013]優(yōu)選地，所述篩分機(jī)構(gòu)包括篩盒及固定設(shè)置于所述篩盒內(nèi)的篩網(wǎng)；
所述篩盒頂端開設(shè)有物料進(jìn)口，所述篩盒側(cè)面對(duì)向開設(shè)有粗物料出口及細(xì)物料出口，所述粗物料出口所在的平面高于所述細(xì)物料出口所在的平面;所述粗物料出口與所述粗物料箱固定連接，所述細(xì)物料出口與所述細(xì)物料箱固定連接；
所述篩網(wǎng)設(shè)置于所述粗物料出口底端所在的平面內(nèi)，所述篩網(wǎng)下方還設(shè)置有至少一排用于提升振動(dòng)效率的振動(dòng)珠、以及用于承托所述振動(dòng)珠的支撐板，所述支撐板上均勻開設(shè)有通孔，所述通孔的孔徑小于所述振動(dòng)珠的直徑，所述通孔的數(shù)量大于所述振動(dòng)珠的數(shù)量。
[0014]優(yōu)選地，所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括平衡彈簧及設(shè)置于所述平衡彈簧內(nèi)側(cè)中心位置的振動(dòng)組件；
所述振動(dòng)組件包括外罩及設(shè)置于所述外罩內(nèi)的偏心塊，所述外罩內(nèi)還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述偏心塊與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)電性連接并由其驅(qū)動(dòng)；
所述外罩及所述平衡彈簧的頂端均與所述篩盒的底端觸接。
[0015]優(yōu)選地，所述原料箱、外箱、粗物料箱、細(xì)物料箱以及所述燒結(jié)設(shè)備外置料箱的底部均設(shè)置有滾輪。
[0016]本發(fā)明還揭示了一種自動(dòng)篩分上料設(shè)備的上料方法，包括如下步驟:
I)準(zhǔn)備步驟:將裝置各部件按序組合連接，隨后借助所述控制裝置啟動(dòng)裝置運(yùn)作，并依據(jù)使用需要向所述控制面板內(nèi)輸入第一次上料時(shí)間、第一次放料時(shí)間、振動(dòng)頻率、第二次上料時(shí)間及第二次放料時(shí)間等操作參數(shù)；
2)第一次上料步驟:當(dāng)?shù)谝淮挝蠒r(shí)間開始時(shí)，所述第一上料組件開始工作，所述氣動(dòng)電磁閥開啟，所述蝶閥關(guān)閉，所述真空發(fā)生器開始工作，所述儲(chǔ)料罐內(nèi)部在真空作用下形成負(fù)壓，所述原料箱內(nèi)的原料粉末被吸入所述儲(chǔ)料罐內(nèi)，所述真空發(fā)生器停止工作，所述空氣壓縮機(jī)開始工作，在氣體壓力作用下，所述儲(chǔ)料罐內(nèi)的原料粉末被排出至所述振動(dòng)篩分裝置中；
3)振動(dòng)篩分步驟:原料粉末借助所述物料進(jìn)口進(jìn)入所述篩盒后，所述振動(dòng)組件開始工作，所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)傳導(dǎo)至所述篩分機(jī)構(gòu)內(nèi)，所述篩盒帶動(dòng)其內(nèi)部的篩網(wǎng)、振動(dòng)珠及支撐板開始振動(dòng)，所述振動(dòng)珠上下運(yùn)動(dòng)，加速了篩分進(jìn)程，原料粉末內(nèi)的粗顆粒粉末停留在所述篩網(wǎng)上，并借助所述粗物料出口進(jìn)入所述粗物料箱內(nèi)，原料粉末內(nèi)的細(xì)顆粒粉末透過所述篩網(wǎng)，并借助通孔穿過所述支撐板，最終借助所述細(xì)物料出口進(jìn)入所述細(xì)物料箱內(nèi)；
4)第二次上料步驟:當(dāng)?shù)诙挝蠒r(shí)間開始時(shí)，所述第二上料組件開始工作，所述氣動(dòng)電磁閥開啟，所述蝶閥關(guān)閉，所述真空發(fā)生器開始工作，所述儲(chǔ)料罐內(nèi)部在真空作用下形成負(fù)壓，所述細(xì)物料箱內(nèi)的原料粉末被吸入所述儲(chǔ)料罐內(nèi)，所述真空發(fā)生器停止工作，所述空氣壓縮機(jī)開始工作，在氣體壓力作用下，所述儲(chǔ)料罐內(nèi)的原料粉末被排出至所述燒結(jié)設(shè)備外置料箱中；
5)循環(huán)步驟:當(dāng)所述原料箱內(nèi)的原料粉末用盡，或任一料箱裝滿時(shí)，停止設(shè)備運(yùn)作，并及時(shí)更換清理原料箱或料箱，隨后，重復(fù)上述步驟I?步驟4，完成后續(xù)加工。
[0017]本發(fā)明的突出效果為:本發(fā)明采用自動(dòng)化的方式將以往加工過程中的篩分和上料過程加以整合統(tǒng)一，極大地降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，本發(fā)明也有效地實(shí)現(xiàn)了操作間的無塵化，控制了環(huán)境污染，保護(hù)了操作工人的身體健康。此外，本發(fā)明還顯著減少了篩分上料過程中對(duì)于塑料粉塵的浪費(fèi)，進(jìn)一步節(jié)約了加工企業(yè)的生產(chǎn)成本。另一方面，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于組裝，加工企業(yè)可以通過對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的改進(jìn)組裝而獲得，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值和很強(qiáng)的適用性。
[0018]以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。