用于3D打印的模具的應力消除設備的制作方法

本發明涉及3D打印領域，具體地，涉及一種用于3D打印的模具的應力消除設備。

背景技術：

目前鑄造用FDM3D打印模具只能應用尺寸較小、形狀規則模具，大型FDM3D打印機打印出模具較大時，模具四周容易起皺、變形，最后難以保證鑄件合格。為了滿足大型FDM3D打印模具可以應用于鑄造領域，在此發明一種用于3D打印模具的應力消除設備。

技術實現要素：

針對相關技術中存在的問題，發明的目的在于提供一種用于3D打印的模具的應力消除設備，該應力消除設備通過溫控系統、加熱系統及排氣系統之間的相互工作，保證腔體內具有一定溫度和濕度，從而快速消除模具應力，然后再對已去除應力的模具進行加工得到模具設計尺寸，能夠防止模具變形，保證鑄件鑄造精度，降低模具鑄造成本。

根據本發明的一個方面，提供一種用于3D打印的模具的應力消除設備，該應力消除設備包括：至少具有可打開或關閉的前門的腔體；設置在腔體內的加熱系統；與加熱系統電連接以控制加熱系統的加熱功率的溫控系統；以及設置在腔體上的排氣系統。

根據本發明的一個實施例，腔體進一步包括：相對且平行設置的頂面和底面；在頂面與底面之間延伸并且相對設置的前門和后門；以及在頂面與底面之間延伸并且連接前門和后門的第一側門和第二側門，其中，第一側門可相對于腔體打開或關閉。

根據本發明的一個實施例，前門、后門、第一側門和第二側門都分別安裝在門框架中，其中，前門和第一側門的豎直邊緣上設置有導向塊，并且沿與導向塊對應的門框架設置有導軌，以使前門和第一側門構造成可相對于腔體升降。

根據本發明的一個實施例，前門和第一側門構造成通過氣缸升降機構驅動以相對于腔體升降。

根據本發明的一個實施例，加熱系統設置在腔體的頂面上并且包括電熱管、電熱爐、電阻絲中的任一種或幾種。

根據本發明的一個實施例，溫控系統包括設置在腔體內的溫度傳感器以及電連接至加熱系統的控制器。

根據本發明的一個實施例，排氣系統設置在腔體的第二側門上并且包括排氣風扇。

根據本發明的一個實施例，在后門上裝有拉環和觀察窗。

根據本發明的另一方面，提供一種3D打印及加工一體機，該3D打印及加工一體機包括：打印設備；模具加工設備；以上所述的應力消除設備；以及將打印設備、模具加工設備以及應力消除設備相互連接的傳送裝置。

根據本發明的一個實施例，傳送裝置構造成：將模具由打印設備經由應力消除設備傳送至模具加工設備的傳送帶結構或輥道傳輸結構。

本發明的有益技術效果在于：本發明的用于3D打印的模具的應力消除設備通過溫控系統、加熱系統及排氣系統之間的相互工作，保證腔體內具有一定溫度和濕度，從而快速消除模具應力，然后再對已去除應力的模具進行加工得到模具設計尺寸，能夠防止模具變形，保證鑄件鑄造精度，降低模具鑄造成本。

附圖說明

圖1示出了根據本發明的一個實施例的用于3D打印的模具的應力消除設備的結構示意圖；

圖2示出了圖1所示的應力消除設備的透視圖；以及

圖3示出了根據本發明的一個實施例的3D打印及加工一體機的結構示意圖，其中，該3D打印及加工一體機包括圖1所示的應力消除設備。

具體實施方式

現在參照附圖對本發明進行詳細的描述。

首先參見圖1和圖2，分別示出了根據本發明的一個實施例的用于3D打印的模具的應力消除設備的結構示意圖和透視圖，其中，使用標號300指示該應力消除設備。如圖所示，應力消除設備300包括：腔體10，其中，腔體10至少具有可打開或關閉的前門3，以用于模具17(圖2中示出)進出腔體10的運輸；設置在腔體10內用于加熱腔體10的加熱系統7、與加熱系統7電連接的溫控系統8，溫控系統8用于控制加熱系統7的加熱功率，以使腔體10內的溫度保持在預定溫度水平；以及設置在腔體10上的排氣系統，用于排出腔體10內的水汽，以將腔體10的濕度保持在預定濕度水平(諸如環境濕度)。此處應當注意，所提及的“預定溫度水平”和“預定濕度水平”指的是能夠使腔體10內的模具17消除應力的水平，其具體數值需要根據具體實施例而定，本發明不局限于此。

本發明的用于3D打印的模具的應力消除設備通過溫控系統、加熱系統及排氣系統之間的相互工作，保證腔體內具有一定溫度和濕度，從而快速消除模具應力，然后再對已去除應力的模具進行加工得到模具設計尺寸，能夠防止模具變形，保證鑄件鑄造精度，降低模具鑄造成本。

接下來描述根據本發明的一個具體實施例，參見圖1和圖2，腔體10進一步包括：相對且平行設置的頂面1和底面2；在頂面1和底面2之間延伸并且相對設置的前門3和后門4，其中，前門3可選擇性地打開和關閉；以及在頂面1與底面2之間延伸并且連接前門3和后門4的第一側門5和第二側門6，其中，第一側門5可相對于腔體10打開或關閉。整體而言，由圖可見，腔體10被構造成中空的長方體結構，并且具有兩個可打開和關閉的門，在該實施例中示出為前門3和第一側門5。

進一步地，在一個示例性實施例中，以上所述的所有門，包括前門3、后門4、第一側門5和第二側門6都分別安裝在門框架11中。并且其中，如圖1最佳示出，前門3和第一側門5的豎直邊緣上均設置有導向塊12，并且在該實施例中，前門3和第一側門5的各豎直邊緣上均設置有間隔開的兩個導向塊12，并且沿與導向塊12對應的門框架11，即，安裝有前門3的門框架11和安裝有第一側門5的門框架11設置有導軌13，導向塊12可沿導軌13滑動，以使前門3和第一側門5構造成可相對于腔體10在豎直方向上升降，從而實現前門3和第一側門5的打開和關閉。

接下來，詳細描述根據本發明的應力消除設備的各部件。如圖2所示，加熱系統7設置在腔體10的頂面1上，并且可包括電熱管、電熱爐、電阻絲中的任一種或幾種，這可根據實際需要(諸如預定溫度水平、腔體10的體積、加熱成本等)而定，本發明不局限于此。

此外，溫控系統8包括設置在腔體10內的溫度傳感器以及電連接至加熱系統7的控制器。在應力消除設備300運行時，溫度傳感器實時檢測腔體10內的溫度，當溫度傳感器檢測到腔體10內的實際溫度高于預定溫度水平時，溫度傳感器向控制器發送信號，控制器降低加熱系統7的加熱功率，使腔體10內的溫度降低；當溫度傳感器檢測到腔體10內的實際溫度低于預定溫度水平時，溫度傳感器向控制器發送信號，控制器增大加熱系統7的加熱功率，使腔體10內的溫度升高。通過以上反饋控制過程，能夠保證腔體10內的溫度穩定地保持在預定溫度水平。

另外，如圖2所示，根據一個示例性的實施例，排氣系統9可設置在腔體10的第二側門6上并且可包括排氣風扇。在應力消除設備300運行時，排氣風扇啟動，以排除腔體10內的水汽，保證腔體10內的濕度處于環境濕度水平。附加地，在后門3上還可裝有便于拉動腔體10的拉環15和用于觀察腔體10內的模具17的烘干情況的觀察窗16。

根據本發明的另一方面，還提供了一種3D打印及加工一體機，其具體結構在圖3中例示。如圖3所示，該3D打印及加工一體機包括：打印設備100；模具加工設備200；如上所述的應力消除設備300；以及將打印設備100、模具加工設備200以及應力消除設備300相互連接的傳送裝置400。在一個示例性的實施例中，如圖3所示，傳送裝置400構造成：將模具17由打印設備100經由應力消除設備300傳送至模具加工設備200的傳送帶結構或輥道傳輸結構。

現在結合圖3所示的實施例描述3D打印及加工一體機的工作過程：首先經由FDM3D打印設備100打印模具17，打印完成后，將模具17經由輥道傳輸結構400運輸至應力消除設備300，同時前門3打開以允許模具17進入腔體10中，然后關閉前門3以密封腔體10；溫控系統8開始控制加熱系統7加熱到預定溫度水平后維持該預定溫度水平，同時排氣系統9排出腔體10內的水汽，最后對模具10保溫一段時間，在此期間可以通過觀察窗16觀察模具17的烘干效果；模具應力消除后，由輥道傳輸結構400運輸至模具加工設備200去除模具17的預留量。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。