一種測試3D打印鋪砂器性能參數的裝置及其測試的方法與流程

本發明涉及3d打印裝置調試裝備技術領域，特別涉及一種測試3d打印鋪砂器性能參數的裝置及其測試的方法。

背景技術：

鑄造用3dp打印機的鋪砂設備，是鑄造砂型3d打印過程中的關鍵設備之一。其作用是在工作臺上進行鋪砂，鋪完一層后，打印頭方可在鋪好的砂層上進行打印。鋪完一層，打印一層，如此循環往復。在整個鋪砂過程中，要求型砂表面平滑無褶皺，這樣打印頭才能正常工作，實現按需打印。因此，對鋪砂設備的各項參數要求非常高。在對3dp打印機設備進行安裝調試時，如果鋪砂設備的某一項參數不符，將導致鋪出的砂層表面不均，從而影響打印質量。

對鋪砂設備各個方面的性能要求，主要體現在以下方面：下砂口縫隙調整到位、刮砂底板平整度及角度一致、下砂量適度、均勻等。打印機的鋪砂設備安裝調試好后，首先要進行性能參數的測試，測試符合要求后，才能投入生產。通常，鋪砂設備性能參數的測試，都是將鋪砂設備直接安裝到打印機上，模擬正常的生產打印進行檢測。如果其性能參數符合要求，就可以直接投入使用。如果檢測不合格，需將整個鋪砂設備拆卸下來，重新進行安裝調試。然后再裝到打印機上進行檢測，如此往復，直到鋪砂設備的性能參數符合要求。這樣的不斷拆卸安裝調試過程中，占用了3dp打印設備的使用時間，影響3dp打印設備的使用效率。

技術實現要素：

本發明針對現有技術中3d打印鋪砂設備性能參數檢測方式的不合理，提供一種測試3d打印鋪砂器性能參數的裝置，專用于安裝調試前刮砂底板刮砂精度和鋪砂均勻性的檢測，以避免檢測過程占用3d打印設備。

本發明的目的是這樣實現的，一種測試3d打印鋪砂器性能參數的裝置，包括安裝支架，所述安裝支架上左右平行設有兩組傳動模組，所述傳動模組用于安裝待測試的鋪砂器，所述安裝支架一側設有向鋪砂器供砂的供砂裝置，所述傳動模組之間的安裝支架上設有相互平行的橫梁一和橫梁二，所述橫梁一上水平安裝有可翻轉的支撐板，所述支撐板的長度方向與鋪砂器的下砂縫的長度方向一致，所述橫梁二的兩側分別安裝有輪廓檢測設備和精度檢測設備，所述輪廓檢測設備用于檢測鋪砂器出砂堆積的砂堆截面輪廓，所述精度檢測設備用于檢測刮砂底板精度。

本發明的測試裝置，安裝支架上設置的兩組傳動模組、支撐板和供砂裝置，用于模擬鋪砂器在3d打印機上的安裝工況，其中的傳動模組用于模擬3d打印機上的傳動模組用于安裝鋪砂器并實現模擬鋪砂時沿傳動模組往復移動；支撐板用于模擬打印平臺，提供模擬鋪砂的平臺，翻轉設置的支撐板，可以實現持續鋪砂過程中，鋪一定層厚的砂翻轉一次進行倒砂，然后繼續鋪砂、翻轉的循環動作，便于鋪砂器持續運行一段時間后對性能參數穩定性的測試；輪廓檢測設備用于對鋪砂器所鋪砂堆截面輪廓的測定，以測定鋪砂器出砂的均勻性，精度檢測設備用于檢測刮砂底板的精底，用于測定其刮砂平整度及角度。因此，通過本發明的測試裝置，可以實現鋪砂器安裝使用前關鍵性能參數的專門測試，避免反復測試調試鋪砂器的重復拆卸及安裝工序，提高打印設備安裝調試的效率。

為便于精確模擬鋪砂運動，兩組傳動模組的安裝距離和安裝精度與3d打印機上用于安裝鋪砂器的傳動模組相同，用于模擬鋪砂器在3d打印設備上的鋪砂移動。

為便于收集支撐板的翻轉倒砂，所述支撐板的下方設有接砂槽，用于接收支撐板的翻轉倒砂。

進一步地，所述輪廓檢測設備為輪廓測量儀；所述精度檢測設備為激光位移傳感器。

進一步地，所述供砂裝置包括支撐架、分砂漏斗、混砂罐和出砂控制口。

進一步地，所述安裝支架安裝傳動模組的一側設有電氣控制柜，另一側設有檢測操作臺。

本發明的另一個目的是提供一種采用上述測試裝置進行3d打印鋪砂器性能測試的方法，包括如下過程：

s1：鋪砂器安裝：將鋪砂器平穩安裝在傳動模組上，使鋪砂器可以在傳動模組上往復移動；

s2：刮砂精度測量:設置鋪砂器下側刮砂底板的角度為理論刮砂角度，然后起動精度檢測設備檢測刮砂底板相對水平設置的支撐板的傾斜角度，當各測量部位的實測傾斜角度與理論傾斜角度的誤差小于0.1o時，則判定刮砂底板的刮砂精度合格；

s3：鋪砂均勻性測量：將鋪砂器設置至加砂位，并通過供砂裝置向鋪砂器持續加測試用砂，再將鋪砂器調至支撐板上方的下砂位，一次性原地加向支撐板表面鋪砂5—10秒，然后將鋪砂器返回至排空位；以支撐板為鋪砂參考面，通過輪廓檢測設備測量支撐板上的砂堆沿長度方向上若干截面輪廓，并計算各砂堆截面的面積，各測量截面的面積差小于2mm²，則判定鋪砂均勻性合格；

s4：以支撐板為鋪砂區域，使鋪砂器沿傳動模組在支撐板上持續鋪砂12—15小時，鋪砂過程中每往復鋪砂一次，支撐板翻轉一次，將所鋪砂料倒入接砂槽中，然后繼續進行鋪砂倒砂的反復動作；

s5：結束s4過程的持續鋪砂過程后，重復進行s2和s3過程的刮砂精度測量和鋪砂均勻性測量，以測試鋪砂設備的穩定性。

本發明的鋪砂器性能參數測試方法，s2和s3過程通過初次測試鋪砂器的刮砂精度和鋪砂均勻性，以檢測鋪砂器性能參數是否合格，以便于對鋪砂器性能的判定或再調試；s4和s5過程，經初次測試合格后，使鋪砂器模擬鋪砂一段時間再進行重復測試，以判定鋪砂器性能的穩定性。

因此，本發明的測試裝置及測試方法，通過設置均勻性檢測設備和精度檢測設備，提前測試鋪砂設備的刮砂精度和鋪砂均勻性，解決了鋪砂器參數測量時重復拆裝。通過對鋪砂設備精度的檢測和鋪砂均勻性檢測，保證鋪砂設備能夠即裝即用，無需人力測試，有效的節省了安裝時間，提高了打印機設備安裝調試效率。

為便于精確測量刮砂底板的刮砂精度，s2過程，刮砂精度測量中：刮砂底板的理論角度設置后，通過精度檢測設備沿刮砂底板長度方向等距離選取若干與刮砂底板長度方向垂直的測量截面，分別測量該測量截面內刮砂底板最高點和最低點與支撐板的距離分別為y1和y2，刮砂底板的最高點和最低點在支撐板上的投影點的距離為x，則該測量截面內刮砂底板的角度為：α=tan^-1[(y1-y2)/x，當各測量截面內刮砂底板的角度誤差小0.1o時，則判定刮砂底板的精度合格。

附圖說明

圖1為本發明的測試3d打印鋪砂器性能參數的裝置的結構示意圖。

圖2為發明的3d打印鋪砂器性能參數的裝置安裝鋪砂器的檢測示意圖。

圖3為本發明的3d打印鋪砂器性能參數測試方法中刮砂底板精度測量示意圖。

圖4為本發明的3d打印鋪砂器性能參數測試方法中測量砂堆截面輪廓示意圖。

其中，1安裝支架；2橫梁二；3橫梁一；4電氣控制柜；5精度檢測設備；6輪廓檢測設備；7傳動模組；8接砂槽；9支撐板；10分砂漏斗；11混砂罐；12檢測操作臺；13鋪砂器；13a刮砂底板。

具體實施方式

實施例1

如圖1和圖2所示，為本發明的測試3d打印鋪砂器性能參數的裝置，安裝支架1，安裝支架1上左右平行設有兩組傳動模組7，傳動模組7用于安裝待測試的鋪砂器13，安裝支架1一側設有向鋪砂器供砂的供砂裝置，該供砂裝置包括支撐架、分砂漏斗10、混砂罐11和出砂控制口；安裝支架1安裝傳動模組的一側設有電氣控制柜4，另一側設有檢測操作臺12；傳動模組7之間的安裝支架1上設有相互平行的橫梁一3和橫梁二2，橫梁一3上水平安裝有可翻轉的支撐板9，支撐板9的長度方向與鋪砂器13的下砂縫的長度方向一致，橫梁二2的兩側分別安裝有輪廓檢測設備6和精度檢測設備5，輪廓檢測設備6用于檢測鋪砂器出砂堆積的砂堆截面輪廓，精度檢測設備5用于檢測刮砂底板精度。本實施例中，為便于精確模擬鋪砂運動，兩組傳動模組7的安裝距離和安裝精度與3d打印機上用于安裝鋪砂器的傳動模組相同，用于模擬鋪砂器在3d打印設備上的鋪砂移動；為便于收集支撐板9的翻轉倒砂，支撐板9的下方設有接砂槽8，用于接收支撐板9的翻轉倒砂；本實施例中的輪廓檢測設備為輪廓測量儀；精度檢測設備為激光位移傳感器。

本發明的測試裝置，安裝支架上設置的兩組傳動模組7、支撐板9和供砂裝置，用于模擬鋪砂器13在3d打印機上的安裝工況，其中的傳動模組7用于模擬3d打印機上的傳動模組，用以安裝鋪砂器13并實現模擬鋪砂時沿傳動模組7往復移動；支撐板9用于模擬打印平臺，提供模擬鋪砂的平臺，翻轉設置的支撐板9，可以實現持續鋪砂過程中，鋪一定層厚的砂翻轉一次進行倒砂，然后繼續鋪砂、翻轉的循環動作，便于鋪砂器持續運行一段時間后對性能參數穩定性的測試；輪廓檢測設備6用于對鋪砂器13所鋪砂堆截面輪廓的測定，以測定鋪砂器出砂的均勻性，精度檢測設備5用于檢測刮砂底板的精底，用于測定其刮砂平整度及角度。因此，通過本發明的測試裝置，可以實現鋪砂器安裝使用前關鍵性能參數的專門測試，避免反復測試調試鋪砂器的重復拆卸及安裝工序，提高打印設備安裝調試的效率。

實施例2

本實施例提供一種采用上述實施例的測試裝置進行3d打印鋪砂器性能測試的方法，包括如下過程：

s1首先進行鋪砂器安裝：將鋪砂器13平穩安裝在傳動模組7上，使鋪砂器13可以在傳動模組7上往復移動，以便于實現模擬鋪砂運動；

s2：刮砂精度測量:本過程測量中鋪砂器不加砂，主要是為了測量刮砂底板相對支撐板的傾斜角度，也就是模擬實際3d打印過程中刮砂底板相對鋪砂平臺的傾斜角度，用來檢測刮砂底板的平整度和刮砂精度；測試時，首先將鋪砂器下側刮砂底板13a與水平方向的支撐板9傾斜某一理論刮砂角度，然后起動精度檢測設備5檢測刮砂底板13a相對水平設置的支撐板9的傾斜角度，具體測試方法為：沿刮砂底板長度方向等距離選取若干與刮砂底板長度方向垂直的測量截面，每個測量截面如圖3所示，分別測量該測量截面內刮砂底板最高點a和最低點b與支撐板9的距離分別為y1和y2，刮砂底板的最高點a和最低點b在支撐板上的投影點a’b’的距離為x，則該測量截面內刮砂底板的角度為：α=tan^-1[(y1-y2)/x，當各測量截面內刮砂底板13a的角度誤差小0.1o時，則判定刮砂底板的精度合格；

s3：鋪砂均勻性測量：將鋪砂器13設置至加砂位，并通過供砂裝置向鋪砂器13持續加測試用砂，再將鋪砂器13調至支撐板9上方的下砂位，一次性原地加向支撐板9表面鋪砂5—10秒，然后將鋪砂器13返回至排空位；測試時，以支撐板9為鋪砂參考面，通過輪廓檢測設備6測量支撐板9上的砂堆沿長度方向上若干截面輪廓，如圖4所示，并計算各砂堆截面的面積，各測量截面的面積差小于2mm²，則判定鋪砂均勻性合格；

s4：以支撐板9為鋪砂區域，使鋪砂器13沿傳動模組7在支撐板9上持續鋪砂12—15小時，鋪砂過程中每往復鋪砂一次，支撐板9翻轉一次，將所鋪砂料倒入接砂槽中，然后繼續進行鋪砂倒砂的反復動作，直至設置鋪砂至上述設定的時間；

s5：結束s4過程的持續鋪砂過程后，重復進行s2和s3過程的刮砂精度測量和鋪砂均勻性測量，以測試鋪砂設備的穩定性。

本發明的鋪砂器性能參數測試方法，s2和s3過程通過初次測試鋪砂器的刮砂精度和鋪砂均勻性，以檢測鋪砂器性能參數是否合格，以便于對鋪砂器性能的判定或再調試；s4和s5過程，經初次測試合格后，使鋪砂器模擬鋪砂一段時間再進行重復測試，以判定鋪砂器性能的穩定性。

為便于精確測量刮砂底板的刮砂精度，s2過程，刮砂精度測量中：刮砂底板的理論角度設置后，通過精度檢測設備沿刮砂底板長度方向等距離選取若干與刮砂底板長度方向垂直的測量截面，分別測量該測量截面內刮砂底板最高點和最低點與支撐板的距離分別為y1和y2，刮砂底板的最高點和最低點在支撐板上的投影點的距離為x，則該測量截面內刮砂底板的角度為：α=tan^-1[(y1-y2)/x，當各測量截面內刮砂底板的角度誤差小0.1o時，則判定刮砂底板的精度合格。

因此，通地本發明的上述實施例的測試裝置及測試方法，通過設置均勻性檢測設備和精度檢測設備，提前測試鋪砂設備的刮砂精度和鋪砂均勻性，解決了鋪砂器參數測量時重復拆裝。通過對鋪砂設備精度的檢測和鋪砂均勻性檢測，保證鋪砂設備能夠即裝即用，無需人力測試，有效的節省了安裝時間，提高了打印機設備安裝調試效率。