設(shè)有傳送裝置10，粘土攪拌機(jī)I的出口置于擠出機(jī)2上方的加料斗處，擠出機(jī)2出口與3D打印機(jī)3連接，3D打印機(jī)3的前端安裝有澆筑頭5，3D打印機(jī)3前端澆筑頭5底部設(shè)有移動(dòng)升降平臺(tái)7，移動(dòng)升降平臺(tái)7的底部設(shè)有升降電機(jī)19，移動(dòng)升降平臺(tái)7的底座17上設(shè)有平移電機(jī)18 ;所述的3D打印機(jī)3與控制器9線路聯(lián)接。
[0023]根據(jù)所制模型大小、高低需求，選擇粘土顆粒大小來(lái)使用不同規(guī)格的砂石過(guò)濾器6，對(duì)原料土進(jìn)行篩選、過(guò)濾。
[0024]粘土泥擠出采用的粘土擠出機(jī)I具有進(jìn)一步混合粘土與水成泥、使之更加均勻等，擠出具有一定的壓力便于后面的三D打印澆筑。
[0025]粘土泥三D打印機(jī)的澆筑頭導(dǎo)管與粘土泥擠出機(jī)2擠出嘴連接，打印頭粘土泥擠出壓力來(lái)自于擠出機(jī)。
[0026]所述的3D打印機(jī)3是由底座11、肘梁12和臂梁13構(gòu)成，底座11頂部設(shè)有旋轉(zhuǎn)臺(tái)14，旋轉(zhuǎn)臺(tái)14頂部與肘梁12底端鉸接、肘梁12的頂端與臂梁13的尾端鉸接，肘梁12與臂梁13之間設(shè)有液壓伸縮裝置15，液壓伸縮裝置15的液壓桿與臂梁13底面固定，臂梁13的前端設(shè)有動(dòng)配合連接的澆筑頭安裝座16。
[0027]制模平臺(tái)是移動(dòng)升降平臺(tái)7:移動(dòng)升降平臺(tái)是升降平臺(tái)與移動(dòng)平臺(tái)的組合使用，可實(shí)現(xiàn)制模平臺(tái)的三維動(dòng)作，滿足制模所需要；而且粘土泥三D打印澆筑機(jī)和制模平臺(tái)均由控制柜控制器計(jì)算機(jī)統(tǒng)一完成控制；并根據(jù)要求傳輸指令給粘土泥擠出機(jī)，來(lái)保證所需粘土泥數(shù)量等要求實(shí)現(xiàn)。粘土泥三D打印機(jī)與制模平臺(tái)組合使用就能夠完成任何異型造型的制模工作；各設(shè)備之間都有輸送裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)粘土或粘土泥的轉(zhuǎn)送。
[0028]臂梁13上設(shè)有液壓驅(qū)動(dòng)裝置I 20，實(shí)現(xiàn)臂梁13左右擺動(dòng)，從而帶到澆筑頭安裝座16左右擺動(dòng)；在臂梁13的前端設(shè)有液壓驅(qū)動(dòng)裝置II 21，實(shí)現(xiàn)臂梁13上下擺動(dòng)，從而帶動(dòng)帶到澆筑頭安裝座16上下擺動(dòng)；在澆筑頭安裝座16上設(shè)有液壓旋轉(zhuǎn)裝置I 22，實(shí)現(xiàn)澆筑頭安裝座16旋轉(zhuǎn)。肘梁12的底部設(shè)有液壓旋轉(zhuǎn)裝置II 23，實(shí)現(xiàn)肘梁12在旋轉(zhuǎn)臺(tái)14做任意方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0029]所述的液壓伸縮裝置15、液壓驅(qū)動(dòng)裝置I 20、液壓驅(qū)動(dòng)裝置II 21、液壓旋轉(zhuǎn)裝置
I22和液壓旋轉(zhuǎn)裝置II 23均與液壓及電源控制柜8控制聯(lián)接，其液壓管24與各液壓裝置連接。
[0030]本發(fā)明采用三D打印進(jìn)行筑模，澆筑頭可多坐標(biāo)動(dòng)作；且澆筑頭自動(dòng)更換；底板可多坐標(biāo)移動(dòng)；也可選擇澆筑頭只有升降、底板多坐標(biāo)移動(dòng)；澆筑頭多坐標(biāo)動(dòng)作，底板不動(dòng)或平面運(yùn)動(dòng)等等為實(shí)現(xiàn)澆筑模板而選擇的澆注系統(tǒng)、底板控制系統(tǒng)的多種動(dòng)作組合；澆筑量自動(dòng)控制系統(tǒng)；動(dòng)作控制均由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0031]本發(fā)明的機(jī)械化粘土制模工藝包括如下步驟:粘土粉碎、篩選、砂石過(guò)濾一攪拌(粘土和水)一機(jī)械擠出三D打印注模一多層注模疊加完成制模一蒸發(fā)水分制模固化一(制模前把該制作捆綁的鋼筋等做好，制模時(shí)就把鋼筋等包含在其中)混凝土(或所使用材料)澆筑一拆模(一是采用澆水使粘土軟化、二是其他物理手段進(jìn)行脫模)。
[0032]本發(fā)明的機(jī)械化粘土制模工藝包括如下步驟:粘土粉碎、篩選、砂石過(guò)濾一攪拌(粘土和水)一機(jī)械擠出三D打印注模一多層注模疊加完成制模一蒸發(fā)水分制模固化一(制模前把該制作捆綁的鋼筋等做好，制模時(shí)就把鋼筋等包含在其中)混凝土(或所使用材料)澆筑一拆模(一是采用澆水使粘土軟化、二是其他物理手段進(jìn)行脫模)。
[0033]粘土粉碎、篩選、砂石過(guò)濾:根據(jù)所制模型大小、高低需求，選擇不同規(guī)格的機(jī)械篩，對(duì)原料土進(jìn)行篩選、過(guò)濾，選取18?270目的粘土顆粒備用，選取50?200目的沙土顆粒備用；
制泥攪拌:根據(jù)所制模型大小、高低以及對(duì)模具強(qiáng)度等要求，將粘土 600?900份、沙土 100?400份、水5?40份、早強(qiáng)劑O?5.0份和膠水O?8份，在溫度15°C?35°C，濕度20?40%的條件下混合攪拌制成粘土泥，以便筑型；上述份數(shù)均為重量份數(shù)；利用氣壓旋泵等設(shè)備將粘土泥擠出，在溫度10°C?30°C、濕度15?35%、風(fēng)速< 8m/秒、壓力3bar?70bar的背陰條件下，并使用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制3D打印機(jī)3前端澆筑頭5機(jī)械裝置完成三維動(dòng)作，來(lái)滿足異型幾何形體的制模。
[0034]在環(huán)境溫度10°C?30°C、濕度I?40%條件下，控制模型的粘土泥水分蒸發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)粘土固化，使之結(jié)構(gòu)不變形、強(qiáng)度逐步增大、最終水分完全蒸發(fā)達(dá)到強(qiáng)度需要指標(biāo)，從而完成制模，為澆筑混凝土或所需使用的材料打下基礎(chǔ)；澆筑混凝土或所使用的澆筑材料，一般情況下和混凝土澆筑要求一樣進(jìn)行澆筑、振蕩、養(yǎng)生等。
[0035]拆模:待澆筑材料有一定強(qiáng)度后，符合拆模條件后，澆水使粘土軟化或采用其他物理手段進(jìn)行拆模，并把粘土塊回收備下次使用。
[0036]利用本方法和裝置制得的粘土模完成后具備很高的強(qiáng)度，一般情況下5厘米厚度的粘土層具有近I個(gè)壓強(qiáng)強(qiáng)度；根據(jù)不同需求而單獨(dú)配置的粘土泥澆注出來(lái)的粘土模，5厘米厚度具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于I個(gè)壓強(qiáng)強(qiáng)度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.機(jī)械化粘土制模的方法，其步驟如下: a、預(yù)處理:選取18?270目的粘土顆粒備用，選取50?200目的沙土顆粒備用； b、混合攪拌:將粘土600?900份、沙土 100?400份、水5?40份、早強(qiáng)劑O?5份和膠水O?8份，在溫度15°C?35°C，濕度20?40%的條件下混合攪拌制成粘土泥；上述份數(shù)均為重量份數(shù)； c、擠出打印制模:將b步驟中制得的粘土泥在溫度10°C?30°C、濕度15?35%、風(fēng)速< 8m/秒、壓力3bar?70bar的背陰條件下采用三D打印制模； d、固化:將c步驟中所制的模在溫度10°C?30°C、濕度I?40%條件下，蒸發(fā)水分固化，直至水分完全蒸發(fā)，即完成制模。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械化粘土制模的方法，其特征在于早強(qiáng)劑為氯化鈣、硫酸鈉、三乙醇胺、硫酸鈉中的一種或其任意組合。
3.機(jī)械化粘土制模裝置，是由粘土破碎篩選機(jī)(4)、粘土攪拌機(jī)(1)、擠出機(jī)(2)和3D打印機(jī)(3)構(gòu)成，其特征在于粘土破碎篩選機(jī)(4)的下方出料口處安裝了砂石過(guò)濾器(6)、砂石過(guò)濾器(6)的出口和粘土攪拌機(jī)(I)入口之間設(shè)有傳送裝置(10)，粘土攪拌機(jī)(I)的出口置于擠出機(jī)(2)上方的加料斗處，擠出機(jī)(2)出口與3D打印機(jī)(3)連接，3D打印機(jī)(3)的前端安裝有澆筑頭(5)，所述的3D打印機(jī)(3)與控制器(9)線路聯(lián)接。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械化粘土制模裝置，其特征在于3D打印機(jī)(3)前端澆筑頭(5)底部設(shè)有移動(dòng)升降平臺(tái)(7)，移動(dòng)升降平臺(tái)(7)的底部設(shè)有升降電機(jī)(19)，移動(dòng)升降平臺(tái)(7)的底座(17)上設(shè)有平移電機(jī)(18)。
5.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械化粘土制模裝置，其特征在于所述的3D打印機(jī)(3)是由底座(11)、肘梁(12)和臂梁(13)構(gòu)成，底座(11)頂部設(shè)有旋轉(zhuǎn)臺(tái)(14)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)(14)頂部與肘梁(12)底端鉸接、肘梁(12)的頂端與臂梁(13)的尾端鉸接，肘梁(12)與臂梁(13)之間設(shè)有液壓伸縮裝置(15)，液壓伸縮裝置(15)的液壓桿與臂梁(13)底面固定，臂梁(13)的前端設(shè)有動(dòng)配合連接的澆筑頭安裝座(16)。
6.如權(quán)利要求5所述的機(jī)械化粘土制模裝置，其特征在于臂梁(13)上設(shè)有液壓驅(qū)動(dòng)裝置I (20)、在臂梁(13)的前端設(shè)有液壓驅(qū)動(dòng)裝置II (21);在澆筑頭安裝座(16)上設(shè)有液壓旋轉(zhuǎn)裝置I (22)。
7.如權(quán)利要求6所述的機(jī)械化粘土制模裝置，其特征在于肘梁(12)的底部設(shè)有液壓旋轉(zhuǎn)裝置II (23)。
8.如權(quán)利要求7所述的機(jī)械化粘土制模裝置，其特征在于液壓伸縮裝置(15)、液壓驅(qū)動(dòng)裝置I (20)、液壓驅(qū)動(dòng)裝置II (21)、液壓旋轉(zhuǎn)裝置I (22)和液壓旋轉(zhuǎn)裝置II (23)均與液壓及電源控制柜(8)控制聯(lián)接。
【專利摘要】本發(fā)明的機(jī)械化粘土制模的方法及裝置涉及模具制造領(lǐng)域，是將粘土、沙土、水在溫度15℃～35℃，濕度20～40%的條件下混合攪拌制成粘土泥；將粘土泥在溫度10℃～30℃、濕度15～35%、風(fēng)速＜8m/秒、壓力3bar～70bar的背陰條件下采用三D打印制模；再在溫度10℃～30℃、濕度1～40%條件下，蒸發(fā)水分固化，直至水分完全蒸發(fā)，即完成制模。本發(fā)明的機(jī)械化粘土制模的方法及裝置，改變了傳統(tǒng)制模使用的材料，同時(shí)能夠輕易完成形狀多變、有多種曲線等特點(diǎn)的模具；可重復(fù)使用，節(jié)省資源，不但解決了異型制模難題，而且粘土可以重復(fù)使用，制模費(fèi)用小、時(shí)間短，解決了制模、拆模人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)多、材料損失大、材料成本消耗高等問(wèn)題。
【IPC分類】B28B3-20, C04B33-13, B28B1-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104589466
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510074478
【發(fā)明人】王思涵, 孫佳爽, 何凱文
【申請(qǐng)人】王思涵
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日