本實用新型屬于3D打印砂芯鑄造生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種3D打印砂芯的組芯定位檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)鑄造是使用自硬砂通過模具成型得到砂芯，然后對砂芯進(jìn)行流涂烘干后組裝成完整鑄型，最終澆注鐵水至鑄型得到所需鑄件。在砂芯的組芯過程中，經(jīng)常會遇到這樣的情況：由于鑄件結(jié)構(gòu)限制，一些砂芯在組芯過程中存在視野盲區(qū)，無法看到該砂芯定位結(jié)構(gòu)或是沒有可以測量的外在基準(zhǔn)，故很難確認(rèn)其下芯過程的準(zhǔn)確性。一旦下芯錯偏又未發(fā)現(xiàn)，會導(dǎo)致鑄件出現(xiàn)尺寸偏差。

隨著3D打印技術(shù)的推廣與應(yīng)用，目前使用3D打印砂芯進(jìn)行鑄造生產(chǎn)的方法已在業(yè)內(nèi)逐漸流行。這種3D打印生產(chǎn)砂芯的方法，可以替代傳統(tǒng)的模具制芯過程，所得砂芯具有超出手工砂芯一倍的抗壓強度，同時可直接打印成形各種復(fù)雜的砂芯結(jié)構(gòu)。在3D砂芯取代手工砂芯的生產(chǎn)過程中，我們希望通過利用3D打印砂芯這種可以滿足各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)打印的優(yōu)勢，找到一種砂芯組芯定位的檢測方法，以保證上述下芯錯偏的問題能被及時發(fā)現(xiàn)并校正。因此，如何設(shè)計一種能夠?qū)崿F(xiàn)高效快捷、準(zhǔn)確定位的組芯檢測系統(tǒng)成為本領(lǐng)域亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計并開發(fā)出一種3D打印砂芯的組芯定位檢測系統(tǒng)，使存在下芯視野盲區(qū)或沒有外在定位結(jié)構(gòu)的砂芯能夠獲得可觀測的下芯基準(zhǔn)，從而實現(xiàn)準(zhǔn)確定位，防止了組芯錯偏帶來的鑄件尺寸偏差問題。

為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

一種3D打印砂芯的組芯定位檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：母芯、子芯、定位檢測裝置，其中，所述子芯位于所述母芯內(nèi)部或上部；所述定位檢測裝置包括發(fā)光槽、對接槽、觀測孔，其中，所述發(fā)光槽為設(shè)置在母芯/子芯上的十字型凹槽，并在所述凹槽內(nèi)填放發(fā)光劑；所述對接槽為設(shè)置在對應(yīng)的子芯/母芯上的十字型凹槽，用于與所述發(fā)光槽進(jìn)行對接以實現(xiàn)重合；所述觀測孔為設(shè)置在所述對應(yīng)的子芯/母芯上并沿所述對接槽開口方向延伸的孔洞，用于觀測所述發(fā)光槽與所述對接槽的重合度，并根據(jù)所述重合度來進(jìn)行定位。

進(jìn)一步的，所述子芯包括第一子芯和第二子芯。

進(jìn)一步的，所述發(fā)光劑為粒徑在5-10um的鹵磷酸鈣熒光粉或以ZnS、SrS、CaS、ZnS為基質(zhì)的熒光粉與稀油脂的混合物。

進(jìn)一步的，所述發(fā)光槽“十字”的橫豎長度相同，且其大小為砂芯高度的1/20。

進(jìn)一步的，所述發(fā)光槽的槽深15mm，槽寬1mm。

進(jìn)一步的，所述對接槽與所述發(fā)光槽大小、形狀完全相同。

進(jìn)一步的，所述觀測孔的圓心與所述對接槽的十字中心重合。

進(jìn)一步的，所述觀測孔的直徑設(shè)計為20mm或所述對接槽十字長度大于20mm時，所述觀測孔的直徑設(shè)計為與所述對接槽十字長度相等。

進(jìn)一步的，混合好的發(fā)光劑使用注射裝置注入發(fā)光槽。

本實用新型的有益效果在于：

（1）解決了特殊砂芯因存在視野盲區(qū)或沒有可以測量的外在基準(zhǔn)，而在下芯過程中出現(xiàn)的下芯錯偏問題，并將下芯精度提高到1mm以內(nèi)。

（2）通過觀測孔結(jié)構(gòu)提高了砂芯的出氣能力，便于澆注過程中氣體的排除，降低了憋氣、嗆氣風(fēng)險。

（3）熒光劑具有長期保質(zhì)性，可便于進(jìn)行二次檢查，尤其是在批量生產(chǎn)過程中，非常方便于質(zhì)檢人員進(jìn)行下芯準(zhǔn)確性抽查。

附圖說明

圖1為本實用新型3D打印砂芯的組芯定位檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型3D打印砂芯的組芯定位檢測系統(tǒng)局部放大示意圖。

圖3為本實用新型3D打印砂芯的組芯定位檢測系統(tǒng)第二結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、鑄件 2、母芯 3、第一子芯 4、第二子芯 5、定位檢測裝置 6、發(fā)光槽 7、對接槽 8、觀測孔。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種3D打印砂芯的組芯定位檢測系統(tǒng)，圖1為本實用新型3D打印砂芯的組芯定位檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，包括母芯2、子芯、定位檢測裝置5，其中，所述子芯位于所述母芯2內(nèi)部或上部，構(gòu)成鑄件1；所述定位檢測裝置5設(shè)置在相鄰的母芯2和子芯上，實現(xiàn)下芯過程中的準(zhǔn)確定位。由此，本實用新型的定位檢測系統(tǒng)解決了特殊砂芯因存在視野盲區(qū)或沒有可以測量的外在基準(zhǔn)，而在下芯過程中出現(xiàn)的下芯錯偏問題。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，圖2為本實用新型3D打印砂芯的組芯定位檢測系統(tǒng)局部放大示意圖，如圖2所示，所述定位檢測裝置5包括發(fā)光槽6、對接槽7、觀測孔8，其中，所述發(fā)光槽6為設(shè)置在母芯2上的十字型凹槽，并在所述凹槽內(nèi)填放發(fā)光劑；所述對接槽7為設(shè)置在對應(yīng)的子芯上的十字型凹槽，用于與所述發(fā)光槽6進(jìn)行對接以實現(xiàn)重合，所述對接槽7與所述發(fā)光槽6大小、形狀完全相同，當(dāng)子芯正確下入母芯2后，對接槽7和發(fā)光槽6在下芯方向上可實現(xiàn)完全重合；所述觀測孔8為設(shè)置在所述對應(yīng)的子芯上并沿所述對接槽7開口方向延伸的孔洞，用于觀測所述發(fā)光槽6與所述對接槽7的重合度，并根據(jù)所述重合度來進(jìn)行定位，從而達(dá)到下芯可觀測的效果。由此，通過觀測孔8觀測發(fā)光槽6和對接槽7的發(fā)光十字是否完整，確認(rèn)對接槽7是否與發(fā)光槽6重合，若未完全重合，調(diào)整子芯位置至重合位置，使存在下芯視野盲區(qū)或沒有外在定位結(jié)構(gòu)的砂芯能夠獲得可觀測的下芯基準(zhǔn)，從而實現(xiàn)準(zhǔn)確定位，防止了組芯錯偏帶來的鑄件尺寸偏差問題。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，本實用新型中子芯的數(shù)量不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)靈活選擇。在本實用新型的實施例中，包括兩個子芯，分別為第一子芯3和第二子芯4。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，本實用新型中發(fā)光劑的組成不受特別限制，只要能夠發(fā)出一定的光亮即可，優(yōu)選的，可以為粒徑在5-10um的鹵磷酸鈣熒光粉或以ZnS、SrS、CaS、ZnS為基質(zhì)的熒光粉與稀油脂的混合物，混合比例為每50ml油脂中均勻混合5g熒光粉。由此，油脂的表面張力可使發(fā)光劑停留在發(fā)光槽內(nèi)，從而達(dá)到較高的發(fā)光亮度效果。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，本實用新型中發(fā)光槽6的具體尺寸不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要靈活選擇。在本實用新型的一些實施例中，發(fā)光槽6“十字”的橫豎長度相同，其大小為砂芯高度的1/20，且發(fā)光槽6的槽深15mm，槽寬1mm，從而將下芯的精確度提高到了1mm以內(nèi)。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，本實用新型中觀測孔8的位置和大小不受特別限制，只要能夠觀測到對接槽7和發(fā)光槽6的重合度即可。在本實用新型的一些實施例中，觀測孔8的圓心與所述對接槽7的十字中心重合，直徑設(shè)計為20mm，若對接槽7十字長度大于20mm，觀測孔8的直徑設(shè)計為與所述對接槽7十字長度相等。由此，既保證了通過觀測孔8可以清晰的觀測到對接槽7和發(fā)光槽6的重合度，又提高了砂芯的出氣能力，便于澆注過程中氣體的排除，降低了憋氣、嗆氣風(fēng)險。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，本實用新型中注射裝置不受特別限制，只要能夠?qū)⒒旌虾玫陌l(fā)光劑注入發(fā)光槽6即可，優(yōu)選的，可以使用醫(yī)用GB20G注射器注入發(fā)光槽6，針頭內(nèi)徑0.6mm，外徑0.9mm。由此，有利于注入的均勻性，且注入時不易使發(fā)光劑溢出發(fā)光槽6。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，利用如以上所述的3D打印砂芯的組芯定位檢測系統(tǒng)進(jìn)行檢測時，可以采用以下方法：

首先，確認(rèn)所有設(shè)計砂芯中容易出現(xiàn)下芯偏差及觀測困難的部分，在母芯2/子芯上設(shè)計發(fā)光槽6，在對應(yīng)子芯/母芯2上設(shè)計對接槽7及觀測孔8，進(jìn)行砂芯打印。

接著，砂芯在進(jìn)行組芯前，使用注射裝置將發(fā)光劑均勻注入所有發(fā)光槽6內(nèi)，且發(fā)光劑不能溢出發(fā)光槽6。

然后，使用光源對準(zhǔn)發(fā)光槽6照射，準(zhǔn)備將子芯下入母芯2。

隨后，在子芯下入母芯2的過程中，通過觀測孔8調(diào)整子芯在空中的位置，減小下芯過程偏差。

最后，在完成子芯下芯過程后，通過觀測孔8確認(rèn)對接槽7是否與發(fā)光槽6重合即發(fā)光十字是否完整，若未完全重合，調(diào)整子芯位置至重合位置。

此外，在本實用新型中，發(fā)光槽6和對接槽7的位置不限定在相鄰的母芯/子芯和對應(yīng)的子芯/母芯上，還可以設(shè)置在兩個相鄰的母芯或子芯上，如圖3所示，所述的發(fā)光槽6和對接槽7分別設(shè)置在相鄰的母芯2和第二子芯4、第二子芯4和母芯2、第二子芯4和第一子芯3上。由此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)需要靈活設(shè)定。在日常砂芯的組芯定位檢測中，若鑄件由多個母芯和子芯構(gòu)成，只要保證發(fā)光槽和對接槽設(shè)置在兩個相鄰的砂芯上即可。

綜上所述本實用新型3D打印砂芯的組芯定位檢測系統(tǒng)解決了特殊砂芯因存在視野盲區(qū)或沒有可以測量的外在基準(zhǔn)，而在下芯過程中出現(xiàn)的下芯錯偏問題，并將下芯精度提高到1mm以內(nèi)。通過觀測孔結(jié)構(gòu)提高了砂芯的出氣能力，便于澆注過程中氣體的排除，降低了憋氣、嗆氣風(fēng)險。熒光劑具有長期保質(zhì)性，可便于進(jìn)行二次檢查，尤其是在批量生產(chǎn)過程中，非常方便于質(zhì)檢人員進(jìn)行下芯準(zhǔn)確性抽查。

以上對本實用新型所提供的一種3D打印砂芯的組芯定位檢測系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了實施例對本申請的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本申請的限制。