一种双喷头异孔径喷嘴的砂模并行打印装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107716856A(43)申请公布日2018.02.23(21)申请号201710832638.5(22)申请日2017.09.15(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人张树有郭洪帅徐敬华(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人林超(51)Int.Cl.B22C9/02(2006.01)B33Y30/00(2015.01)B33Y10/00(2015.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称一种双喷头异孔径喷嘴的砂模并行打印装置及方法(57)摘要本发明公开了一种双喷头异孔径喷嘴的砂模并行打印装置及方法。包括两个在空间中并行排列的喷头，两个喷头分别装有两种直径规格的喷嘴，每个喷头下装有同种直径规格并且能够分别单独开启和闭合的若干喷嘴；每个喷头均设置有分别沿两个相垂直方向的两个导轨滑块组件，两个喷头中的大喷头打印内外轮廓之间的内部区域，小喷头打印内外轮廓处的边界区域；方法对CAD三维模型的分层并确定各分层的轮廓数据，划分每个喷头在当前分层的打印区域，确定每个喷头在各自打印区域的打印路径。本发明能够提高边界的打印精度和提高打印效率，能够独立地选择性打印，可在提高砂模打印质量的同时进一步提高打印效率。CN107716856ACN107716856A权利要求书1/2页1.一种双喷头异孔径喷嘴的砂模并行打印装置，其特征在于：包括两个在空间中并行排列的喷头，两个喷头分别装有两种直径规格的喷嘴，每个喷头下装有同种直径规格并且能够分别单独开启和闭合的若干喷嘴。2.根据权利要求1所述的一种双喷头异孔径喷嘴的砂模并行打印装置，其特征在于：每个喷头均设置有分别沿两个相垂直方向的两个导轨滑块组件，每个喷头由各自的导轨滑块组件带动下在同一打印分层下沿两个相垂直方向移动。3.根据权利要求1所述的一种双喷头异孔径喷嘴的砂模并行打印装置，其特征在于：两个喷头中的小喷头在分层打印方向上设有伸缩杆，通过伸缩杆带动喷头沿分层打印方向自由移动。4.根据权利要求1所述的一种双喷头异孔径喷嘴的砂模并行打印装置，其特征在于：两个喷头中的大喷头打印内外轮廓之间的内部区域，小喷头打印轮廓处的边界区域。5.根据权利要求1所述的一种双喷头异孔径喷嘴的砂模并行打印装置，其特征在于：所述的喷嘴与高频通断电磁阀连接，开启状态由高频通断电磁阀控制。6.应用于权利要求1-5任一所述装置的一种双喷头异孔径喷嘴的砂模并行打印方法，其特征在于包括以下步骤：1)对所需打印的CAD三维模型的分层并确定各分层的轮廓数据；2)划分每个喷头在当前分层的打印区域；3)确定每个喷头在各自打印区域的打印路径；4)依据所确定的打印路径控制两个喷头上每个喷嘴的开启和闭合进行打印；5)重复步骤2)-4)根据各分层的轮廓数据进行各个分层的打印。7.根据权利要求6的一种双喷头异孔径喷嘴的砂模并行打印方法，其特征在于：所述步骤2)中，具体步骤为：(2.1)建立当前分层下最大轮廓的最小包围矩形，最小包围矩形的两条边分别平行于打印移动方向和空程移动方向，打印移动方向和空程移动方向为分层打印面上相垂直的两个方向，过最小包围矩形沿平行于空程移动方向的边的中间点作平行于打印移动方向的直线将打印区域分为两个子区域SA和SB；(2.2)先让大小喷头分别在两个区域SA和SB中打印，如果其中一个喷头在其子区域内打印完毕，则将两个喷头同时停止打印，并记录另一个喷头的打印位置；(2.3)将小喷头升起，交换两个喷头所打印的子区域，即将两个喷头各自移动到对方的子区域，直至两个喷头在交换后各自的子区域内均打印完毕；(2.4)交换回两个喷头所打印的子区域，即将两个喷头移动到各自最开始所打印的子区域，并使另一个喷头移动到所记录的打印位置继续在最开始打印的子区域中继续打印直至全部打印完毕。8.根据权利要求6的一种双喷头异孔径喷嘴的砂模并行打印方法，其特征在于：所述步骤步骤3)中具体步骤为：(3.1)提取当前分层的所有内、外轮廓曲线，构成原始轮廓曲线集合C；(3.2)由原始轮廓曲线集合C进行偏置处理获得偏置轮廓曲线集合C′；(3.3)对于喷头下的若干喷嘴，过每个喷嘴作平行于打印移动方向的直线，各条直线与原始轮廓曲线集合C和偏置轮廓曲线集合C′中的轮廓曲线相交，并记录交点，在所得交点中2CN107716856A权利要求书2/2页去除直线与曲线相切的交点；(3.4)对于喷嘴下的一条直线，将其上的所有交点沿打印移动方向进行编号排序，依次为x1,x2,x3,…,xk,…,xK，k为直线上交点的序数，K为直线上交点的总数；然后采用以下方式判断并设定打印路径：对于小喷头下的喷嘴，若k＝2n+1，n为自然数，则控