[發明專利]一種自升式建筑用3D打印裝置及方法

有效

• 申請號: 201410366431.X
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104149345A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 王美華;李榮帥
• 申請（專利權）人: 上海建工集團股份有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于建筑施工領域，特別涉及一種建筑用3D打印裝置及方法。

背景技術

3D打印技術出現在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等方式實現快速成型的技術。它與普通打印機工作原理基本相同，打印機內裝有粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，與電腦連接后，通過一層又一層的多層打印方式，最終把計算機上的藍圖變成實物。

隨著3D打印技術的發展并逐漸成熟，3D打印技術給制造業帶來技術革新。在勞動力密集型的建筑行業，如能引入3D打印技術進行工程施工生產，在施工效率，生產成本，工程工期，機械化自動化水平提高等方面均能有很大程度的提高。

現有的建筑用3D打印裝置及方法具有如下缺點：

1.3D打印裝置的體積重量巨大，對可打印建筑的層高有極大的限制，只能打印高度在一定范圍內的建筑；

2.隨著建筑層數的增高，3D打印裝置本身的升高幅度受限，打印精度無法保證。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自升式建筑用3D打印裝置及方法，通過3D打印裝置與建筑本身的結合，隨著所打印的建筑體的升高，3D打印裝置也隨之升高，一方面可以解決打印裝置對建筑高度的適應性，可以打印各種高度的建筑體，另一方面3D打印裝置與建筑本身的相對靜止保證了3D打印的精確定位打印問題。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

一種自升式建筑用3D打印裝置，包括：若干豎向支撐、軌道橫梁機構、打印機構以及附著爬升機構，所述豎向支撐分布于所述軌道橫梁機構的四周，所述打印機構設置于所述軌道橫梁機構上，所述豎向支撐的上端與所述軌道橫梁機構剛性連接，所述豎向支撐的下端通過對應的所述附著爬升機構設置于已打印的建筑的外立面上，所述附著爬升機構能夠使得所述豎向支撐牢固附著在已打印的建筑上且能夠推動所述豎向支撐向上移動。

優選的，所述附著爬升機構包括導軌、支撐滑塊、第一驅動電機、第一傳動機構以及第一滾輪對,所述導軌固定設置于所述已打印的建筑上，所述支撐滑塊與所述豎向支撐的下端剛性連接，所述支撐滑塊嵌設于所述導軌的C型空腔內，所述第一驅動電機、第一傳動機構以及第一滾輪對分別設置于所述支撐滑塊上，所述第一滾輪對與所述導軌的C型空腔的內壁相接觸，所述第一驅動電機經所述第一傳動機構帶動所述第一滾輪對轉動，使得所述支撐滑塊沿著導軌向上移動。

優選的，所述附著爬升機構還包括鎖緊件，所述鎖緊件能夠將支撐滑塊固定于所述導軌上。

優選的，所述導軌包括至少三根導軌段，反復將位于最下方導軌段接長至位于最上方的導軌段，以使得導軌以及整個打印裝置沿建筑的升高而升高。

優選的，所述附著爬升機構包括支撐座、豎向軌道以及傳動與防墜裝置，所述支撐座沿豎直方向間隔設置于所述已打印的建筑上，所述支撐座上設有凹槽或者支撐銷，所述豎向軌道與所述豎向支撐的下部上分別設有若干沿著豎向間隔分布的掛鉤，所述掛鉤能夠掛靠在所述支撐座的凹槽或者支撐銷上，所述豎向支撐的下部與所述豎向軌道之間設置傳動與防墜裝置并通過所述傳動與防墜裝置進行交替爬升。

優選的，所述傳動與防墜裝置采用液壓傳動方式或者鏈傳動方式或者齒輪齒條傳動方式來實現豎向軌道與豎向支撐之間的交替爬升。

優選的，所述軌道橫梁機構包括水平設置的圓形軌道梁與打印頭橫梁，所述打印頭橫梁的中心與所述圓形軌道梁的圓心重合，所述打印頭橫梁的兩端分別與所述圓形軌道梁滑動連接，所述打印頭橫梁能夠繞所述圓形軌道梁的圓心在所述圓形軌道梁所在平面內轉動。

優選的，所述打印頭橫梁與所述圓形軌道梁通過橫梁滑塊連接，所述圓形軌道梁為C型空腔梁，所述橫梁滑塊為與所述圓形軌道梁的C型空腔相匹配的弧形滑塊，所述打印頭橫梁的兩端分別與嵌設于所述圓形軌道梁的C型空腔內的對應的橫梁滑塊剛性連接。

優選的，在上述的自升式建筑用3D打印裝置中，還包括橫梁驅動機構，所述橫梁驅動機構設置于所述橫梁滑塊上，所述橫梁驅動機構包括第二驅動電機、第二傳動機構以及第二滾輪對,所述橫梁滑塊嵌設于所述圓形軌道梁的C型空腔內，所述第二滾輪對與所述圓形軌道梁的C型空腔的內壁相接觸，所述第二驅動電機經所述第二傳動機構帶動所述第二滾輪對轉動，使得所述橫梁滑塊沿著所述圓形軌道梁移動。