[發明專利]一種基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置及方法

有效

• 申請號: 201410366437.7
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104162990B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 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: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/20;B29C64/232;B29C64/236;B29C64/241;B33Y30/00
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本發明提供的基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置及方法，通過若干所述支撐將圓形軌道梁水平架空，所述打印頭橫梁通過所述圓形軌道梁的圓心且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，所述打印頭桿與所述圓形軌道梁相互垂直，并且所述打印頭桿的一端與所述打印頭橫梁滑動連接，所述打印頭桿的另一端設置所述打印頭，所述打印頭桿能夠伸縮，帶動所述打印頭上下移動，所述打印頭能夠跟隨所述打印頭桿沿著所述打印頭橫梁做直線移動，本發明可以實現以極坐標系形式對打印頭進行定位，與基于直角坐標系建筑用3D打印裝置和方法相比具有更高的打印精度和效率。

技術領域

本發明屬于建筑施工領域，尤其涉及一種建筑用3D打印裝置及方法。

背景技術

3D打印技術即三維打印技術出現在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。

現有的適用于建筑施工用的3D打印設備主要是基于直角坐標系定位，打印頭的定位精度和打印效率比較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置及方法，可以實現極坐標定位，定位精度和打印效率高。

為了達到上述的目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置，包括圓形軌道梁、打印頭橫梁、打印頭桿、打印頭以及支撐，所述圓形軌道梁通過若干所述支撐水平架空設置，所述打印頭橫梁通過所述圓形軌道梁的圓心且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，所述打印頭桿與所述圓形軌道梁相互垂直，并且所述打印頭桿的一端與所述打印頭橫梁滑動連接，所述打印頭桿的另一端設置所述打印頭，所述打印頭桿能夠伸縮，帶動所述打印頭上下移動，所述打印頭能夠跟隨所述打印頭桿沿著所述打印頭橫梁移動。

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，在上述的基于極坐標定位的建筑用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一驅動電機、第一傳動機構以及第一滾輪對,所述橫梁滑塊嵌設于所述圓形軌道梁的C型空腔內，所述第一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，使得所述橫梁滑塊沿著所述圓形軌道梁移動。

優選的，在上述的基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置中，還包括橫梁驅動機構，所述橫梁驅動機構包括第三驅動電機以及第一支架，所述第一支架固定設置于所述圓形軌道梁的上方，所述第三驅動電機設置于所述第一支架上與所述圓形軌道梁的圓心相對應的位置，所述第三驅動電機的輸出部與所述打印頭橫梁的中心部連接，通過所述第三驅動電機的旋轉運動帶動所述打印頭橫梁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，所述打印頭桿與所述打印頭橫梁通過打印頭桿滑塊連接，所述打印頭橫梁為工字型梁，且所述打印頭橫梁的底板設有C型開口腔，C型開口腔的開口方向朝向遠離圓形軌道梁的方向，所述打印頭桿滑塊為與所述打印頭橫梁的C型開口腔相匹配的方形滑塊，所述打印頭桿上遠離打印頭的一端與所述打印頭桿滑塊剛性連接。