[發(fā)明專利]區(qū)塊分布式單軸移動(dòng)多軌并聯(lián)式3D打印裝置及打印方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610074084.2
• 申請(qǐng)日: 2016-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105569344A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李榮帥;王美華;李林潔;伍小平;周鋒;李增輝;程金蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海建工集團(tuán)股份有限公司;上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E04G21/04
• 分類號(hào): E04G21/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種區(qū)塊分布式單軸移動(dòng)多軌并 聯(lián)式3D打印裝置及打印方法。

背景技術(shù)

3D打印建筑具有自動(dòng)化程度高、一次成型、建筑耗材和工藝損耗少的優(yōu) 勢(shì)。然而，建筑結(jié)構(gòu)通常體量巨大，現(xiàn)有的3D打印裝置采用單打印頭，僅僅 適用于住宅建筑、小型場(chǎng)館等小體量建筑的施工，無(wú)法較好地適用于體量巨大 的建筑物的施工。因此，如何提供一種適用于大體量建筑物施工的性能可靠、 打印效率高且打印精度高的區(qū)塊分布式單軸移動(dòng)多軌并聯(lián)式3D打印裝置及打 印方法，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有3D打印裝置的單打印頭工作效率低下，打印精度不高，不能滿 足大體量建筑物的施工需要的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種區(qū)塊分布式單軸 移動(dòng)多軌并聯(lián)式3D打印裝置及打印方法，該3D打印裝置通過(guò)將由軌道橫梁 和連系梁組成的軌道框架劃分為若干面積相等的區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊內(nèi)設(shè)置至少兩 個(gè)打印頭橫梁，位于相同區(qū)塊內(nèi)的所有打印頭橫梁平行間隔設(shè)置，且其兩端分 別通過(guò)一對(duì)平行的連接板連為一體結(jié)構(gòu)，每根打印頭橫梁上均密布打印頭，從 而使得位于相同區(qū)塊內(nèi)的所有打印頭橫梁同步沿著軌道橫梁水平移動(dòng)，一方面 將3D打印裝置在水平面內(nèi)的雙向移動(dòng)變?yōu)閱屋S單向移動(dòng)，從而可以提高3D 打印裝置的可靠性，另一方面每根打印頭橫梁均密布打印頭，從而打印頭橫梁 每移動(dòng)一次即可完成一層建筑橫截面層的打印，而且不同區(qū)塊的打印頭橫梁的 運(yùn)動(dòng)各自獨(dú)立，顯著提高了打印效率。而且，通過(guò)將軌道框架劃分區(qū)塊，每個(gè) 區(qū)塊間隔設(shè)置多個(gè)連接為一體結(jié)構(gòu)的打印頭橫梁，能夠防止打印頭橫梁產(chǎn)生豎 向位移，而且打印頭與打印頭橫梁同步移動(dòng)，從而提高了打印精度。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種區(qū)塊分布式單軸移動(dòng)多軌并聯(lián)式3D打印裝置，包括爬升裝置和打印 裝置，所述爬升裝置包括固定于已打印建筑體的外立面的爬升導(dǎo)軌以及能夠沿 著所述爬升導(dǎo)軌相對(duì)于所述已打印建筑體垂直運(yùn)動(dòng)的爬升構(gòu)件；所述打印裝置 包括與所述爬升構(gòu)件頂端剛性連接的軌道框架以及配合設(shè)置于所述軌道框架 中的打印頭橫梁，所述軌道框架為若干平行間隔設(shè)置的軌道橫梁和連系梁相交 固接形成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格單元中相鄰的兩個(gè)軌道橫梁之間設(shè) 置至少兩根所述打印頭橫梁，位于同一網(wǎng)格單元中的所有所述打印頭橫梁固定 連接在一起，所述打印頭橫梁的兩端能夠沿著所述軌道橫梁滑動(dòng)，每根所述打 印頭橫梁上密布打印頭。

進(jìn)一步地，位于同一網(wǎng)格單元中的所有所述打印頭橫梁的同側(cè)端分別與 同一連接板固定連接，所述軌道橫梁上設(shè)有與所述連接板滑動(dòng)配合且橫截面呈 C形的滑道，使得位于同一所述網(wǎng)格單元中的所有所述打印頭橫梁能夠同步沿 著所述軌道橫梁移動(dòng)。

進(jìn)一步地，還包括打印頭桿，所述打印頭通過(guò)所述打印頭桿與所述打印 頭橫梁固定連接。

進(jìn)一步地，所述軌道框架的底部還固接有若干豎桿，所述軌道框架通過(guò) 所述豎桿與所述爬升構(gòu)件的頂端剛性連接。

進(jìn)一步地，所述爬升導(dǎo)軌通過(guò)若干附墻連桿固定于所述已打印建筑體的 外立面。

本發(fā)明還提供了一種3D打印方法，步驟如下：

一、安裝所述區(qū)塊分布式單軸移動(dòng)多軌并聯(lián)式3D打印裝置，使所述軌道 框架穩(wěn)定附著于所述已打印建筑體的外立面，所述打印裝置的打印頭位于所述 已打印建筑體上方適當(dāng)高度；

二、使所述打印頭橫梁沿著所述軌道橫梁移動(dòng)，同時(shí)使得所述打印頭噴 出建筑物料，所述打印頭橫梁每移動(dòng)一次，即完成與所述打印頭橫梁數(shù)量相等 層數(shù)的一段建筑體橫截面層的打印施工；

三、加長(zhǎng)所述爬升導(dǎo)軌至下一段待打印高度，使所述軌道框架脫離所述 已打印建筑體的外立面，通過(guò)所述爬升構(gòu)件的爬升，使所述軌道框架向上移動(dòng) 至下一段待打印高度處并穩(wěn)定附著于所述已打印建筑體的外立面，從而將所述 打印裝置頂升至建筑體下一段待打印高度處；

四、反復(fù)上述步驟二和步驟三，自下向上在已打印完成的一段建筑體橫 截面層的上方逐步完成與打印頭橫梁數(shù)量相等的建筑體橫截面層的打印，直至 完成建筑體整體的打印施工。

進(jìn)一步地，所述打印頭桿可伸縮，所述打印頭桿的伸縮范圍為0～200mm。

本發(fā)明的效果在于：