[發明專利]單軸移動多軌并聯獨立式3D打印裝置及打印方法

有效

• 申請號: 201610074126.2
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105563835B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 李榮帥;王美華;李林潔;伍小平;周鋒;李增輝;程金蓉
• 申請（專利權）人: 上海建工集團股份有限公司;上海市機械施工集團有限公司
• 主分類號: B29C64/112
• 分類號: B29C64/112;B29C64/20;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及建筑施工技術領域，特別涉及一種單軸移動多軌并聯獨立式3D打印裝置及打印方法。

背景技術

目前，3D打印技術發展迅速，其中，3D打印建筑具有自動化程度高、一次成型、建筑耗材和工藝損耗少的優點。然而，現有的3D打印裝置采用單打印頭，僅僅適用于住宅建筑、小型場館等小體量建筑的施工，對于建筑結構體量巨大的建筑物的施工而言，不僅不適用，而且工作效率低下。因此，如何提供一種適用于大體量建筑物施工的打印效率、精度高且靈活性高的單軸移動多軌并聯獨立式3D打印裝置及打印方法，是本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

針對現有3D打印裝置的單打印頭工作效率低下、打印精度不高，且不能滿足大體量建筑物的施工需要的問題，本發明的目的是提供一種單軸移動多軌并聯獨立式3D打印裝置及打印方法，該單軸移動多軌并聯獨立式3D打印裝置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網格單元，每個網格單元內設置至少兩個打印頭橫梁，位于同一網格單元內的所有打印頭橫梁平行間隔設置，每根打印頭橫梁的兩端均能夠沿著軌道橫梁滑動，每根打印頭橫梁上均密布打印頭，打印頭與打印頭橫梁在水平打印面上同步單向移動，一方面將3D打印裝置在水平面內的雙向移動變為單軸單向移動，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一次即可完成一層建筑橫截面層的打印，而且不同區塊的打印頭橫梁的運動各自獨立，顯著提高了打印效率。此外，通過將軌道框架劃分多個網格單元，每個網格單元設置多個打印頭橫梁，減小了打印頭橫梁的豎向位移，從而提高了打印精度。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種單軸移動多軌并聯獨立式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軌以及能夠沿著所述爬升導軌相對于所述已打印建筑體垂直運動的爬升構件；所述打印裝置包括與所述爬升構件頂端剛性連接的軌道框架以及配合設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置的軌道橫梁和連系梁相交固接形成的網格結構，所述網格結構的網格單元中相鄰的兩個軌道橫梁之間設置至少兩根所述打印頭橫梁，所述打印頭橫梁兩端能夠沿著所述軌道橫梁滑動，每根所述打印頭橫梁上密布打印頭。

進一步地，所述打印頭橫梁兩端設有連接板，所述軌道橫梁上設有與所述連接板滑動配合且橫截面呈C形的滑道，使得所述打印頭橫梁的兩端能夠沿著所述軌道橫梁的滑道滑動。

進一步地，還包括打印頭桿，所述打印頭通過所述打印頭桿與所述打印頭橫梁固定連接。

進一步地，所述打印頭桿可伸縮，所述打印頭桿的伸縮范圍為0～200mm。

進一步地，所述軌道框架的底部還固接有若干豎桿，所述軌道框架通過所述豎桿與所述爬升構件的頂端剛性連接。

進一步地，所述爬升導軌通過若干附墻連桿固定于所述已打印建筑體的外立面。

本發明還提供了一種3D打印方法，步驟如下：

一、安裝所述單軸移動多軌并聯獨立式3D打印裝置，使所述軌道框架穩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高度；

二、使所述打印頭橫梁沿著所述軌道橫梁移動，同時使得所述打印頭噴出建筑物料，所述打印頭橫梁每移動一次，即完成一層建筑體橫截面層的打印施工；

三、加長所述爬升導軌至上一層待打印建筑體橫截面層，使所述軌道框架脫離所述已打印建筑體的外立面，通過所述爬升構件的爬升，使所述軌道框架向上移動至上一層待打印建筑體橫截面層并穩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上一層待打印建筑體橫截面層高度處；

四、反復上述步驟二和步驟三，自下向上在已打印完成的建筑體橫截面層的上方逐層進行建筑體橫截面層的打印，直至完成建筑體整體的打印施工。

本發明的效果在于：