[發明專利]爬升式單軸單軌建筑用3D打印系統及方法

在審

• 申請號: 201610074565.3
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105599303A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 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: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于建筑施工領域，尤其涉及一種建筑用3D打印系統及方法。

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。

建筑結構通常體量巨大，現有3D打印系統的打印頭橫梁上只設置一個打 印頭，打印效率較低。并且，現有的3D打印系統的打印頭需要在打印區域內 進行X向與Y向的雙向運動，因此，需要分別設置X向與Y向的各自的驅動系 統并使之協同作用，不但使得結構較復雜、控制繁瑣，而且降低了3D打印系 統的可靠性和精度。

因此，如何提供一種結構簡單、性能可靠且具有較高打印效率的爬升式單 軸單軌建筑用3D打印系統及方法，已成為建筑施工界需進一步完善優化的技 術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種爬升式單軸單軌建筑用3D打印系統及方法， 通過在打印頭橫梁密布打印頭，將打印頭在水平打印面上的雙向運動變為單向 運動，簡化了系統，有效提高了整個打印系統的可靠性，并且密布的打印頭在 水平打印面上每移動一次即可完成一層建筑橫截面層打印，有效提高了打印效 率。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

一種爬升式單軸單軌建筑用3D打印系統，包括打印裝置與電動爬升裝置， 所述電動爬升裝置設置于已打印建筑的外立面上，所述電動爬升裝置能夠帶動 所述打印裝置在豎直方向上移動；所述打印裝置包括一對平行軌道橫梁、打印 頭橫梁、若干打印頭桿以及若干打印頭，所述打印頭橫梁設置于所述平行軌道 橫梁之間且能夠沿著所述平行軌道橫梁移動，所述打印頭桿的一端固定連接于 所述打印頭橫梁上，所述打印頭桿的另一端設置所述打印頭，所述若干打印頭 桿密布于整根所述打印頭橫梁上。

優選的，在上述的爬升式單軸單軌建筑用3D打印系統中，所述打印頭桿 能夠伸縮，帶動所述打印頭上下移動。

優選的，在上述的爬升式單軸單軌建筑用3D打印系統中，各所述打印頭 獨立控制。

優選的，在上述的爬升式單軸單軌建筑用3D打印系統中，所述打印頭橫 梁的兩端分別與對應的軌道橫梁通過滑塊連接，所述軌道橫梁為C型空腔梁， 所述滑塊與所述軌道橫梁的C型空腔相匹配，所述打印頭橫梁的兩端分別與 嵌設于所述軌道橫梁的C型空腔內的對應的滑塊固定連接。

優選的，在上述的爬升式單軸單軌建筑用3D打印系統中，還包括打印頭 橫梁驅動機構，所述打印頭橫梁驅動機構設置于所述滑塊上，所述打印頭橫梁 驅動機構包括驅動電機、傳動機構以及滾輪對，所述滾輪對與所述軌道橫梁的 C型空腔的內壁相接觸，所述驅動電機經所述傳動機構帶動所述滾輪對轉動， 使得所述滑塊能夠沿著所述軌道橫梁移動。

優選的，在上述的爬升式單軸單軌建筑用3D打印系統中，所述電動爬升 裝置包括豎向導軌以及電動爬升構件，所述電動爬升構件能夠沿著所述豎向導 軌移動并能夠固定于所述豎向導軌上，所述豎向導軌固定于已打印建筑的外立 面上。

優選的，在上述的爬升式單軸單軌建筑用3D打印系統中，所述豎向導軌 包括若干導軌段，所述導軌段分別通過附墻構件固定于已打印建筑的外立面 上，且相鄰的導軌段首尾連接。

優選的，在上述的爬升式單軸單軌建筑用3D打印系統中，所述附墻構件 的形狀呈V型，所述附墻構件包括兩根附墻連桿，所述兩根附墻連桿的一端 連接在一起并與所述導軌段螺栓連接，所述兩根附墻連桿的另一端分別與所述 已打印建筑的兩個相鄰外立面上的預埋螺栓鎖緊固定。

本發明還公開了一種爬升式單軸單軌建筑用3D打印方法，采用如上所述 的爬升式單軸單軌建筑用3D打印系統，該方法包括如下步驟：

步驟一、安裝所述爬升式單軸單軌建筑用3D打印系統，使所述豎向導軌 穩定附著于所述已打印建筑的外立面，所述打印裝置的打印頭位于所述已打印 建筑上方適當高度；