[發(fā)明專利]一種可調(diào)尺寸、雙噴口3D混凝土打印裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710552396.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-07
• 公開（公告）號(hào): CN107097324B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張洪萍;程志;宋佳;韓云山;王萬月;劉亞玲;董彥莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): B28B1/00
• 分類號(hào): B28B1/00;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 太原高欣科創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 14109
• 代理人: 張朋朋

一種可調(diào)尺寸、雙噴口3D混凝土打印裝置，屬于3D混凝土打印裝置技術(shù)領(lǐng)域，所要解決的技術(shù)問題是提供一種打印方向、打印尺寸均可以靈活調(diào)整的3D混凝土打印裝置，所采用的技術(shù)方案：一種可調(diào)尺寸、雙噴口3D混凝土打印裝置，包括3D打印硬件部分和3D打印軟件部分，所述3D打印硬件部分包括3D打印噴口、3D打印三維定位軌道、3D打印動(dòng)力裝置、3D打印儲(chǔ)料裝置及3D打印沖洗裝置，所述3D打印軟件部分包括3D打印建模與控制部分；本發(fā)明用于3D混凝土打印。

技術(shù)領(lǐng)域

一種可調(diào)尺寸、雙噴口3D混凝土打印裝置，屬于3D混凝土打印裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

2013 年美國(guó)建成了世界上第一個(gè) 3D 打印建筑架構(gòu)。在荷蘭，UniverseArchitecture 建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所在 2013年提出將以莫比烏斯環(huán)為原型利用 3D 打印技術(shù)建造 Landscape House。2014 年 4 月，我國(guó)首批 3D 打印建筑在上海建成 ；2015 年 1月，在蘇州建成了3D 打印別墅住宅。許多 3D 打印建筑的項(xiàng)目正在緊鑼密鼓的籌備當(dāng)中。

現(xiàn)有的 3D 打印建筑的設(shè)備主要由一個(gè)龍門架在 X 方向上移動(dòng)，懸掛于龍門架上的打印噴頭在一定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行 X、Y、Z 三個(gè)方向上的打印，再由打印噴頭上部的懸掛桿完成較大尺度的 Z 方向運(yùn)動(dòng)。

目前廣泛使用的 3D 打印技術(shù)是“輪廓工藝”。所需材料都是從噴嘴中擠出的，噴嘴會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)圖的指示，在指定地點(diǎn)噴出混凝土材料，就像在桌子上擠出一圈牙膏一樣。然后，噴嘴兩側(cè)附帶的刮鏟會(huì)自動(dòng)伸出，規(guī)整混凝土的形狀。這樣一層層的建筑材料砌上去就形成了外墻，再扣上屋頂，一座房子就建好了。輪廓工藝的特點(diǎn)在于它不需要使用模具，打印機(jī)打印出來的建筑物輪廓將成為建筑物的一部分，這樣大大提升了建筑效率。

目前現(xiàn)有混凝土材料粘結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，通常初凝時(shí)間即達(dá)到六到十小時(shí)，而終凝時(shí)間更是長(zhǎng)達(dá)二十四小時(shí)左右。而對(duì)于 3D 打印混凝土建筑來說，需要求材料在短時(shí)間內(nèi)便能快速凝結(jié)，現(xiàn)有的混凝土材料難以滿足這一要求。3D 打印用混凝土需要有適宜的流動(dòng)性。若流動(dòng)性過大，則會(huì)導(dǎo)致在 3D 打印過程中材料無法堆疊，而流動(dòng)性過小，則會(huì)導(dǎo)致 3D打印噴頭的堵塞。因此怎樣的流動(dòng)性較為合適，使得混凝土在從噴頭中噴出后即快速凝結(jié)，也是現(xiàn)在所存在的問題之一。3D 打印建筑用混凝土配制好后便立刻要能達(dá)到一定的強(qiáng)度，便于支撐繼續(xù)打印 ；之后強(qiáng)度也要滿足相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

目前的打印裝置基本都是為大型打印建筑而設(shè)計(jì)，而且數(shù)量較少，多數(shù)都在實(shí)驗(yàn)階段。傳統(tǒng)3D打印技術(shù)打印出的混凝土一般流動(dòng)性較大，氣孔較多，所以強(qiáng)度較低，因此，3D混凝土打印中打印建筑會(huì)出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象。除此之外，傳統(tǒng)的3D混凝土打印技術(shù)由于混凝土的初凝問題,這使得層與層之間的粘結(jié)上存在不牢靠的問題，導(dǎo)致3D混凝土打印的建筑整體性較差，而且傳統(tǒng)的3D混凝土打印技術(shù)在方向轉(zhuǎn)換和打印尺寸上過于單一，使用很不靈活。這些問題使得3D混凝土打印技術(shù)在推廣上受到極大的阻礙，解決這些問題成為我們迫在眉睫的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種打印方向、打印尺寸均可以靈活調(diào)整的3D混凝土打印裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：一種可調(diào)尺寸、雙噴口3D混凝土打印裝置，包括3D打印硬件部分和3D打印軟件部分，所述3D打印硬件部分包括3D打印噴口、3D打印三維定位軌道、3D打印動(dòng)力裝置、3D打印儲(chǔ)料裝置及3D打印沖洗裝置，所述3D打印軟件部分包括3D打印建模與控制部分；

所述3D打印噴口包括結(jié)構(gòu)相同的一號(hào)打印噴口和二號(hào)打印噴口，均包括上料泵口、打印噴口基座、打印噴頭底盤、打印噴頭、打印開關(guān)以及球形轉(zhuǎn)換器，所述上料泵口設(shè)置在打印噴口基座上方，在打印噴口基座下方通過軸承連接有打印噴頭底盤，所述打印噴頭螺栓連接在打印噴頭底盤下方，所述球型轉(zhuǎn)換器與打印噴口基座連接，所述打印開關(guān)包括控制打印噴口的總口開關(guān)和控制打印噴頭的分口開關(guān)，所述總口開關(guān)位于打印噴頭底盤上端，所述分口開關(guān)設(shè)于每個(gè)打印噴頭的底部；