[發(fā)明專利]一種骨架生長式混凝土構(gòu)件的3D打印方法

在審

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• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108000675A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹靖;楊毅;王奕璇;張鮮維;柴軍瑞;許增光;覃源
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 韓玙

1.一種骨架生長式混凝土構(gòu)件的3D打印方法，其特征在于，采用一種骨架生長式混凝土3D打印系統(tǒng)來實現(xiàn)，該3D打印系統(tǒng)包括計算機控制系統(tǒng)(1)、振搗系統(tǒng)(2)、模板鋪設(shè)系統(tǒng)(4)、拌合料鋪設(shè)系統(tǒng)(5)、骨架打印系統(tǒng)(6)和骨架鋪設(shè)系統(tǒng)(7)，計算機控制系統(tǒng)(1)分別與振搗系統(tǒng)(2)、模板鋪設(shè)系統(tǒng)(4)、拌合料鋪設(shè)系統(tǒng)(5)、骨架打印系統(tǒng)(6)和骨架鋪設(shè)系統(tǒng)(7)相連，拌合料鋪設(shè)系統(tǒng)(5)輸出端連接有3D打印噴頭(3)，振搗系統(tǒng)(2)中設(shè)置有振搗臺；

該骨架生長式混凝土構(gòu)件的3D打印方法，具體步驟如下：

步驟1，建立混凝土構(gòu)件模型，并設(shè)定打印層數(shù)i和打印層高h，其中，i＝1，2，………n，層高h＝15cm～20cm；

步驟2，經(jīng)步驟1后，判斷混凝土構(gòu)件模型是否出現(xiàn)懸空區(qū)，若混凝土構(gòu)件模型沒有出現(xiàn)懸空區(qū)，則利用模板鋪設(shè)系統(tǒng)(4)打印混凝土構(gòu)件外形的模板；若混凝土構(gòu)件模型出現(xiàn)懸空區(qū)，則利用模板鋪設(shè)系統(tǒng)(4)打印混凝土構(gòu)件外形的模板，并在懸空區(qū)打印支撐結(jié)構(gòu)；

步驟3，待步驟2中打印的材料硬化后，通過拌合料鋪設(shè)系統(tǒng)(5)進行拌合混凝土，通過3D打印噴頭(3)在振搗臺上逐層打印混凝土層；

步驟4，經(jīng)步驟3后，在振搗臺上對打印的混凝土層進行振搗；

步驟5，經(jīng)步驟4后，通過骨架打印系統(tǒng)(6)打印骨架，之后利用骨架鋪設(shè)系統(tǒng)(7)控制骨架的橫向和縱向位置，將打印的骨架完全嵌設(shè)在混凝土層中；

步驟6，待步驟5中打印的混凝土層硬化后，根據(jù)步驟1中設(shè)定打印層數(shù)i，重復(fù)進行步驟3～5，直至打印完設(shè)定的層數(shù)i；

步驟7，經(jīng)步驟6后，將步驟2中打印的結(jié)構(gòu)拆除，即可完成混凝土構(gòu)件的3D打印。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種骨架生長式混凝土構(gòu)件的3D打印方法，其特征在于，所述步驟2中，模板和支撐結(jié)構(gòu)由鈦合金材料或者鋁合金材料制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種骨架生長式混凝土構(gòu)件的3D打印方法，其特征在于，所述步驟2中，支撐結(jié)構(gòu)為直板形、樹枝形、柱形、網(wǎng)狀形中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種骨架生長式混凝土構(gòu)件的3D打印方法，其特征在于，所述步驟5中，所述骨架的高度為5cm～10cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種骨架生長式混凝土構(gòu)件的3D打印方法，其特征在于，所述步驟5中，所述骨架由鈦合金材料或者鋁合金材料制成。