[發(fā)明專利]一種實(shí)驗(yàn)用水泥基材料3D打印機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810381892.2
• 申請(qǐng)日: 2018-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN108356955B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李雨航;趙宗志;李晶;楊錢榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): B28B1/00
• 分類號(hào): B28B1/00;B33Y30/00
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 陳亮

1.一種實(shí)驗(yàn)用水泥基材料3D打印機(jī)，其特征在于，該打印機(jī)包括：

打印噴頭，

控制打印噴頭運(yùn)動(dòng)的打印機(jī)器人，

與噴頭連接輸送水泥基3D打印材料的泵送-擠出系統(tǒng)，

所述泵送-擠出系統(tǒng)將水泥基3D打印材料通過打印噴頭連續(xù)擠出，所述打印機(jī)器人控制打印噴頭按照程序設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，使3D打印材料能夠連結(jié)堆疊成所需形狀，

所述打印機(jī)器人包括機(jī)架及控制打印噴頭在XYZ三個(gè)方向上移動(dòng)的動(dòng)平臺(tái)，所述動(dòng)平臺(tái)通過平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)與機(jī)架相連，所述連桿機(jī)構(gòu)包括固定在直線導(dǎo)軌滑臺(tái)模組滑板上的連桿支架，兩根平行并聯(lián)桿及設(shè)置在并聯(lián)桿兩端的虎克鉸，以及一端固定在動(dòng)平臺(tái)上的琴鍵形支架；

所述機(jī)架包括框架，在框架立柱上安裝直線導(dǎo)軌滑臺(tái)模組，在機(jī)架的頂部安裝泵送設(shè)備、狀態(tài)警示燈，在機(jī)架的底部安裝打印載物平臺(tái)，機(jī)架底座安裝萬(wàn)向腳輪；

所述直線導(dǎo)軌滑臺(tái)模組設(shè)有數(shù)組，呈中心對(duì)稱豎直布置在所述框架的立柱上，包括絲桿螺母、步進(jìn)電機(jī)、滑板、限位開關(guān)、管線拖鏈，

所述打印載物平臺(tái)包括平臺(tái)找平托架和滿足打印尺寸及承重要求的打印托板；

所述動(dòng)平臺(tái)包括動(dòng)平臺(tái)托板、連接支架、連接動(dòng)平臺(tái)下方噴頭系零件與噴頭上方閥系零件的法蘭、控制噴頭旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)及傳動(dòng)件；

所述泵送-擠出系統(tǒng)包括水泥注漿機(jī)、輸料管、氣動(dòng)三通閥、盛料器、噴頭；

所述水泥注漿機(jī)包括定轉(zhuǎn)矩直流電動(dòng)機(jī)、減速器、料斗、螺旋送料桿以及螺桿泵，通過控制箱控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、注料速度及打印速度，所述水泥注漿機(jī)作為泵送設(shè)備安裝在機(jī)架頂部，通過輸料管與噴頭及動(dòng)平臺(tái)上的閥門連接，

所述氣動(dòng)三通閥包括電磁閥，氣動(dòng)執(zhí)行器、T型三通球閥、限位開關(guān)，所述T型三通球閥的進(jìn)口連接輸料管，出口分別連接噴頭和盛料器，氣源通過導(dǎo)管與氣動(dòng)執(zhí)行器連接，通過電磁閥控制氣動(dòng)執(zhí)行器改變球閥閥芯位置，以實(shí)現(xiàn)物料出口的切換，

所述噴頭包括旋轉(zhuǎn)接頭，噴嘴以及安裝在噴嘴上的組件，噴頭通過動(dòng)平臺(tái)上的法蘭與動(dòng)平臺(tái)和三通閥連接，

所述噴嘴上安裝有切料板和刮板組件；

所述輸料管采用耐壓耐磨的快裝接頭軟管；

所述打印噴頭經(jīng)步進(jìn)電機(jī)及傳動(dòng)裝置控制旋轉(zhuǎn)，所述傳動(dòng)裝置采用齒輪或帶傳動(dòng)方式，隨動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)同步控制噴頭的旋轉(zhuǎn)角，使噴頭方向始終與打印方向保持一致，以保證噴頭出料的截面形狀的一致性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)驗(yàn)用水泥基材料3D打印機(jī)，其特征在于，所述虎克鉸為萬(wàn)向節(jié)軸承或球軸承，提供四邊形連桿兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的自由度。