[發(fā)明專利]采用熱熔水泥的大型3D打印機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810752905.2
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN108908928B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 文進希
• 申請（專利權）人: 深圳市三帝夢工場科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B29C64/20;B33Y30/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權代理有限公司 44281
• 代理人: 廖金暉;彭家恩

本發(fā)明公開了一種采用熱熔水泥的大型3D打印機，包括：垂直支撐和垂直運動裝置，包括垂直立柱、旋轉平臺和垂直驅動組件；水平支撐懸臂和極徑運動裝置，包括水平支撐懸臂和極徑驅動組件；打印頭裝置，包括具有熱熔功能的打印頭和供料組件。通過旋轉平臺驅動的水平支撐懸臂的旋轉(極角方向)運動、打印頭沿水平懸臂(極徑方向)的徑向運動、與垂直運動裝置的上下(Z向)運動實現(xiàn)三維運動；供料組件用于輸送熱熔水泥打印材料至打印頭，打印頭將熱熔水泥熱熔并擠壓至打印噴嘴，完成打印工藝。該3D打印機結構輕便，安裝簡單、運輸方便，可安裝在建筑塔吊上或直接安裝在現(xiàn)有建筑上，不但可用于車間的打印作業(yè)，也可直接應用于建筑現(xiàn)場的打印建造。

技術領域

本發(fā)明涉及3D打印和建筑建造技術領域，具體涉及一種多關節(jié)機器臂(SCARA)構造形式、采用熱熔水泥的大型3D打印機。

背景技術

隨著3D打印技術的發(fā)展，3D打印機已經(jīng)可實現(xiàn)打印建筑模型、建筑浮雕、雕像和其他中小型新穎個性建筑。

現(xiàn)有的3D打印機主要采用石膏、ABS塑料、蠟、尼龍等以絲狀供料打印，材料在噴頭內被加熱熔化，噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動，同時將熔化的材料擠出，材料迅速凝固，并與底下的材料凝結。上述材料打印出的產(chǎn)品用于觀賞或存儲等作用，不能作為實用的建筑。

本發(fā)明公布的一種采用熱熔水泥材料、具有類似多關節(jié)機器臂(SCARA)結構形式和極坐標體系、可用于打印實體建筑的大型3D打印機。該打印機由四大組件構成，包括：垂直支撐和垂直運動裝置、水平支撐懸臂和極徑向運動裝置、打印頭裝置和控制箱。垂直支撐和垂直運動裝置，包括垂直立柱、旋轉平臺和垂直驅動組件；水平支撐懸臂和極徑驅動裝置，包括水平懸臂和極徑驅動組件；打印頭裝置，包括具有熱熔功能的打印頭和供料組件；控制箱，包括單片機主板，若干伺服電機控制器和步進電機控制器、交直流電源以及其它傳感器和溫度計的接線端子和線路。SCARA結構形式通過旋轉平臺和打印懸臂的活動與垂直運動裝置實現(xiàn)三維打印運動；供料組件用于輸送打印材料至打印頭，打印頭將熱熔水泥熱熔并擠壓至打印噴嘴，完成打印工藝。該打印機結構輕便，安裝簡單、運輸方便，可安裝在建筑施工塔上或直接安裝在現(xiàn)有建筑上，不但可用于車間的打印作業(yè)，也可直接應用于建筑現(xiàn)場的打印建造。

基于現(xiàn)有打印機設備本身結構及大小、水泥的輸送和快速凝固等技術難點，現(xiàn)有技術中還沒有出現(xiàn)可采用熱熔水泥打印實用大型建筑的3D打印機。

發(fā)明內容

本申請?zhí)峁┮环N采用熱熔水泥打印大型實用建筑的3D打印機。

一種實施例中提供一種采用熱熔水泥的大型3D打印機，包括：

垂直支撐和垂直運動裝置，包括垂直立柱、旋轉平臺、機座和垂直驅動組件，所述垂直立柱安裝在所述旋轉平臺上，所述旋轉平臺安裝在所述機座內部，所述垂直驅動組件安裝在所述垂直立柱內部，所述旋轉平臺安裝在所述機座內部。

水平支撐懸臂和極徑驅動裝置，包括水平支撐懸臂和極徑驅動組件，所述水平懸臂的一端可拆卸地安裝在所述垂直立柱的垂直驅動組件的滑塊上，所述垂直驅動組件用于驅動所述水平懸臂上下移動；所述極徑驅動組件安裝在所述水平懸臂內部；

打印頭裝置，包括具有熱熔擠出和給料功能的打印頭和供料組件，所述打印頭可拆卸地安裝在所述水平懸臂的滑塊上，所述極徑驅動組件與所述打印頭滑塊連接，用于驅動所述打印頭沿所述水平懸臂做極徑運動；所述供料組件包括冷料裝置和熱料裝置，所述冷料裝置安裝在所述垂直立柱的上端，位置高于所述熱料裝置；所述熱料裝置安裝在所述打印頭的上端。

進一步地，熱料裝置下部設置有一對物料檢測傳感器，用于檢測所述熱料裝置內材料的多少。

進一步地，水平懸臂包括基礎懸臂和延長懸臂，所述基礎懸臂的一端可拆卸地安裝在所述垂直立柱的垂直驅動組件的滑塊上，所述延長懸臂可拆卸地安裝在所述基礎懸臂的另一端。