[發明專利]3D打印建筑噴頭以及壓印方法

有效

• 申請號: 201910060735.6
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109760314B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 歐陽小偉;許世達;劉子陽;馬玉瑋
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B29C64/209
• 分類號: B29C64/209;B29C64/20;B29C64/393;E04G21/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;黃華蓮

本發明涉及技術領域，公開了一種3D打印建筑噴頭以及壓印方法，包括殼體，殼體設有第一空腔和第二空腔，第一空腔的下端連接有打印頭，第二空腔中設有壓印頭以及驅動機構，通過打印頭逐層重復鋪設形成產品，控制器根據需要壓印出的圖案花紋的壓印壓力值，控制驅動機構驅動壓印頭在打印頭鋪設的建筑材料上壓印出圖案花紋，由于打印頭和壓印頭分開設置，壓印頭不受打印頭的尺寸大小以及打印速率限制，可以根據圖案花紋的具體要求通過驅動機構單獨控制，壓印效果較好，而且，由于打印頭和壓印頭設置在同一殼體上，打印頭完成打印后壓印頭可以在建筑材料凝結變硬之前及時對打印頭鋪設的建筑材料進行圖案花紋的壓印，提高了壓印施工效率。

技術領域

本發明涉及3D打印的技術領域，特別是涉及一種3D打印建筑噴頭以及壓印方法。

背景技術

隨著3D打印技術的發展，3D打印在建筑行業上應用的越來越多。3D打印建筑是利用工業機器人逐層重復鋪設材料層構件自由形式的建筑結構的新興技術，通過逐層累積最終形成一個成品，一般地，為了增強打印成品的美觀性，在打印過程中，打印噴頭在壓力的作用下使材料厚度發生變化，并根據預先設置的電腦程序按照一定的運動軌跡在材料表面壓出起伏花紋或者字樣。

對于一般的3D打印技術，打印的結構物一般都比較的小，采用小型打印頭既能滿足打印速度的要求，也能滿足結構物對精度的需求，而且還可以打印出一些生動形象的圖案，而對于建筑工業3D打印機來說，需要打印的建筑比普通的小結構大了很多，相應的打印機的噴頭也大了很多，在實際打印過程中，對于一些細部圖案，例如花紋等效果，大型的噴頭由于自身尺寸以及運行速率的限制沒法達到打印要求，需要后期另外進行壓印操作，由于建筑材料在逐層累積的過程中逐漸凝結變硬，給后期壓印操作帶來了極大的困難，大大降低了施工效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種3D打印建筑噴頭以及壓印方法，可以實現在建筑材料凝結變硬之前進行壓印操作，且打印和壓印操作分開進行，避免打印噴頭的自身尺寸以及運行速率限制而影響打印效果。

為了解決上述問題，本發明提供一種3D打印建筑噴頭，包括殼體，所述殼體設有第一空腔和第二空腔，所述第一空腔的下端連接有打印頭，所述第二空腔中設有壓印頭以及用于驅動所述壓印頭做直線運動的驅動機構，所述壓印頭上連接有復位機構；

所述壓印頭的前端凸出于所述第二空腔設置，且在所述壓印頭的前端設有壓力傳感器，所述壓力傳感器以及所述驅動機構均電連接控制器。

進一步優選地，沿打印軌跡方向，所述壓印頭位于所述打印頭的后方。

進一步優選地，所述驅動機構包括驅動電機、連接在所述驅動電機輸出端的轉盤以及連接在所述轉盤上的連桿，所述壓印頭與所連桿連接，所述驅動電機與所述控制器電連接。

進一步優選地，所述復位結構包括復位彈簧，所述復位彈簧套設在所述連桿上，且所述復位彈簧一端與所述第二空腔內壁連接，另一端與所述壓印頭連接。

進一步優選地，所述殼體上端設有固定支架，所述驅動電機設于所述固定支架上，所述連桿一端連接于所述轉盤，另一端貫穿所述殼體延伸至所述第二空腔內。

進一步優選地，所述殼體上設有用于與3D打印機夾持設備連接的夾持部。

為了解決相同的技術問題，本發明還提供一種3D打印建筑的壓印方法，包括如下步驟：

S1、通過軟件建立3D打印建筑的立體模型，確定立體模型上圖案花紋的壓印位置以及壓印深度；

S2、根據圖案花紋的壓印位置以及壓印深度確定壓印頭的壓印壓力值；

S3、打印頭按照立體模型的軌跡打印，控制器根據壓印壓力值控制驅動機構驅動壓印頭在打印頭鋪設的建筑材料上壓印出圖案花紋；

S4、壓印完成后，壓印頭在復位機構的作用下復位。