[發明專利]建筑3D打印線寬補償方法及系統

有效

• 申請號: 201910512892.6
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110281345B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 韓立芳;連春明;楊燕;王進;白潔
• 申請（專利權）人: 中國建筑第八工程局有限公司
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 曾耀先

1.一種建筑3D打印線寬補償方法，其特征在于，包括如下步驟：

3D打印過程中，實時獲取打印線條的實際寬度；

依據線條的設計寬度，計算出所獲取的打印線條的實際寬度與所述線條的設計寬度的差值；以及

判斷計算得出的差值是否在允許范圍內，若否，則調節3D打印機的行走速度和/或出料速度以使所述差值在允許范圍內；

在完成一層的打印作業之后，停止所述3D打印機上螺旋桿的旋轉，垂直方向進行提刀，然后增大所述3D打印機的行走速度以使所述3D打印機移動至下一層的打印位置；

下刀時將螺旋桿的旋轉速度調整至正常的旋轉速度的1/3，使得出料口處有打印材料懸掛但不流淌；在3D打印機進行下一層的打印作業時，將螺旋桿的旋轉速度調回至正常的旋轉速度；

調節3D打印機的行走速度和/或出料速度的步驟，包括：

在所述差值大于所述允許范圍的正值時，減小所述3D打印機上螺旋桿的旋轉速度和/或增大所述3D打印機的行走速度以減小打印線條的寬度；

在所述差值小于所述允許范圍的負值時，增大所述3D打印機上螺旋桿的旋轉速度和/或減小所述3D打印機的行走速度以增加打印線條的寬度；

在打印作業過程中，調節螺旋桿的旋轉速度和3D打印機的行走速度時，依據差值的大小進行調節比例的設定，通過調節比例換算出對應的速度值進行控制調節，調節后，參考下一時刻的差值，若差值仍未在允許的范圍內，繼續通過上述方式進行調節，直至差值在允許范圍內；

實時獲取打印線條的實際寬度的步驟，包括：

于所述3D打印機的出料管上安裝測距儀；

利用所述測距儀實時監測所述打印線條的寬度。

2.如權利要求1所述的補償方法，其特征在于，還包括進行斷點打印：

停止所述3D打印機上螺旋桿的旋轉，將所述3D打印機移動至斷點的開始位置處；

在下刀過程中先控制所述3D打印機上的螺旋桿低速旋轉以使得出料口處有料懸掛，而后控制所述3D打印機上的螺旋桿以標準速度進行旋轉并同步控制所述3D打印機沿打印路徑行走；

在3D打印機位于斷點的終止位置時，提刀時停止螺旋桿的旋轉，并將3D打印機移動至后續的打印位置處。

3.一種建筑3D打印線寬補償系統，其特征在于，包括：

采集模塊，用于在3D打印過程中實時獲取打印線條的實際寬度；

與所述采集模塊連接的計算模塊，用于依據線條的設計寬度計算得出所獲取的打印線條的實際寬度與所述線條的設計寬度的差值；以及

與所述計算模塊連接的處理模塊，所述處理模塊還控制連接3D打印機，所述處理模塊用于判斷所述差值是否在允許范圍內，在判斷所述差值超出所述允許范圍時，控制調節所述3D打印機的行走速度和/或出料速度以使所述差值在允許范圍內；

所述處理模塊在所述3D打印機完成一層的打印作業后，停止所述3D打印機上螺旋桿的旋轉，垂直方向進行提刀，然后控制所述3D打印機的行走速度變大以使得所述3D打印機移動至下一層的打印位置；下刀時將螺旋桿的旋轉速度調整至正常的旋轉速度的1/3，使得出料口處有打印材料懸掛但不流淌；在3D打印機進行下一層的打印作業時，將螺旋桿的旋轉速度調回至正常的旋轉速度；

所述處理模塊在控制調節所述3D打印機的行走速度和/或出料速度時，進一步判斷所述差值的正負，

在判斷所述差值大于所述允許范圍的正值時，所述處理模塊控制減小所述3D打印機上螺旋桿的旋轉速度和/或增大所述3D打印機的行走速度以減小打印線條的寬度；

在判斷所述差值小于所述允許范圍的負值時，所述處理模塊控制增大所述3D打印機上螺旋桿的旋轉速度和/或減小所述3D打印機的行走速度以增加打印線條的寬度；

在打印作業過程中，處理模塊調節螺旋桿的旋轉速度和3D打印機的行走速度時，依據差值的大小進行調節比例的設定，通過調節比例換算出對應的速度值進行控制調節，調節后，參考下一時刻的差值，若差值仍未在允許的范圍內，繼續通過上述方式進行調節，直至差值在允許范圍內；

還包括安裝于所述3D打印機的出料管上的測距儀；

所述采集模塊與所述測距儀通信連接，利用所述測距儀實時監測所述打印線條的寬度。

4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述處理模塊控制所述3D打印機上螺旋桿停止旋轉，并控制所述3D打印機行走至斷點的開始位置處，在下刀過程中所述處理模塊先控制所述3D打印機上的螺旋桿以低速進行旋轉使得出料口處有料懸掛，而后控制所述3D打印機上的螺旋桿以標準速度進行旋轉并同步控制所述3D打印機沿打印路徑行走；

在3D打印機位于斷點的終止位置時，提刀時所述處理模塊停止螺旋桿的旋轉，并控制3D打印機移動至后續的打印位置處。