[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

本發明涉及一種建筑3D打印線寬補償方法及系統，該方法包括如下步驟：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。本發明的建筑3D打印線寬補償方法通過實時監控打印線條的實際寬度，比對設計寬度和實際寬度，在兩者的差值超出允許范圍時，自動調節3D打印機的行走速度和/或出料速度以使得3D打印線條的實際寬度接近設計寬度，實現了實時檢測，實時打印，實時調整，從而提高打印形成的構件的質量和精度。

技術領域

本發明涉及建筑施工工程領域，特指一種建筑3D打印線寬補償方法及系統。

背景技術

建筑3D打印使用的材料是水泥砂漿，其顆粒度大，流動性差，因此實際打印期間軌跡線條寬度與設計寬度、出料口尺寸不完全一致。

3D打印機包括機架和設置在機架上的送料器，機架可沿XYZ三個方向進行移動，從而使得3D打印機在三維空間內可移動至任意所需的位置，送料器上設置有螺旋桿和出料口，通過螺旋桿的旋轉而將料從出料口處送出并在打印位置形成打印線條。

其中機架的行走速度、螺旋桿的旋轉速度、出料口的直徑、砂漿流動性以及打印單層高等因素之間互相制約、限制，在螺桿軸旋轉過快，容易導致材料內部出現旋轉空腔，導致不出料；出料口過小，那么料筒到小出料口的變徑部分，就會造成很大的流速損耗，甚至管道堵塞，導致不出料；砂漿流動性好，就難以控制出料后的成型，流動性不好，容易導致線條外表面粗造不平；機架行走速度過快，容易將出料線條拉細，甚至拉變形；行走過慢，容易導致線條變粗；因此這幾個因素要設計成最優組合，才能在保證出料完好的情況下，提高打印速度，從而提高打印效率。而現有技術中，通常是依據所需的結構尺寸來設定好機架的行走速度和螺旋桿的旋轉速度，而后依據該設定的行走速度和旋轉速度進行3D打印作業，由于缺少反饋調節，而使得在上述各因素的相互影響下，所獲得的3D打印構件在精度上難以滿足設計要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種建筑3D打印線寬補償方法及系統，解決現有的3D打印機過程缺少反饋調節而使得獲得的打印構件在精度上難以滿足設計要求的問題。

實現上述目的的技術方案是：

本發明提供了一種建筑3D打印線寬補償方法，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。

本發明的建筑3D打印線寬補償方法通過實時監控打印線條的實際寬度，比對設計寬度和實際寬度，在兩者的差值超出允許范圍時，自動調節3D打印機的行走速度和/或出料速度以使得3D打印線條的實際寬度接近設計寬度，實現了實時檢測，實時打印，實時調整，這樣的反饋能夠提高3D打印的質量，從而提高打印形成的構件的精度。

本發明的補償方法的進一步改進在于，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。

本發明的補償方法的進一步改進在于，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；