[發明專利]臺式混凝土3D打印機

在審

• 申請號: 202010048829.4
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111251409A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 李芳;劉瀟;高彥成;屈浩
• 申請（專利權）人: 華創智造（天津）科技有限公司
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B33Y30/00;B33Y40/10;B33Y50/02
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 李朦

本公開提供了一種臺式混凝土3D打印機，包括：框架；三維運動平臺，通過其X軸模組的兩條滑軌上的支撐座可拆卸地固定于框架上；打印噴頭，固定于三維運動平臺的Y軸模組的滑塊上；控制模塊，用于控制三維運動平臺中X軸模組、Y軸模組和Z軸模組的驅動電機運行，將打印噴頭移動到設定位置；控制打印噴頭內的打印電機運行將物料擠出。本公開中，三維運動平臺通過支撐座可拆卸地固定于框架上，拆卸、安裝、維護簡單方便，支撐座可沿X軸前后滑動，安裝方便，適用范圍廣。

技術領域

本公開涉及機電設備及建筑3D打印技術領域，尤其涉及一種臺式混凝土3D打印機。

背景技術

3D打印技術(3D Printing，簡稱3DP)出現于20世紀90年代中期，其工作原理是通過電腦控制將“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖轉變成實物產品。

建筑3D打印技術是在熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling，簡稱FDM)基礎上發展出來的新型應用，其原理是通過三維切片軟件對建筑構件的三維模型進行切片分層生成打印機運動代碼，然后由打印機的三坐標移動平臺驅動擠出機逐層擠出水泥砂漿，多次堆疊成型具有實用功能的建筑構件。

在實現本公開的過程中，申請人發現目前的混凝土3D打印機較為笨重，拆卸、安裝、搬運、清洗都不方便；同時自動化程度較低，對物料料位、物料質量等參數的把握還停留在經驗階段，對人工的依賴較強。

公開內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種臺式混凝土3D打印機，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

本公開提供了一種臺式混凝土3D打印機，包括：框架；三維運動平臺，通過其X軸模組的兩條滑軌上的支撐座可拆卸地固定于框架上；打印噴頭，固定于三維運動平臺的Y軸模組的滑塊上；控制模塊，用于控制三維運動平臺中X軸模組、Y軸模組和Z軸模組的驅動電機運行，將打印噴頭移動到設定位置；控制打印噴頭內的打印電機運行將物料擠出。

在本公開的一些實施例中，在X軸模組每條滑軌底部的兩側開設固定槽，每條固定槽對應至少兩個支撐座，支撐座可滑動地卡接于該固定槽內，支撐座在其邊角位置向下開設有固定孔；框架上開設有相應的固定孔；三維運動平臺和框架通過固定孔內的固定件可拆卸連接。

在本公開的一些實施例中，對于框架：在框架主體的兩側各伸出兩條支撐臂，每個支撐臂與卡接于X軸模組上的一支撐座相對應；在所述支撐臂上開設有固定孔；固定螺栓穿過支撐座上的固定孔和支撐臂上的固定孔，將所述三維運動平臺固定在框架上。

在本公開的一些實施例中，還包括：連接裝置；所述連接裝置包括：固定安裝板，固定安裝于Y軸模組的滑塊上；噴頭安裝板，固定于固定安裝板上，呈水平方向設置；打印噴頭包括：步進電機，固定于噴頭安裝板的上方，其輸出軸豎直向下穿過噴頭安裝板；料筒，固定于噴頭安裝板的下方，其形成有斜向上方的進料口；噴頭絞龍，豎直向下安裝于料筒內，其上端通過聯軸器連接至步進電機的輸出軸；噴頭，安裝于料筒的下部。

在本公開的一些實施例中，料筒自上而下包括：進料套筒、錐形筒以及圓筒；進料套筒向下連接錐形筒的大口，其向上提供步進電機的電機軸和噴頭絞龍的絞龍軸的連接空間，其斜向上方形成進料口；圓筒向上連接錐形筒的小口，向下螺接噴頭；噴頭絞龍貫穿進料套筒、錐形筒和圓筒。

在本公開的一些實施例中，還包括：料位傳感器，設置于錐形筒內側，用于感應表征料筒內物料量的第二料位L₂；壓力傳感器，設置于錐形筒和圓筒的連接位置，用于感應表征物料在擠出過程中壓力的第二壓力P₂；所述控制模塊，用于根據所述第二料位L₂和第二壓力P₂對打印噴頭中的步進電機進行控制。

在本公開的一些實施例中，控制模塊執行的控制邏輯如下：