[發明專利]用于建筑3D打印的微波加熱打印頭

在審

• 申請號: 202010563518.1
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111809874A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 連春明;韓立芳;王進;白潔;楊燕
• 申請（專利權）人: 中國建筑第八工程局有限公司
• 主分類號: E04G21/04
• 分類號: E04G21/04;B33Y30/00;B33Y70/10
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 季辰玲

本發明提供了一種用于建筑3D打印的微波加熱打印頭，包括：料倉，所述料倉的內部成形有供容置打印材料的空間，所述料倉的底部成形有出料口；可吸收微波的出料管，固定于所述出料口處；波導管，固定于所述出料管的周壁上，所述波導管的內部中空且一側開口，與開口相對的波導管的側壁上開設有天線插入孔；磁控管，所述磁控管上設有插設于所述天線插入孔內的天線，所述磁控管與所述波導管固定；向所述磁控管提供高壓電流的電源，所述磁控管在所述電源的激勵下產生微波，所述微波通過所述天線傳遞給所述波導管，所述波導管傳遞所述微波至所述出料管。本發明對出料管內的打印材料進行微波加熱，有利于打印出來的構件快速成型。

技術領域

本發明涉及建筑施工技術領域，具體來說涉及一種用于建筑3D打印的微波加熱打印頭。

背景技術

建筑3D打印材料的凝結硬化速率直接影響打印產品的質量，凝結硬化快則要求打印材料多次少量制備，且容易堵塞管道，打印期間要求設備運行順暢、人員配合緊湊，容錯率低；凝結硬化慢則能保證有足夠的時間調整打印工序，容錯時間長，但打印的構件容易坍塌。如何控制打印材料的凝結硬化時間是建筑3D打印技術關鍵。

市面上最常見的3D打印機用的是熱熔樹脂作為打印材料，是在料倉把材料加熱融化后從打印頭擠出來，完成打印；常見的建筑3D打印材料還包括水泥基材料，水泥基材料的凝結硬化速率與膠凝材料水化反應速率緊密相關。水泥基3D打印材料是靠水泥的水化反應固化的，作為一種化學反應，膠凝材料的水化反應速率隨溫度升高而變快，因此提高材料溫度可以加快水泥基3D打印材料凝結硬化。水泥基3D打印現在的痛點就是打出來的材料不能快速硬化，打出來的構件很容易坍塌，限制了打印的速度，而在料倉里對水泥基材料進行加熱則會導致水泥基材料硬化在料倉內，無法進行后續的打印工作。

發明內容

鑒于上述情況，本發明提供一種用于建筑3D打印的微波加熱打印頭，解決現有的水泥基材料硬化時間長，打印出來的構件容易坍塌的缺陷。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：提供一種用于建筑3D打印的微波加熱打印頭，包括：

料倉，所述料倉的內部成形有供容置打印材料的空間，所述料倉的底部成形有出料口；

可吸收微波的出料管，固定于所述出料口處；

波導管，固定于所述出料管的周壁上，所述波導管的內部中空，所述波導管的一側開口，與開口相對的波導管的側壁上開設有天線插入孔；

磁控管，所述磁控管上設有天線，所述磁控管與所述波導管固定，且所述天線插設于所述天線插入孔內；

向所述磁控管提供高壓電流的電源，所述磁控管在所述電源的激勵下產生微波，所述微波通過所述天線傳遞給所述波導管，所述波導管傳遞所述微波至所述出料管。

本發明實施例中，所述波導管與所述出料管固定的一側成形為與所述出料管的表面相適應的弧形。

本發明實施例中，相鄰所述波導管在所述出料管的徑向上等間距設置，且相鄰所述波導管在所述出料管的軸向上間隔布置。

本發明實施例中，所述料倉內設有螺旋攪拌軸，所述螺旋攪拌軸的頂端連接有供驅動所述螺旋攪拌軸轉動的驅動機構。

本發明實施例中，所述螺旋攪拌軸上固定有壁刮桿，所述壁刮桿呈空心框狀結構。

本發明實施例中，所述出料管可拆卸固定于所述出料口處。

本發明由于采用了以上技術方案，使其具有以下有益效果：

(1)微波加熱是利用材料中的極性分子在微波電磁場的作用下高速擺動，使介質溫度大幅度上升。本發明水泥基3D打印材料中的水是典型的極性分子，在微波磁場作用下高速擺動升溫，通過在打印頭端部給打印材料加熱，打印材料經過端部的時間很短，微波加熱可以快速而均勻地加熱，縮短打印材料的硬化時間，避免打印出來的構件坍塌。