[發明專利]一種混凝土建筑物多頭3D打印裝置

在審

• 申請號: 202010812869.1
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN111827683A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 賴建中;邱士揚;張成芹
• 申請（專利權）人: 南京啄春泥智能科技有限公司
• 主分類號: E04G21/04
• 分類號: E04G21/04;B33Y30/00;B33Y40/20
• 代理公司: 南京材智匯知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32449
• 代理人: 喬淑媛

1.一種混凝土建筑物多頭3D打印裝置，其特征在于，其結構由打印機六軸機器人、混凝土打印機構、金屬打印機構、拋光裝置組成；

所述打印機六軸機器人包括由轉動軸依次連接的基座、臂部、腕部和機械手部；

所述機械手部連接有混凝土打印機構的混凝土打印頭和和金屬打印機構的金屬焊接打印頭；

所述拋光裝置為拋光六軸機器人，所述拋光裝置上固定有拋光材料。

2.根據權利要求1所述的混凝土建筑物多頭3D打印裝置，其特征在于，所述混凝土打印機構包括混凝土打印進料口、混凝土混料擠出機構、破碎葉片、混凝土打印機擠出螺桿、混凝土打印伺服電機、混凝土打印頭擠出口；

所述破碎葉片和混凝土打印機擠出螺桿設置于混凝土料筒內，混凝土打印進料口和混凝土打印頭擠出口設置于混凝土料筒的兩端。

3.根據權利要求1所述的混凝土建筑物多頭3D打印裝置，其特征在于，所述金屬打印機構包括電弧焊接打印頭伺服電機、焊絲送絲機構、金屬焊接打印頭。

4.根據權利要求1所述的混凝土建筑物多頭3D打印裝置，其特征在于，所述機械手部裝有2個打印擠出機構，A為混凝土打印機出頭，利用輸送泵將攪拌好的混凝土輸送到混料擠出機構中，利用混凝土打印伺服電機帶動混凝土打印機螺桿旋轉，將混凝土擠出，按照切片形成的路徑進行打印房屋輪廓及填充；

此時B金屬焊接打印頭不工作；

當A混凝土打印擠出機構按照程序停止工作時，B金屬焊接打印頭在打印的房屋輪廓中進行金屬打印，打印鋼筋結構；

此時A打印頭停止工作；實現鋼筋混凝土復合材料的3D打印工藝，建造一體化的房屋建筑。

5.根據權利要求1或2所述的混凝土建筑物多頭3D打印裝置，其特征在于，混凝土打印機螺桿為等差變徑螺桿；利用等差變徑螺桿與定子間的旋轉產生壓差擠出料條。

6.根據權利要求1所述的混凝土建筑物多頭3D打印裝置，其特征在于，多種材料如鋼纖維，陶瓷球，添加劑，水泥，砂子通過氣動方式同時進入到所述混凝土混料擠出機構，進行材料的預攪拌混合。

7.根據權利要求1所述的混凝土建筑物多頭3D打印裝置，其特征在于，將制作鋼筋的原材料鋼絲利用氬弧焊接工藝，通過電弧加熱方式，利用大電流將配筋材料的鋼絲瞬間融化，使其達到金屬熔點，鋼絲融化后堆積打印各種預先建模所需的配筋路徑。

8.根據權利要求1所述的混凝土建筑物多頭3D打印裝置，其特征在于，在房屋進行打印工作的同時，其首先打印的超高性能混凝土輪廓已經開始產生相對固化，沒有完全徹底固化時，使用拋光裝置對房屋的外墻進行表面拋光處理，使其由于混凝土材料堆積產生的粗紋理消失，最后整套房屋打印拋光完畢。

9.根據權利要求1所述的混凝土建筑物多頭3D打印裝置，其特征在于，3D打印建筑以及打印成品表面的后處理工藝包括如下步驟：

1）首先打印機六軸機器人工作，將混凝土打印頭中的材料按照設計路徑工作；

2）在打印成品過程中，完成設定混凝土堆積時，混凝土打印頭停止工作，使其加速固化提高強硬度；

3）此時金屬焊接打印頭開始工作，通過將焊絲融化，按照打印路徑開始堆積金屬材料，完成建筑的鋼筋配筋工作；

4）所有打印工藝完成后，最后進行建筑內外表面處理，打印機器人、混凝土打印頭和金屬焊接打印頭停止工作；啟動拋光機器人，裝夾拋光機構，對打印好的建筑內外表面進行平整處理，去取多余打印堆積材料，實現拋光過表面，從而完成整套工藝。