[發明專利]一種耗材適應性可智能調控的建筑3D打印系統及打印方法

在審

• 申請號: 202010855345.0
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111975928A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 董賽陽;朱敏濤;吳杰;周強;張玉鵬;王宇;劉龍;韓鳳蘭
• 申請（專利權）人: 上海建工建材科技集團股份有限公司;上海同舜混凝土有限公司
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B28B17/00;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 上海智力專利商標事務所(普通合伙) 31105
• 代理人: 孫金金;周濤

1.一種耗材適應性可智能調控的建筑3D打印系統，其特征在于，包括三維移動框架、噴頭、泵送管道、自動供料裝置及智能調控裝置；

所述噴頭安裝于所述三維移動框架上，沿所述三維移動框架按照設定的軌跡做三維運動；

所述泵送管道連接所述自動送料裝置的供料口及所述噴頭的進料口，從自動供料裝置輸送混凝土到噴頭；

所述噴頭內設置有混凝土性能檢測儀及擠出螺桿，所述自動供料裝置的頂部設置有回收漏斗，所述自動供料裝置隨所述三維移動框架同步移動；

所述智能調控裝置連接所述三維移動框架、所述混凝土性能檢測儀、所述擠出螺桿、所述噴頭及所述自動供料裝置。

2.如權利要求1所述的一種耗材適應性可智能調控的建筑3D打印系統，其特征在于，所述混凝土性能檢測儀包括稠度傳感器、液位傳感器及流變儀，所述稠度傳感器設置于所述噴頭內部的頂部，所述液位傳感器、所述流變儀設置于所述噴頭的內部且位于所述擠出螺桿的上方，所述液位傳感器位于所述流變儀的上方，所述液位傳感器與所述稠度傳感器齊平或位于所述稠度傳感器的下方。

3.如權利要求2所述的一種耗材適應性可智能調控的建筑3D打印系統，其特征在于，所述稠度傳感器包括滑桿、滑動連接件、浮錐及阻隔球，所述滑桿的數量為兩個，其豎直設置于噴頭內部的兩端，所述滑動連接件與所述滑桿滑動連接，所述浮錐安裝于所述滑動連接件上，在滑桿的約束下隨著滑動連接件沿滑桿做豎直方向的運動，所述阻隔球安裝于所述滑桿的下端，所述浮錐上設置有電子測量元件用于測量浮錐沉入混凝土的深度。

4.如權利要求1所述的一種耗材適應性可智能調控的建筑3D打印系統，其特征在于，所述自動供料裝置包括攪拌機及泵送機，所述攪拌機與所述泵送機之間通過輸送裝置連接，所述回收漏斗設置于所述攪拌機的頂部，所述攪拌機的上部設有固體進料口和液體進料口，所述攪拌機的底部設置有排水口，所述泵送機的頂部設置有注水口。

5.如權利要求4所述的一種耗材適應性可智能調控的建筑3D打印系統，其特征在于，所述回收漏斗內安裝有推進螺桿，所述攪拌機的轉速可調節。

6.一種耗材適應性可智能調控的建筑3D打印方法，采用權利要求1-5任一項所述的建筑3D打印系統，其特征在于，包括以下步驟：

S1、混凝土性能檢測儀實時采集噴頭內混凝土的流變學數據并傳遞至智能調控裝置；

S2、智能調控裝置對采集的數據進行實時分析并與預設值進行對比，判斷混凝土是否適合打印，若適合打印，則驅動噴頭按照設定的軌跡進行打印工作，若不適合打印，則打印工作停止，對不適合打印的混凝土進行重新調配。

7.如權利要求6所述的一種耗材適應性可智能調控的建筑3D打印方法，其特征在于，所述步驟S1中，流變學數據包括混凝土稠度值、實時液位值及實時流變值。

8.如權利要求6所述的一種耗材適應性可智能調控的建筑3D打印方法，其特征在于，所述步驟S2中，若混凝土不適合打印，智能調控裝置發送指令至三維移動框架、擠出螺桿、噴頭、自動供料裝置，停止混凝土的擠出及泵送，三維運動框架將噴頭的擠出口送至回收漏斗的上方，將噴頭內的混凝土通過回收漏斗送至自動供料裝置內，智能調控裝置判斷需要加入原料的種類及質量，通過電子計量的方式加入原料，自動供料裝置對混凝土進行攪拌后，由泵送管道送入噴頭內，實現混凝土在噴頭與自動供料裝置內的循環，直至混凝土性能檢測儀檢測到噴頭內的混凝土滿足打印需求，智能調控裝置發送指令至三維移動框架、擠出螺桿、噴頭及自動供料裝置，重新開始打印工作。

9.如權利要求8所述的一種耗材適應性可智能調控的建筑3D打印方法，其特征在于，智能調控裝置記錄混凝土的循環調配次數，若混凝土的循環調配次數在設定的次數范圍內，則調配成功，正常進行打印工作；若混凝土的循環調配次數大于設定的次數，則調配失敗，宣布混凝土失去調配價值。

10.如權利要求6所述的一種耗材適應性可智能調控的建筑3D打印方法，其特征在于，所述步驟S2之后，還包括對噴頭及自動供料裝置進行清洗的工作。