[發明專利]一種水泥基3D打印技術制作隧洞試驗地質模型的方法

在審

• 申請號: 202110054509.4
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112895058A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 馬國偉;王酉鈺;王里;孟凡斐
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B28B17/00;B28B13/02;B28B11/12;B28B11/08;B28B11/24;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/20;B33Y50/02;B33Y80/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王富強

1.一種水泥基3D打印技術制作隧洞試驗地質模型的方法，其特征在于，包括以下步驟：

建立隧洞試驗地質模型的三維數字模型；

將所述隧洞試驗地質模型的三維數字模型導入控制系統并生成打印路徑，并取得所述隧洞試驗地質模型分層打印的厚度參數；

配制所述隧洞試驗地質模型的水泥基材料；

3D打印設備在所述控制系統的控制下按照所述的厚度參數和運行路徑打印所述隧洞試驗地質模型基層，然后利用減材制造機刻劃所述隧洞試驗地質模型基層內的結構和輪廓，并將分離塊體取出，繼續在所述隧洞試驗地質模型基層上表面打印所述隧洞試驗地質模型的下一層，同樣利用減材制造機刻劃所述隧洞試驗地質模型的下一層內的結構和輪廓，并將分離塊體取出，重復上述過程，直至所述具有空間三維結構的隧洞試驗地質模型完成。

2.根據權利要求1所述的一種水泥基3D打印技術制作隧洞試驗地質模型的方法，其特征在于，所述水泥基材料包括硅酸鹽水泥、石英砂、石英粉、硅灰、銅爐渣粉末、水、添加劑。

3.根據權利要求2所述的一種水泥基3D打印技術制作隧洞試驗地質模型的方法，其特征在于，所述水泥基材料放置在儲料泵送系統中，啟動泵車和振動器，將水泥基泵送至管道中，所述管道連接3D打印設備的打印頭。

4.根據權利要求3所述的一種水泥基3D打印技術制作隧洞試驗地質模型的方法，其特征在于，所述隧洞試驗地質模型完成后，靜置至所述隧洞試驗地質模型初凝，轉移進混凝土標準養護室進行養護。

5.根據權利要求4所述的一種水泥基3D打印技術制作隧洞試驗地質模型的方法，其特征在于，使用石材切割機將所述隧洞試驗地質模型周邊無用的余料削除，并將表面打磨平整。

6.根據權利要求5所述的一種水泥基3D打印技術制作隧洞試驗地質模型的方法，其特征在于，根據試驗要求在所述隧洞試驗地質模型表面噴涂散斑場或粘貼監測元器件。

7.根據權利要求3所述的一種水泥基3D打印技術制作隧洞試驗地質模型的方法，其特征在于，所述3D打印設備和所述減材制造機的驅動裝置為雙臂機器人，所述雙臂機器人的兩條手臂分別控制所述3D打印設備和所述減材制造機。

8.根據權利要求6所述的一種水泥基3D打印技術制作隧洞試驗地質模型的方法，其特征在于，所述3D打印設備的出料口為尖嘴狀出料口，減材制造機的切割刀具為針狀刀具。