[发明专利]一种区块分布式3D打印装置及其打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种区块分布式3D打印装置及 其打印方法。

背景技术

3D打印建筑具有自动化程度高、一次成型、建筑耗材和工艺损耗少的优 势。然而，现有的3D打印装置采用单打印头，其本身体积较小，仅限于住宅 建筑、小型场馆等小体量建筑的施工，对于体量巨大的建筑物的施工而言，不 仅不适用，而且工作效率低下。因此，如何提供一种打印效率高、打印精度高 且能够适应大体量建筑物的施工的区块分布式3D打印装置及其打印方法，是 本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有3D打印装置的单打印头工作效率低下，不能满足大体量建筑物 的施工需要的问题，本发明的目的是提供一种区块分布式3D打印装置及其打 印方法，打印装置通过增加轨道横梁，缩短了单个打印头横梁的长度，从而减 小了打印头横梁的挠度，减小了单个打印头的打印范围，从而提高了打印精度， 而且通过设置多个打印头横梁，增加了打印头的数量，从而提高了工作效率。 此外，通过增加连系梁，减小了轨道横梁的挠度，从而进一步减小了打印头横 梁的挠度，提高了打印精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种区块分布式3D打印装置，包括：固定于已打印建筑体的外立面的爬 升导轨，能够沿着所述爬升导轨相对于所述已打印建筑体爬升或下降的爬升构 件，以及位于所述已打印建筑体的顶部，且与所述爬升构件刚性连接的打印装 置；所述打印装置包括与所述爬升构件顶端刚性连接的轨道框架以及打印头横 梁，所述轨道框架包括若干相交固接的轨道横梁和连系梁组成的网格，所述轨 道横梁和所述连系梁分别平行且等间距，所述打印头横梁两端能够沿着轨道横 梁滑动，每根所述打印头横梁上设置一个能够沿所述打印头横梁滑动的打印 头。

进一步地，所述打印头横梁的两端设有滑块或滚轮组，所述轨道横梁上 设有与所述滑块或滚轮组滑动配合且横截面呈C形的滑道，使得所述打印头 横梁的两端能够沿所述轨道横梁的滑道滑动。

进一步地，所述打印装置还包括连接架，所述连接架包括基座以及与所 述基座固定连接的打印头杆，所述打印头连接在所述打印头杆上，所述基座与 所述打印头横梁滑动配合，使得所述打印头能够沿所述打印头横梁滑动。

进一步地，所述轨道框架的底部还固接有若干竖杆，所述轨道框架通过 所述竖杆与所述爬升构件的顶端刚性连接。

进一步地，所述打印头横梁两端还设有连接板，所述连接板与所述打印 头横梁垂直固接，所述连接板位于所述轨道横梁内且能够沿着所述轨道横梁滑 动。

进一步地，所述爬升导轨通过若干附墙连杆固定于所述已打印建筑体的 外立面。

本发明还公开了一种3D打印方法，步骤如下：

一、安装所述区块分布式3D打印装置，使所述轨道框架稳定附着于所述 已打印建筑体的外立面，所述打印装置的打印头位于所述已打印建筑体上方适 当高度；

二、使所述打印头沿所述打印头横梁移动，同时喷出建筑物料，所述打 印头每打印一行，所述打印头横梁沿所述轨道框架移动一设定距离，如此循环 往复，逐行完成建筑体当前横截面层的打印施工；

三、所述当前横截面层打印结束后，加长所述爬升导轨至预定高度，使 所述轨道框架脱离所述已打印建筑体的外立面，并通过所述爬升构件的爬升带 动所述轨道框架向上移动一设定距离并稳定附着于所述已打印建筑体的外立 面，从而将所述打印装置顶升至建筑体上一层待打印横截面层所在的高度；

四、反复上述步骤二和步骤三，自下向上逐层打印各横截面层直至完成 建筑体整体的打印施工。

进一步地，所述步骤四后还包括步骤五，拆除所述区块分布式3D打印装 置，待所述建筑体打印完成后，断开所述爬升构件与所述轨道框架之间的连接， 使得所述打印装置脱离所述已打印建筑体，整体拆除区块分布式3D打印装置 或分别拆除所述打印装置和所述件爬升构件。

本发明的效果在于：