[发明专利]一种基于3D打印的装配式建筑物施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于3D打印的装配式建筑物施工方法。

背景技术

长期以来，我国建筑行业都采用现场施工的方式，包括脚手架的搭设、支模、绑扎钢筋、浇注混凝土、现场养护等等，对于这种需要施工进度安排的施工方式存在很大的弊端，不但需要强大的劳动力，而且施工现场很混乱，施工周期长，环境污染严重，为了改变这一现状，国内外都在大力研究发展装配式建筑。

装配式建筑是指建筑的部分或全部构件在构件预制工厂生产完成后，通过相应的运输方式运到施工现场，采用可靠的安装方式或安装机械将构建组装起来，成为具备使用功能的建筑物。

我国采用的装配式建筑大部分还是延续了传统的建筑模式，只是把加工地点从现场转移到了工厂，以装配式建筑板为例，生产工序为刚模制作→钢筋绑扎→混凝土浇筑→脱模，用相似的制作方式把相应的构件全部制作完成后运输到施工现场，以类似于“堆积木”的形式组建房屋。装配式建筑相对传统建筑而言：建造速度快了；受气候条件的制约小了；节约了劳动力；也提高了建筑质量，而且对现场环境的影响降到了最低。但这种装配式建筑也有不利的地方，当所有的构件都需要在工厂打印再装配的时候就需要放线极其准确，标高测量等也要精确，不然尺寸的偏差超过允许范围，预制构件就很难安装下去，如果叠合板安装不平整，就会造成板与剪力墙间有较大的裂缝，就要重新支模再筑造，反而增加了不必要的成本，而且对孔洞预留的位置也要精准，安装完后再开洞会更加麻烦。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种基于3D打印的建筑物施工方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于3D打印的建筑物施工方法，节能环保，精度高。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于3D打印的装配式建筑物施工方法，包括如下步骤：

步骤一：3D打印装配式建筑物材料准备；

步骤二：3D打印装置预设参数准备；

步骤三：3D打印装置根据预设参数打印建筑物部分或整体结构步骤；

步骤四：采用BIM技术，通过BIM技术与3D打印技术的融合，以建筑工程项目的各项相关 信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息；

步骤五：3D打印装置根据电脑设计的图纸和方案，将3D打印的材料通过挤压头挤压然后层层叠加油墨喷绘成相关的结构件，打印机的挤压头上安装有齿轮转动装置，以Z字形的打印方式逐渐打印形成所需的房屋基础和墙壁。

通过采用上述技术方案，通过3D打印装置代替传统的人工木模，能够有效节约人力成本和模具材料成本，同时实现高精度、高可靠性等特点，具有巨大的市场潜力；且BIM技术与3D打印技术的融合，通过BIM技术建立模型和图纸绘制，BIM模型中，每个图元都包含了构件的空间尺寸、材料属性等参数，而且所有的构件之间都是相互关联的，任何一个构件的参数信息发生变化，与之相关的所有构件都会发生相应的变化，由此产生的三维立体模型相对手工制作而言更为精准，而且所有的图元构成的三维立体图更直观，从可视化的角度可以及时发现设计存在的问题，完善设计方案。这样在施工阶段的时候，通过BIM技术与3D打印机的相互配合，打印出来的建筑更符合空间合理性，同时能提高建筑建造的准确度，而且只要在合理的范围内变动部分参数，就可以制造出空间不一样的建筑物，同样也不需要支任何模板，既节省了材料和人力，又能满足不同人群的居住需求和公共设施。

本发明进一步设置为，所述步骤一中，3D打印装配式建筑物所采用的原料为建筑垃圾或工业垃圾。

通过采用上述技术方案，实现了建筑垃圾二次回收利用的原则，有效利用了原本应该废弃的建筑垃圾，新建建筑也不会产生新的建筑垃圾，更节能更环保。

本发明进一步设置为，所述建筑垃圾或工业垃圾通过分离、粉碎加工完成后，结合水泥、钢筋、纤维、有机粘结剂形成打印所需的材料。

通过采用上述技术方案，打印油墨拥有可塑性强、可循环打印、快速凝固成型的特点，这种打印方式实现了建筑垃圾二次回收利用的原则，有效利用了原本应该废弃的建筑垃圾，新建建筑也不会产生新的建筑垃圾，更节能更环保。

本发明进一步设置为，所述步骤五中，在房屋基础和墙壁中间使用钢筋水泥进行二次打印灌注。

通过采用上述技术方案，使用钢筋水泥进行二次打印灌注，从而使结构连成一体，最终制造拼接成整个整体建筑物。

本发明进一步设置为，所述步骤五方式打印出来的构件都是中空的，只在墙体中布置桁架状构造物。