[发明专利]一种适用于小型混凝土构件的3D打印装置及方法、应用

说明书

本发明涉及混凝土3D打印装置技术领域，尤其涉及一种适用于小型混凝土构件的3D打印装置及方法、应用。所述装置包括两个重力式喷头，两者共同固定于同一滑块上，且各自倾斜一定角度，使喷射落在同一点上，所述喷头能够在x轴、y轴、z轴三个方向上移动；所述两个重力式喷头各自对应一个储物箱。本发明提出的3D打印装置通过两个喷头同步工作，出料细密，每一层混凝土厚度极薄，精度高，所制备的混凝土构件表面更加光滑。另外，本发明的3D打印装置能够打印出体积小，造型和结构都十分复杂的混凝土构件，可用于打印小型混凝土试验样品或混凝土工艺品。

技术领域

本发明涉及混凝土3D打印装置技术领域，尤其涉及一种适用于小型混凝土构件的3D打印装置及方法、应用。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

3D打印是运用可粘合的材料，以数字模型为基础进行逐层打印的一种技术。3D技术可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的数据转化成实物，具有成本低、周期短、节省材料等优点。

目前，将3D打印技术与混凝土材料结合起来形成的混凝土材料3D打印技术是一种新兴的应用技术。其主要原理是将混凝土构件利用计算机进行3D建模和分割生产三维信息，然后将配制好的混凝土拌合物通过挤出装置，按照设定好的程序，通过机械控制，由喷嘴挤出进行打印，最后得到混凝土构件。3D打印混凝土技术在实际施工打印过程中，由于其具有较高的可塑性，在成型过程中的无需支撑，是一种新型的混凝土无模成型技术，具有以下两个优点:既有自密实混凝土的无需振捣的优点，也有喷射混凝土便于制造繁杂构件的优点。例如，专利文献201611075301.6公开了一种水泥制品3D打印机，包括机架、挤出装置、龙骨填充装置、驱动装置和控制系统，所述驱动装置设置在机架上，所述驱动装置包括X轴丝杠机构、Y轴丝杠机构和Z轴丝杠机构，所述Z轴丝杠机构驱动X轴丝杠机构和Y轴丝杠机构上下运动。该3D打印机可显著提高水泥的成型性，解决了现有3D打印机不能直接打印水泥制品的技术问题。

然而，本发明人研究发现：尽管现在市面上已经存在多种混凝土3D打印机，但其主要用于实施较大尺寸混凝土构件的打印，其很大程度上限制了所打印混凝土构件的精度，也无法用于小型混凝土构件的打印。另外，其打印出来的混凝土构件存在明显的分层现象，而且表面较为粗糙。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明目的在于研究一种可用于高精度打印小型混凝土构件的装置，并且同时克服上述的混凝土构件存在的分层以及表面粗糙的问题。为此，本发明提供一种适用于小型混凝土构件的3D打印装置及方法、应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：运用两个喷头，其喷嘴直径极小，所述喷头能够在x轴、y轴、z轴三个方向上移动；其中，一个喷头用于喷射液体粘合剂，另一个喷头用于喷射混合固体粉末，两者共同固定于同一滑块上，且各自倾斜一定角度，使喷射落在同一点上。这种3D打印装置可保证出料细密，从而进行高精度、小型混凝土构件的制备。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

(1)本发明提出的3D打印装置通过两个喷头同步工作，出料细密，每一层混凝土厚度极薄，精度高，所制备的混凝土构件表面更加光滑。

(2)本发明的3D打印装置能够打印出体积小，造型和结构都十分复杂的混凝土构件，可用于打印小型混凝土试验样品或混凝土工艺品。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例中适用于小型混凝土构件的3D打印装置的结构示意图。