[实用新型]一种混凝土建筑物多头3D打印装置

说明书

本实用新型提供一种混凝土建筑物多头3D打印装置，本实用新型所述混凝土建筑物多头3D打印装置由打印机六轴机器人、打印头连接板、混凝土打印机构、金属打印机构和抛光装置组成。本实用新型利用所述3D打印机制备功能梯度混凝土复合材料，在打印建筑物轮廓的同时，等待混凝土固化的时间内，切换机器手上的金属焊接打印头，利用氩弧焊接工艺，利用大电流将配筋材料的钢丝瞬间融化。按照预先设计的切片路径进行堆焊工艺，打印出所需的钢筋，自动实现配筋工艺，完全不需要人工干预。

技术领域

本实用新型属于建筑3D打印装备领域，具体涉及一种混凝土建筑物多头3D打印装置。

背景技术

长期以来，传统的建造工具、制造技术和建筑材料等因素限制了建筑工程建造方式，一则建筑工程人员对复杂施工技术难以付诸实践，二则由于传统的建造技术不够完善，技术的使用不仅给环境带来了较为严重的破坏，还大大浪费了人力资源和社会资源。而随着时代的发展进步，人们对于新型建筑技术的要求越来越迫切，3D打印建筑技术可以利用其优势，不再仅仅局限于使用功能，可实现造型新颖独特、具有艺术气息且绿色环保的新型建筑结构，以满足人们对建筑结构的更高层次的要求。

3D打印被誉为第三次工业革命的重要标识，其作为一种新型建筑技术，被众多学者认为在建筑业上有颠覆性的创新。近年来，对3D打印建筑技术和材料的研究越来越多，3D打印建筑也随之蓬勃发展，其必将在未来建筑行业中有广阔的发展前景。

国内现有的混凝土建筑物多头3D打印装置，只能实现普通混凝土轮廓打印工艺，打完建筑物的外形轮廓，再进行配筋工艺，最后将混凝土浇筑在轮廓内空间，组成钢筋混凝土材料。所以现在的配筋工艺还需利用传统折弯，拼接，焊接工艺，做成成品钢骨架，再置入到打印好的建筑物中，不能实现真正的智能化操作。

实用新型内容

本实用新型提供一种混凝土建筑物多头3D打印装置，利用所述3D打印机制备功能梯度混凝土复合材料，在打印建筑物轮廓的同时，等待混凝土固化的时间内，切换机器手上的金属焊接打印头，利用氩弧焊接工艺，利用大电流将配筋材料的钢丝瞬间融化。按照预先设计的切片路径进行堆焊工艺，打印出所需的钢筋，自动实现配筋工艺，完全不需要人工干预。

本实用新型所述混凝土建筑物多头3D打印装置由打印机六轴机器人、打印头连接板、混凝土打印机构、金属打印机构和抛光装置组成；

所述打印机六轴机器人包括由转动轴依次连接的基座、臂部、腕部和机械手部；

述混凝土打印机构包括混凝土打印进料口、混凝土混料挤出机构、破碎叶片、混凝土打印机挤出螺杆、混凝土打印伺服电机、混凝土打印头挤出口；

所述破碎叶片和混凝土打印机挤出螺杆设置于混凝土料筒内，混凝土打印进料口和混凝土打印头挤出口设置于混凝土料筒的两端；

所述金属打印机构包括电弧焊接打印头伺服电机、焊丝送丝机构、金属焊接打印头；

所述混凝土打印机构和金属打印机构的混凝土打印头和金属焊接打印头通过连接板可拆卸式连接到所述机械手部的一侧；

所述机械手部装有2个打印挤出机构，A为混凝土打印头，利用输送泵将搅拌好的混凝土输送到混料挤出机构中，利用混凝土打印伺服电机带动混凝土打印机螺杆旋转，将混凝土挤出，按照切片形成的路径进行打印房屋轮廓及填充。此时B金属焊接打印头不工作。

当A混凝土打印挤出机构按照程序停止工作时，B金属焊接打印头在打印的房屋轮廓中进行金属打印，打印钢筋结构。此时A打印头停止工作；实现钢筋混凝土复合材料的3D打印工艺，建造一体化的房屋建筑。

房屋打印完成后，启动抛光装置，利用抛光材料对房屋表面进行表面处理，去除3D打印堆积造成的纹理粗糙问题，完成整个房屋的打印过程。