[发明专利]带层间增强材料的建筑用3D打印头

说明书

带层间增强材料的建筑用3D打印头，用于自动化建筑快速建造，所述打印头包括水泥砂浆挤出机构（1）、层间增强材料调位机构（2）和层间增强材料成型机构（3），层间增强材料成型机构（3）整体安装在层间增强材料调位机构（2）的下侧，整个打印头通过连接平台安装在3D打印运动装置上。水泥砂浆3D打印成型与层间增强材料螺旋钢丝的加入可以同时进行，提高了水泥砂浆层与层之间的连接强度，而且水泥砂浆每次打印的宽度可以调整。本发明打印头可以实现建筑物的自动化3D打印建造，效率高，节省材料，建筑速度快，代替人工操作，降低工人劳动强度，实现按需进行的个性化建筑。

技术领域

本发明涉及一种建筑用3D打印头，特别是涉及一种带层间增强材料的建筑用3D打印头，属于自动化建筑快速建造装置技术领域。

背景技术

房屋建筑在我们的生活中占有着极其重要的地位。3D打印建造技术是一种先进的快速成形的技术，是数字化建造技术中的一项新兴技术，通过计算机强大的图形处理能力，把设计好的的建筑模型变换成若干个打印层，通过打印设备将建筑材料逐层打印出实体的三维建筑，具有施工效率高、节约成本、绿色环保等优点。目前，3D打印建造技术在建筑领域得到了不断的应用和发展。

由于打印成型过程中建筑材料为一层一层的铺设，层与层之间的结合力相对较弱，限制了打印成型建筑的强度；应用于建筑的3D打印对材料要求较高，目前建筑打印技术、材料还不够成熟，打印过程中材料的浪费较严重，这些原因都限制了3D打印技术在建筑行业的应用发展。

发明内容

基于以上原因，本发明提出一种带层间增强材料的建筑用3D打印头，能够在打印的两层水泥砂浆之间加入增强材料,有利于提高水泥砂浆各层之间的结合强度，提高建筑物的强度,缩短房屋建造时间，提高建造效率,减少建筑材料的浪费，降低成本，保护环境。

带层间增强材料的建筑用3D打印头，用于自动化建筑快速建造，所述打印头包括水泥砂浆挤出机构1、层间增强材料调位机构2和层间增强材料成型机构3。水泥砂浆挤出机构1竖直安装，层间增强材料调位机构2安装在水泥砂浆挤出机构1中下部的一侧，层间增强材料成型机构3整体安装在层间增强材料调位机构2的下侧。整个打印头通过连接平台安装在3D打印运动装置上。

水泥砂浆挤出机构1包括挤出电机1-1、上支座1-2、轴承1-3、固定轴套1-4、进料口1-5、绞龙1-6、筒体1-7、连接平台1-8、打印宽度调节电机1-9、曲柄1-10、连杆1-11、挡板1-12和出料嘴1-13。上支座1-2固定在筒体1-7上端，挤出电机1-1竖直固定在上支座1-2上面，挤出电机1-1输出轴与固定轴套1-4固联，固定轴套1-4通过轴承1-3安装在上支座1-2内，绞龙1-6安装在固定轴套1-4下端。筒体1-7侧面设有进料口1-5，筒体1-7下端设有出料嘴1-13。打印宽度调节电机1-9水平安装在筒体1-7的下部一侧的平台上，打印宽度调节电机1-9的输出轴上安装有曲柄1-10，曲柄1-10的另一端与连杆1-11通过转轴相连，连杆1-11的另一端通过转轴连接在挡板1-12上，挡板1-12通过转轴安装在出料嘴1-13下端的两侧。打印宽度调节电机1-9、曲柄1-10、连杆1-11、挡板1-12组成水泥砂浆挤出宽度调节机构，两套水泥砂浆挤出宽度调节机构对称布置在筒体1-7下部两侧，筒体1-7外侧中部设有连接平台1-8。

连接架2-1与连接平台1-8固联。层间增强材料调位机构2包括连接架2-1、调位电机2-2、支撑座2-3、上平台2-4、导柱2-5、导向套2-6、调位丝杠2-7、带座螺母2-8、下平台2-9和导柱座2-10。连接架2-1下端右侧面设有上平台2-4，支撑座2-3固定在上平台2-4上面，调位电机2-2竖直安装在连接架2-1侧面，调位丝杠2-7的上端与调位电机2-2的输出轴相连，调位丝杠2-7上部轴端通过滚动轴承安装在支撑座2-3内。两个导柱座2-10固定安装在上平台2-4下面，而且在调位丝杠2-7两侧对称。两个导向套2-6对称固定安装在下平台2-9上，导柱2-5上端固定在导柱座2-10内，下端套入导向套2-6。带座螺母2-8固定安装在下平台2-9上，与调位丝杠2-7配合。