空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置和打印方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种空心墙体的3D打印装置和方法，包括可以到达待建设墙体所在空间任意处的打印头、打印头控制装置以及为打印头输送浆料的给料系统，采用包括一种挤出模和一种掩模组合而成的打印头，挤出模模壁上贯穿设置有一种挤出模腔，挤出模与掩模可以做受控制的相对运动，掩模覆盖在挤出模外并与挤出模形成动密封，掩模上贯穿设置有一种狭长条形掩腔，浆料通过掩模和挤出模组合形成的通道渐次挤出，打印头挤出口变化配合打印头运动实现空心墙体打印。本发明专利技术在打印复杂的横断面构造时，无需打印头作对应复杂的轨迹运动，只需作移动以及与此移动同步的往复运动，故打印方式简单、机构简单且不易损坏。

【技术实现步骤摘要】
空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置和打印方法
本专利技术涉及建筑空心墙体的制造装置和制造方法，特别是一种空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置和打印方法。
技术介绍
现有技术中的空心墙体3D打印方式通常是将空心墙体的厚度方向的构造分割成若干部分分别进行打印，如图6所示，该空心墙体厚度方向的构造由两侧的墙面和中间的波形墙筋组成，打印时，使用可持续挤出浆料的打印枪做为打印头，先打印波形墙筋，带波形墙筋打印到一定长度和高度后，再分别打印两侧的墙面，这样，既费时又存在墙面与波形墙筋之间的粘结以及粘结强度的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足之处，而提供一种打印速度快、生产效率高、墙体强度较好的空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置和打印方法。本专利技术的目的是通过以下途径来实现的。空心墙体的3D打印装置，包括可以到达待建设墙体所在空间任意处的打印头、控制打印头动作的控制装置以及为打印头输送浆料的给料系统，其组成要点在于：打印头包括一种挤出模和一种掩模，挤出模内腔与给料系统连通，挤出模模壁上贯穿设置有一种挤出模腔，此模腔的构造形式以空心墙体的横断面构造的一单元为蓝本进行构建，空心墙体横断面构造具有墙厚方向和墙长延伸方向，或者取一定长墙长延伸方向的全部墙厚方向上的构造为一单元，或者取一定长墙长延伸方向的部分墙厚方向上的构造为单元，此部分墙厚方向上的构造或者包括两侧墙面以及全部墙筋或者包括一侧墙面以及部分墙筋，此一定长墙长延伸方向为单元的宽度方向，此全部墙厚方向或部分墙厚方向为单元的长度方向，此模腔构造与此单元构造全等，控制装置控制挤出模和掩模完成四个运动，一是挤出模与掩模相对间作往复运动，往复运动行程为与此一定长墙长延伸方向相等的模腔宽度，二是同时还控制挤出模和掩模共同作沿墙长延伸方向的同步移动，三是间歇的抬高挤出模和掩模并也可下降的移动，四是需要时沿墙后方向的移动，掩模覆盖在挤出模外并与挤出模形成动密封，掩模上贯穿设置有一种掩腔，此掩腔呈一种狭长条形，其长度大于或等于与单元长度相等的模腔长度，并同时掩腔以可暴露模腔全长的方式与模腔对应设置，给料系统输送的浆料经由挤出模腔以及掩腔挤出至空心墙体上。这样，打印头上的浆料挤出口是动态变化的，挤出口形状决定于挤出模腔与掩腔套叠后的贯穿部分，此贯穿部分随着掩模与挤出模之间的往复运动而不断变化。而同步进行的沿墙长延伸方向的共同移动，使得这种不断变化的贯穿部分得以履印在墙长延伸方向。这种履印首先是获得一个与挤出模腔全等的单元履印，此时往复运动完成一个往的运动，其次接续的是一个与该单元履印构造完全对称的对称单元履印，此时完成的是往复运动中的复的运动，这样随着往复运动和墙长延伸方向移动的同步进行，就在墙长延伸方向获得一个单元履印、对称单元履印、单元履印不断重复接续的空心墙履印，当浆料从挤出口不断挤出，此履印就是空心墙体的一层。当完成一个设计的墙长时，抬高挤出模和掩模，在下一层空心墙体上继续以前述的履印式打印空心墙体，就可获得一个3D构造的空心墙体。如果单元构造的长度方向是全部墙厚方向的构造，则此时一个包括两侧墙面、中间墙筋的完整的空心墙体已经完成；如果单元构造的长度方向是部分墙厚方向的构造，则此时仅完成一个包括一侧墙面以及部分墙筋的部分空心墙体，此时还需沿墙后方向移动已完成另一部分空心墙体的履印式3D打印。显然，本专利技术还产生了另一个出乎意料的效果，即：在打印复杂的横断面构造时，无需打印头作对应复杂的轨迹运动，而始终只需作移动以及与此移动同步的往复运动，故打印方式简单、机构简单且不易顺坏。空心墙体的3D打印方法，其要点在于，包括如下步骤：1、提供一种可以到达待建设墙体所在空间任意处的打印头、控制打印头动作的控制装置以及为打印头输送浆料的给料系统，打印头包括一种挤出模和一种掩模，挤出模内腔与给料系统连通，挤出模模壁上贯穿设置有一种挤出模腔，此模腔的构造形式以空心墙体的横断面构造的一单元为蓝本进行构建，空心墙体横断面构造具有墙厚方向和墙长延伸方向，或者取一定长墙长延伸方向的全部墙厚方向上的构造为一单元，或者取一定长墙长延伸方向的部分墙厚方向上的构造为单元，此部分墙厚方向上的构造或者包括两侧墙面以及全部墙筋或者包括一侧墙面以及部分墙筋，此一定长墙长延伸方向为单元的宽度方向，此全部墙厚方向或部分墙厚方向为单元的长度方向，此模腔构造与此单元构造全等，掩模覆盖在挤出模外并与挤出模形成动密封，掩模上贯穿设置有一种掩腔，此掩腔呈一种狭长条形，其长度大于或等于与单元长度相等的模腔长度，并同时掩腔以可暴露模腔全长的方式与模腔对应设置，2、控制装置控制挤出模和掩模同步完成如下两个运动，一是挤出模与掩模相对间作往复运动，往复运动行程为与此一定长墙长延伸方向相等的模腔宽度，二是同时还控制挤出模和掩模共同作沿墙长延伸方向的同步移动，并同时给料系统输送的浆料经由挤出模腔以及掩腔挤出至空心墙体上，获得一层履印的空心墙体，此履印由沿墙长延伸方向不断重复接续的单元履印、对称单元履印、单元履印而组成，3、步进抬高挤出模和掩模，在下一层空心墙体上继续以前述的履印式打印，重复抬高并逐层履印，获得一个3D构造的空心墙体。本专利技术的目的还可以通过以下途径来实现。挤出模上沿往复运动方向分区域设置不同构造的模腔，该等模腔分别以空心墙横断面墙长方向不同的横断面构造的一单元为蓝本进行构建，各区域间的模腔不连通。这样，只要移动不同的挤出模腔与掩模的掩腔对应，就可履印出不同的横断面构造，从而屡印出整堵空心墙。上述各区域模腔依空心墙横断面构造为蓝本相互间对齐。这样可以确保在移动模腔时，仅需进行往复运动方向的移动，而无需进行单元长度方向的移动。挤出模是一种空心圆柱体，挤出模腔设置在柱面上，掩模或是一种对应叠置在该圆柱面上的弧壳体，或是一种同轴套置在该圆柱面上的又一种空心圆柱体，掩腔或者位于该弧壳体的圆弧面上或者位于该又一种空心圆柱体的圆柱面上。这个时候，挤出模与掩模间的往复运动是一种往复转动。挤出模是一种空心柱体，挤出模腔所在柱面是一种平面，掩模是一种对应叠置在该平面上的平板，掩腔贯穿设置在该平板上。此时，挤出模与掩模间的往复运动是一种往复移动。所述打印头以及连接给料系统和挤出模内腔的供料管均安装在一种机械手上，此机械手包括一支架，掩模通过掩模支座与支架连接，挤出模两端支撑在支架上，控制装置中用于驱动挤出模相对掩模往复运动的第一驱动装置安装在支架上。进一步的，当挤出模与掩模间的往复运动是一种往复转动时，上述构造进一步具体为：挤出模两端转动支撑在对应的轴承座上，供料管同轴插接入挤出模的空心圆柱体一端面，第一驱动装置是由一种减速电机和带式传动机构组成。减速电机或是步进电机或是伺服电机。驱动挤出模和掩模共同作沿墙长延伸方向移动并与往复运动同步的的第二驱动装置、驱动间歇的抬高挤出模和掩模并也可下降移动的第三驱动装置、需要时驱动沿墙厚方向移动的第四驱动装置均安装在机械手外，但与机械手传动连接。控制装置包括一种传感器，传感器向控制装置反馈打印头的位置信息，控制装置将所读取的挤出头的位置信息与设定的基础信息进行比较，根据比较结果发出相应控制信号，控制驱动打印头按设定进行履印式打印。本专利技术的打印方法还可以进一步具体为：如果单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置，包括可以到达待建设墙体所在空间任意处的打印头、控制打印头动作的控制装置以及为打印头输送浆料的给料系统，其特征在于，打印头包括一种挤出模和一种掩模，挤出模内腔与给料系统连通，挤出模模壁上贯穿设置有一种挤出模腔，此模腔的构造形式以空心墙体的横断面构造的一单元为蓝本进行构建，空心墙体横断面构造具有墙厚方向和墙长延伸方向，或者取一定长墙长延伸方向的全部墙厚方向上的构造为一单元，或者取一定长墙长延伸方向的部分墙厚方向上的构造为单元，此部分墙厚方向上的构造或者包括两侧墙面以及全部墙筋或者包括一侧墙面以及部分墙筋，此一定长墙长延伸方向为单元的宽度方向，此全部墙厚方向或部分墙厚方向为单元的长度方向，此模腔构造与此单元构造全等，控制装置控制挤出模和掩模完成四个运动，一是挤出模与掩模相对间作往复运动，往复运动行程为与此一定长墙长延伸方向相等的模腔宽度，二是同时还控制挤出模和掩模共同作沿墙长延伸方向的同步移动，三是间歇的抬高挤出模和掩模并也可下降的移动，四是需要时沿墙后方向的移动，掩模覆盖在挤出模外并与挤出模形成动密封，掩模上贯穿设置有一种掩腔，此掩腔呈一种狭长条形，其长度大于或等于与单元长度相等的模腔长度，并同时掩腔以可暴露模腔全长的方式与模腔对应设置，给料系统输送的浆料经由挤出模腔以及掩腔挤出至空心墙体上。...

【技术特征摘要】
1.空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置，包括可以到达待建设墙体所在空间任意处的打印头、控制打印头动作的控制装置以及为打印头输送浆料的给料系统，其特征在于，打印头包括一种挤出模和一种掩模，挤出模内腔与给料系统连通，挤出模模壁上贯穿设置有一种挤出模腔，此模腔的构造形式以空心墙体的横断面构造的一单元为蓝本进行构建，空心墙体横断面构造具有墙厚方向和墙长延伸方向，或者取一定长墙长延伸方向的全部墙厚方向上的构造为一单元，或者取一定长墙长延伸方向的部分墙厚方向上的构造为单元，此部分墙厚方向上的构造或者包括两侧墙面以及全部墙筋或者包括一侧墙面以及部分墙筋，此一定长墙长延伸方向为单元的宽度方向，此全部墙厚方向或部分墙厚方向为单元的长度方向，此模腔构造与此单元构造全等，控制装置控制挤出模和掩模完成四个运动，一是挤出模与掩模相对间作往复运动，往复运动行程为与此一定长墙长延伸方向相等的模腔宽度，二是同时还控制挤出模和掩模共同作沿墙长延伸方向的同步移动，三是间歇的抬高挤出模和掩模并也可下降的移动，四是需要时沿墙厚方向的移动，掩模覆盖在挤出模外并与挤出模形成动密封，掩模上贯穿设置有一种掩腔，此掩腔呈一种狭长条形，其长度大于或等于与单元长度相等的模腔长度，并同时掩腔以可暴露模腔全长的方式与模腔对应设置，给料系统输送的浆料经由挤出模腔以及掩腔挤出至空心墙体上。2.根据权利要求1所述的空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置，其特征在于，挤出模上沿往复运动方向分区域设置不同构造的模腔，该模腔分别以空心墙横断面墙长方向不同的横断面构造的一单元为蓝本进行构建，各区域间的模腔不连通。3.根据权利要求2所述的空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置，其特征在于，上述各区域模腔依空心墙横断面构造为蓝本相互间对齐。4.根据权利要求1所述的空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置，其特征在于，挤出模是一种空心圆柱体，挤出模腔设置在圆柱面上，掩模或是一种对应叠置在该圆柱面上的弧壳体，或是一种同轴套置在该圆柱面上的又一种空心圆柱体，掩腔或者位于该弧壳体的圆弧面上或者位于该又一种空心圆柱体的圆柱面上，挤出模与掩模间的往复运动是一种往复转动。5.根据权利要求1所述的空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置，其特征在于，挤出模是一种空心柱体，挤出模腔所在柱面是一种平面，掩模是一种对应叠置在该平面上的平板，掩腔贯穿设置在该平板上，挤出模与掩模间的往复运动是一种往复移动。6.根据权利要求4所述的空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置，其特征在于，所述打印头以及连接给料系统和挤出模内腔的供料管均安装在一种机械手上，此机械手包括一支架，掩模通过掩模支座与支架连接，挤出模两端支撑在支架上，控制装置中用于驱动挤出模相对掩模往复运动的第一驱动装置安装在支架上。7.根据权利要求6所述的空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置，其特征在于，挤出模两端转动支撑在对应的轴承座上，供料管同轴插接入挤出模的空心圆柱体一端面，第一驱动装置是由一种减速电机和带式传动机构组成。8.根据权利要求7所述的空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置，其特征在于，减速电机或是步进电机或是伺服电机。9.根据权利要求6所述的空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置，其特征在于，驱动挤出模和掩模共同作沿墙长延伸方向移动并与往复运动同步的的第二驱动装置、驱动间歇的抬高挤出模和掩模并也可下降移动的第三驱动装置、需要时驱动沿墙厚方向移动的第四驱动装置均安装在机械手外，但与机械手传动连接。10.根据权利要求1所述的空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印装置，其特征在于，控制装置包括一种传感器，传感器向控制装置反馈打印头的位置信息，控制装置将所读取的挤出头的位置信息与设定的基础信息进行比较，根据比较结果发出相应控制信号，控制驱动打印头按设定进行履印式打印。11.空心墙体的模板在内式模内挤出3D打印方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）提供一种可以到达待建设墙体所在空间任意处的打印头、控制打印头动作的控制装置以及为打印头输送浆料的给料系统，打印头包括一种挤出模和一种掩模，挤出模内腔与给料系统连通，挤出模模壁上贯穿设置有一种挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良光，朱永超，曹瑞涛，
申请(专利权)人：福建海源自动化机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35