一种区块分布式3D打印装置及其打印方法制造方法及图纸

本发明专利技术的一种区块分布式3D打印装置及其打印方法，涉及建筑施工技术领域，针对现有3D打印装置的单打印头工作效率低下且精度不高，不能满足大体量建筑物的施工需要的问题。它包括能够逐步相对于已打印建筑体爬升或下降的爬升构件，及与爬升构件连接的打印装置；打印头横梁的两端能够沿轨道框架滑动，打印头沿打印头横梁移动，同时喷出建筑物料，每打印一行则打印头横梁沿轨道框架移动一设定距离，如此逐行完成当前横截面层的打印施工；加长爬升导轨至预定高度，通过控制爬升构件使得打印装置顶升至建筑体上一层待打印横截面层所在的高度，从而自下向上逐层打印各横截面层直至完成建筑体整体的打印施工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑施工
，特别涉及一种区块分布式3D打印装置及其打印方法。
技术介绍
3D打印建筑具有自动化程度高、一次成型、建筑耗材和工艺损耗少的优势。然而，现有的3D打印装置采用单打印头，其本身体积较小，仅限于住宅建筑、小型场馆等小体量建筑的施工，对于体量巨大的建筑物的施工而言，不仅不适用，而且工作效率低下。因此，如何提供一种打印效率高、打印精度高且能够适应大体量建筑物的施工的区块分布式3D打印装置及其打印方法，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有3D打印装置的单打印头工作效率低下，不能满足大体量建筑物的施工需要的问题，本专利技术的目的是提供一种区块分布式3D打印装置及其打印方法，打印装置通过增加轨道横梁，缩短了单个打印头横梁的长度，从而减小了打印头横梁的挠度，减小了单个打印头的打印范围，从而提高了打印精度，而且通过设置多个打印头横梁，增加了打印头的数量，从而提高了工作效率。此外，通过增加连系梁，减小了轨道横梁的挠度，从而进一步减小了打印头横梁的挠度，提高了打印精度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种区块分布式3D打印装置，包括：固定于已打印建筑体的外立面的爬升导轨，能够沿着所述爬升导轨相对于所述已打印建筑体爬升或下降的爬升构件，以及位于所述已打印建筑体的顶部，且与所述爬升构件刚性连接的打印装置；所述打印装置包括与所述爬升构件顶端刚性连接的轨道框架以及打印头横梁，所述轨道框架包括若干相交固接的轨道横梁和连系梁组成的网格，所述轨道横梁和所述连系梁分别平行且等间距，所述打印头横梁两端能够沿着轨道横梁滑动，每根所述打印头横梁上设置一个能够沿所述打印头横梁滑动的打印头。进一步地，所述打印头横梁的两端设有滑块或滚轮组，所述轨道横梁上设有与所述滑块或滚轮组滑动配合且横截面呈C形的滑道，使得所述打印头横梁的两端能够沿所述轨道横梁的滑道滑动。进一步地，所述打印装置还包括连接架，所述连接架包括基座以及与所述基座固定连接的打印头杆，所述打印头连接在所述打印头杆上，所述基座与所述打印头横梁滑动配合，使得所述打印头能够沿所述打印头横梁滑动。进一步地，所述轨道框架的底部还固接有若干竖杆，所述轨道框架通过所述竖杆与所述爬升构件的顶端刚性连接。进一步地，所述打印头横梁两端还设有连接板，所述连接板与所述打印头横梁垂直固接，所述连接板位于所述轨道横梁内且能够沿着所述轨道横梁滑动。进一步地，所述爬升导轨通过若干附墙连杆固定于所述已打印建筑体的外立面。本专利技术还公开了一种3D打印方法，步骤如下：一、安装所述区块分布式3D打印装置，使所述轨道框架稳定附着于所述已打印建筑体的外立面，所述打印装置的打印头位于所述已打印建筑体上方适当高度；二、使所述打印头沿所述打印头横梁移动，同时喷出建筑物料，所述打印头每打印一行，所述打印头横梁沿所述轨道框架移动一设定距离，如此循环往复，逐行完成建筑体当前横截面层的打印施工；三、所述当前横截面层打印结束后，加长所述爬升导轨至预定高度，使所述轨道框架脱离所述已打印建筑体的外立面，并通过所述爬升构件的爬升带动所述轨道框架向上移动一设定距离并稳定附着于所述已打印建筑体的外立面，从而将所述打印装置顶升至建筑体上一层待打印横截面层所在的高度；四、反复上述步骤二和步骤三，自下向上逐层打印各横截面层直至完成建筑体整体的打印施工。进一步地，所述步骤四后还包括步骤五，拆除所述区块分布式3D打印装置，待所述建筑体打印完成后，断开所述爬升构件与所述轨道框架之间的连接，使得所述打印装置脱离所述已打印建筑体，整体拆除区块分布式3D打印装置或分别拆除所述打印装置和所述件爬升构件。本专利技术的效果在于：一、本专利技术的区块分布式3D打印装置，在打印装置的轨道框架上设置若干平行间隔设置的轨道横梁，也就是说，常规的轨道框架为一对平行设置的轨道横梁以及一对平行设置的连系梁组成的框架结构，而本专利技术在轨道框架内增设若干平行且等间距设置的轨道横梁，在轨道框架的另外两侧的连系梁内增设若干平行且等间距设置的连系梁，形成网格结构，从而将打印装置划分为若干个等面积的打印区块。每个打印区块内的相邻的两个轨道横梁之间设置打印头横梁，打印头上配合设置独立控制的打印头，从而每个打印区块内的打印头横梁能够沿着所在区块的轨道横梁沿作业面x轴方向移动，每个打印头能够沿着打印头横梁沿作业面y轴方向移动，从而实现本打印区块内xy平面的全覆盖。而每个打印区块内的打印头横梁以及打印头的运动完全独立，因此，本专利技术的多个打印区块的区块分布式3D打印装置提高了打印效率。此外，将打印装置划分为若干个等面积的打印区块，缩短了单个打印头横梁的长度，减小了打印头横梁的挠度，防止打印头横梁产生竖向位移，而且减小了单个打印头的打印范围，从而提高了打印精度。二、本专利技术区块分布式3D打印装置的打印方法，首先通过控制打印头和打印头横梁在建筑物当前横截面层逐行打印，待当前横截面层打印完成后，加长爬升导轨至预定高度处，启动控制装置使得爬升构件能够相对于已打印建筑体逐步向上爬升，进而使得轨道框架带动打印装置顶升至上一层待打印横截面层的打印高度，如此循环，实现打印装置逐层打印并整体爬升；该打印方法利用多个打印头在同一横截面层同时打印施工，提高了工作效率，而且爬升导轨与已打印建筑体通过附墙连杆固定连接，保证了打印施工的安全性。附图说明图1为本专利技术一实施例区块分布式3D打印装置安装于已打印建筑体上的示意图；图2为图1的俯视图；图3为本专利技术一实施例中打印头横梁的俯视图；图4为本专利技术一实施例中打印头横梁和打印头的连接示意图。图中：10-已打印建筑体；20-爬升导轨；30-爬升构件；40-打印装置，42-打印头横梁，43-轨道横梁，44-连系梁，45-连接板，46-附墙连杆；50-打印头。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种区块分布式3D打印装置及其打印方法作进一步详细说明。根据下面的说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本专利技术的
技术实现思路
及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本专利技术技术方案的限制。实施例一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区块分布式3D打印装置，其特征在于，包括：固定于已打印建筑体的外立面的爬升导轨，能够沿着所述爬升导轨相对于所述已打印建筑体爬升或下降的爬升构件，以及位于所述已打印建筑体的顶部，且与所述爬升构件刚性连接的打印装置；所述打印装置包括与所述爬升构件顶端刚性连接的轨道框架以及打印头横梁，所述轨道框架包括若干相交固接的轨道横梁和连系梁组成的网格，所述轨道横梁和所述连系梁分别平行且等间距，所述打印头横梁两端能够沿着轨道横梁滑动，每根所述打印头横梁上设置一个能够沿所述打印头横梁滑动的打印头。

【技术特征摘要】
1.一种区块分布式3D打印装置，其特征在于，包括：
固定于已打印建筑体的外立面的爬升导轨，能够沿着所述爬升导轨相对于
所述已打印建筑体爬升或下降的爬升构件，以及位于所述已打印建筑体的顶
部，且与所述爬升构件刚性连接的打印装置；所述打印装置包括与所述爬升构
件顶端刚性连接的轨道框架以及打印头横梁，所述轨道框架包括若干相交固接
的轨道横梁和连系梁组成的网格，所述轨道横梁和所述连系梁分别平行且等间
距，所述打印头横梁两端能够沿着轨道横梁滑动，每根所述打印头横梁上设置
一个能够沿所述打印头横梁滑动的打印头。
2.根据权利要求1所述的区块分布式3D打印装置，其特征在于：所述打印
头横梁的两端设有滑块或滚轮组，所述轨道横梁上设有与所述滑块或滚轮组滑
动配合且横截面呈C形的滑道，使得所述打印头横梁的两端能够沿所述轨道
横梁的滑道滑动。
3.根据权利要求1所述的区块分布式3D打印装置，其特征在于：所述打印
装置还包括连接架，所述连接架包括基座以及与所述基座固定连接的打印头
杆，所述打印头连接在所述打印头杆上，所述基座与所述打印头横梁滑动配合，
使得所述打印头能够沿所述打印头横梁滑动。
4.根据权利要求1所述的区块分布式3D打印装置，其特征在于：所述轨道
框架的底部还固接有若干竖杆，所述轨道框架通过所述竖杆与所述爬升构件的
顶端刚性连接。
5.根据权利要求1所述的区块分布式3D打印装置，其特征在于：所述打印
头横梁两端还设有连接板，所述连接板与所述打印头横梁垂直固接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣帅，王美华，李林洁，伍小平，周锋，李增辉，程金蓉，
申请(专利权)人：上海建工集团股份有限公司，上海市机械施工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31