一种适用于混凝土的3D打印喷头及3D打印机制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于混凝土的3D打印喷头，包括送料管、安装在送料管顶端的电机、设在送料管内的螺杆搅拌轴、设在送料管底部的喷嘴、与送料管连接且用于向送料管内输送混凝土干料的干料输送管，以及用于向送料管内输送混凝土液料的液料输送管，螺杆搅拌轴由电机驱动且用于混合搅拌混凝土并使其从喷嘴处挤出；将混凝土分为干料和液料输送，并使两者在送料管的进口处混合，电机驱动螺杆搅拌轴在送料管里搅拌，使得混凝土在螺旋推送过程中被搅拌均匀，可以减少混凝土在送料管中的时间，保证混凝土不会堵管，被搅拌均匀的混凝土在螺杆搅拌轴的推动下经喷嘴挤出，按照施工图纸叠加打印成型。本发明专利技术还公开了一种包括上述3D打印喷头的3D打印机。

3D printing nozzle suitable for concrete and 3D printer

The invention discloses a 3D print head is suitable for concrete, which comprises a feeding pipe, the feeding pipe installed on the top of the motor, a feeding tube, a stirring shaft screw feeding pipe at the bottom of the nozzle, and the feed pipe connected to the feeding tube and used for conveying concrete dry dry transfer the tube, as well as for liquid conveying concrete liquid to feed pipe conveying pipe, screw stirring shaft driven by a motor and is used for mixing concrete and the extrusion from the nozzle; the concrete is divided into dry and liquid conveying, and made both at the entrance of mixed feeding tube, motor driven screw stirring the stirring shaft in the feed pipe, the concrete in the spiral push is in the process of mixing, can reduce concrete in conveying pipe in time, ensure the concrete is not blocking tube, uniform mixing of the concrete mixing in the screw shaft Press the nozzle to extrude and print according to the construction drawing. The invention also discloses a 3D printer including the 3D printing nozzle.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于混凝土的3D打印喷头及3D打印机
本专利技术涉及3D打印
，特别是涉及一种适用于混凝土的3D打印喷头。此外，本专利技术还涉及一种包括上述3D打印喷头的3D打印机。
技术介绍
3D打印机是通过电脑控制，把各种“打印材料”经过层层堆积，把设计图纸变为实物的机器，3D打印技术是一种具有极大突破性的技术。3D打印的材料需要在一定的时间内达到需要的强度，否则就会出现大幅度的塑形变形甚至垮塌。目前的3D打印技术普遍使用ABS、PLA、光敏树脂等材料打印实物，有极少数使用金属等特殊材料进行3D打印，而现在市场上的混凝土一般流动性很大，其很难快硬化速成型，若使用流动性较小的混凝土，其能够很快硬化但是在输送过程中很难保证不堵管，因此目前应用于建筑行业的3D打印少之又少，更没有一种专门用于小型混凝土试件打印的3D打印机及专用喷头。因此如何解决3D打印过程中混凝土易硬化堵管等问题，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于混凝土的3D打印喷头，其结构设计能够解决3D打印过程中混凝土易硬化堵管的问题。本专利技术的另一目的是提供一种包括上述3D打印喷头的3D打印机。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种适用于混凝土的3D打印喷头，包括送料管、安装在所述送料管顶端的电机、设在所述送料管内的螺杆搅拌轴、设在所述送料管底部的喷嘴、与所述送料管连接且用于向所述送料管内输送混凝土干料的干料输送管，以及用于向所述送料管内输送混凝土液料的液料输送管，所述螺杆搅拌轴由所述电机驱动且用于在所述送料管内混合搅拌混凝土并使其从所述喷嘴处挤出。优选地，所述干料输送管的送料出口和所述液料输送管的送料出口在所述送料管上重合。优选地，所述螺杆搅拌轴与所述送料管的内壁无缝相接。优选地，所述干料输送管与所述送料管连通且向所述送料管内混凝土挤出的反方向倾斜。优选地，所述喷嘴的直径为5mm至10mm。优选地，还包括固定块，所述进料管安装在所述固定块的下侧，所述电机安装在所述固定块的上侧且其动力轴穿过所述固定块后伸入所送料管内与所述螺杆搅拌轴连接。优选地，在所述喷嘴处安装有用于测量混凝土出料速率的流量剂。优选地，还包括用于根据所述流量剂的测量数据调节所述螺杆搅拌轴的转动速率以及调节所述干料输送管和所述液料输送管的进料速率的控制器。优选地，所述电机为步进电机。本专利技术还提供一种适用于混凝土的3D打印机，包括打印机体和3D打印喷头，所述3D打印喷头具体为上述任意一项所述的3D打印喷头。本专利技术提供的适用于混凝土的3D打印喷头，包括送料管、安装在送料管顶端的电机、设在送料管内的螺杆搅拌轴、设在送料管底部的喷嘴、与送料管连接且用于向送料管内输送混凝土干料的干料输送管，以及用于向送料管内输送混凝土液料的液料输送管，螺杆搅拌轴由电机驱动且用于在送料管内混合搅拌混凝土并使其从喷嘴处挤出。将混凝土分为干料和液料输送，并使混凝土干料和液料在送料管的进口处混合，电机驱动螺杆搅拌轴在送料管里搅拌，使得混凝土在螺旋推送过程中被搅拌均匀，这样可以减少混凝土在送料管中的时间，保证混凝土不会堵管，被搅拌均匀的混凝土在螺杆搅拌轴的推动下经喷嘴挤出，按照施工图纸叠加打印成型；综上所述，本专利技术提供的适用于混凝土的3D打印喷头，结构简单，使用方便，能够解决混凝土易堵管等的问题。本专利技术提供的3D打印机包括上述3D打印喷头，由于上述3D打印喷头具有上述技术效果，上述3D打印机也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。附图说明图1为本专利技术所提供的3D打印喷头的一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1中的A-A向剖视图；图3为图2的局部放大示意图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种适用于混凝土的3D打印喷头，其结构设计能够解决3D打印过程中混凝土易硬化堵管的问题。本专利技术的另一核心是提供一种包括上述3D打印喷头的3D打印机。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1至图3，图1为本专利技术所提供的3D打印喷头的一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1中的A-A向剖视图；图3为图2的局部放大示意图。本专利技术具体实施方式提供的适用于混凝土的3D打印喷头，包括送料管3、电机1和设在送料管3内的螺杆搅拌轴4，在送料管3的顶端安装有电机1，在送料管3的底端设有喷嘴5，电机1的动力轴与螺杆搅拌轴4连接，螺杆搅拌轴4由电机1驱动，还包括干料输送管7和液料输送管8，干料输送管7设在送料管3的管壁上且与送料管3连通，用于向送料管3内输送混凝土干料，液料输送管8与送料管3连通，用于向送料管3内输送混凝土液料，螺杆搅拌轴4在电机1的驱动下且在送料管3内搅拌混凝土并使其从喷嘴5处挤出。本专利技术提供的适用于混凝土的3D打印喷头，将混凝土分为干料和液料输送，并使混凝土干料和液料在送料管3的进口处混合，电机1驱动螺杆搅拌轴4在送料管3里搅拌，使得混凝土在螺旋推送过程中被搅拌均匀，这样可以减少混凝土在送料管3中的时间，保证混凝土不会堵管，被搅拌均匀的混凝土在螺杆搅拌轴4的推动下经喷嘴5挤出，按照施工图纸叠加打印成型。另外，干料输送管7和液料输送管8可以保证同步进料，通过调节混凝土干料和液料的进料速度，可以适用于不同配比的混凝土，通过调节电机1的转速即调节螺杆搅拌轴4的转速，控制混凝土的出料速度，进而配合外界养护条件调节混凝土凝结硬化速度，达到更好的3D打印效果。综上所述，本专利技术提供的适用于混凝土的3D打印喷头，结构简单，使用方便，能够通过改变输料速率调节混凝土凝结硬化速度，能够解决混凝土易堵管等的问题。本专利技术具体实施方式提供的适用于混凝土的3D打印喷头，混凝土干料和混凝土液料分别通过干料输送管7和液料输送管8泵送至送料管3内，再进行混合搅拌，具体地，可以将干料输送管7的送料出口和液料输送管8的送料出口设置在送料管3上的同一位置，即干料输送管7的送料出口和液料输送管8的送料出口在送料管3上重合，以保证混凝土干料和液料在进入送料管3时即开始混合，可以达到更好的混合搅拌效果。也可以将液料输送管8设在干料输送管7上，并设在靠近干料输送管7的送料出口的位置，使液料输送管8通过干料输送管7与送料管3连通，使混凝土干料和混凝土液料在进入送料管3之前即在干料输送管7内开始混合，也在本专利技术的保护范围之内。本专利技术具体实施方式提供的适用于混凝土的3D打印喷头，螺杆搅拌轴4优选与送料管3的内壁无缝相接，即螺杆搅拌轴4的螺纹外径与送料管3的内壁直径相同，且能够保证螺杆搅拌轴4在送料管3内自由转动，这样能够使得进入送料管3内的混凝土始终沿螺杆搅拌轴4的螺纹凹槽被推送，不会出现混凝土材料卡在缝隙导致螺杆搅拌轴4停止运行的问题。在上述各具体实施方式的基础上，本专利技术具体实施方式提供的适用于混凝土的3D打印喷头，干料输送管7与送料管3连接时，干料输送管7可以向送料管3内混凝土挤出的反方向倾斜，即干料输送管7倾斜向上延伸，使得混凝土材料能够顺利地进入送料管3，且不会堵塞进料口，不会滴落材料造成浪费。另外，为保证进入送料管3的混凝土材料能够被搅拌均匀，干料输送管7可以设在送料管3靠近电机1的一端，这样可以最大化利用送料管3，延长搅拌时间。本专利技术具体实施方式提供的适用于混凝土的3D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于混凝土的3D打印喷头，其特征在于，包括送料管、安装在所述送料管顶端的电机、设在所述送料管内的螺杆搅拌轴、设在所述送料管底部的喷嘴、与所述送料管连接且用于向所述送料管内输送混凝土干料的干料输送管，以及用于向所述送料管内输送混凝土液料的液料输送管，所述螺杆搅拌轴由所述电机驱动且用于在所述送料管内混合搅拌混凝土并使其从所述喷嘴处挤出。

【技术特征摘要】
1.一种适用于混凝土的3D打印喷头，其特征在于，包括送料管、安装在所述送料管顶端的电机、设在所述送料管内的螺杆搅拌轴、设在所述送料管底部的喷嘴、与所述送料管连接且用于向所述送料管内输送混凝土干料的干料输送管，以及用于向所述送料管内输送混凝土液料的液料输送管，所述螺杆搅拌轴由所述电机驱动且用于在所述送料管内混合搅拌混凝土并使其从所述喷嘴处挤出。2.根据权利要求1所述的3D打印喷头，其特征在于，所述干料输送管的送料出口和所述液料输送管的送料出口在所述送料管上重合。3.根据权利要求2所述的3D打印喷头，其特征在于，所述螺杆搅拌轴与所述送料管的内壁无缝相接。4.根据权利要求3所述的3D打印喷头，其特征在于，所述干料输送管与所述送料管连通且向所述送料管内混凝土挤出的反方向倾斜。5.根据权利要求4所述的3D打印喷头，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐家兴，陈德，杨飞，丘伟兴，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44