砌块式建筑3D打印方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种砌块式建筑3D打印方法及设备，方法包括步骤：将待打印墙体按砌体结构划分成多个单元区块；于现场原址打印墙体的单元区块，于水平方向上在墙体的宽度空间范围内逐个打印单元区块；待完成所述墙体第一层的所述单元区块的打印后，于第一层所述单元区块上逐个打印墙体第二层的单元区块，逐层循环打印，完成整面墙体的砌块式3D打印。本发明专利技术改变了现有建筑3D打印的工艺工序，采用现场原址打印建筑物模块单元，但无需吊装和现场装配，实现边打印边成型的模式，局部小范围内打印模块，减少打印设备整体运行的时间及轨迹，降低设备运行能耗，同时在打印设备出料端部设置自动机械手，实现多维度、多角度打印，方便各种构件的成型。

【技术实现步骤摘要】
砌块式建筑3D打印方法及设备
本专利技术涉及建筑3D打印
，尤其涉及一种砌块式建筑3D打印方法及设备。
技术介绍
目前市场上的建筑3D打印工艺及建筑物品装配工序大致两种：一、进行建筑小品、建筑构件等建筑物打印，打印单品完成后，对其进行吊装，拼接成型；二、大型建筑物现场直接打印常规打印工艺为从下往上层层叠加式，同一平层的打印完成后进入下一平层区域打印。现有的两种工艺工序各有弊端，第一种方式，吊装和拼接施工周期长；第二种方式，对于大型建筑物的现场打印来说，打印装置需在平层内进行往复运动，耗能很大，要实现高精度打印，设备动力、传动装置的配置要求也很高。常常因打印精度、设备稳定性、设备传动性能、设备可制造性等因素限制了设备的尺寸，从而局限了所打印建筑物的大小。
技术实现思路
针对上述存在问题，本专利技术旨在提供一种砌块式建筑3D打印方法及设备，采用多级传动控制打印的概念，改变现有建筑打印工艺工序，实现超大尺寸高精度建筑自动打印。本专利技术的第一方面提供了一种砌块式建筑3D打印方法，其包括步骤：将待打印墙体按砌体结构划分成多个单元区块；于现场原址打印所述墙体的单元区块，于水平方向上在所述墙体的宽度空间范围内逐个打印所述单元区块；待完成所述墙体第一层的所述单元区块的打印后，于第一层所述单元区块上逐个打印墙体第二层的单元区块，逐层循环打印，完成整面墙体的砌块式3D打印。在一些实施例中，所述墙体为一建筑物中的一单面墙体，所述建筑物由多面所述单面墙体合围形成；在完成所述单面墙体的所述砌块石3D打印后，还包括步骤：回到基础地面，从基础地面开始逐面进行其它面单面墙体的所述砌块式3D打印，完成整个所述建筑物的砌块式3D打印。在一些实施例中，所述墙体为一建筑物中的多面墙体单元的组合，并且，在完成所述墙体的砌块式3D打印后，即完成整个所述建筑物的砌块式3D打印。在一些实施例中，所述单元区块的厚度等于所述墙体的设计厚度。在一些实施例中，所述单元区块包括侧面形状相契合的正梯形块和倒梯形块，且在打印所述单元区块时，每一层上的所述正梯形块和所述倒梯形块交替设置。在一些实施例中，在高度方向上，所述正梯形块与所述倒梯形块分别对齐。在一些实施例中，采用机械手打印所述单元区块。在一些实施例中，待完成所述墙体第一层的所述单元区块的打印后，采用自爬升顶升平台机构将打印机喷头进行顶升，进行上一层单元区块的打印。本专利技术的第二方面还提供了一种砌块式建筑3D打印设备，其包括：打印机喷头，所述打印机喷头通过供料管连接至供料装置；用于抓持所述打印机喷头的机械手；自爬升顶升平台机构，包括横跨于待打印墙体上方的顶升平台和可伸缩地支撑于所述顶升平台底部的自爬式支撑柱，所述自爬式支撑柱的顶部设有滑轨，所述顶升平台滑设于所述滑轨，所述机械手安装于所述顶升平台的底部。在一些实施例中，所述机械手通过一升降体可升降地安装于所述顶升平台上。本专利技术改变了现有建筑3D打印的工艺工序，采用现场原址打印建筑物模块单元，但无需吊装和现场装配，实现边打印边成型的模式，局部小范围内打印模块，减少打印设备整体运行的时间及轨迹，降低设备运行能耗，同时在打印设备出料端部设置自动机械手，实现多维度、多角度打印，方便各种构件的成型。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了根据本专利技术实施例的砌块式建筑3D打印方法的示例性工况结构示意图。图2示出了根据本专利技术实施例的砌块式建筑3D打印方法打印成型的墙体的示例性结构示意图。图3示出了根据本专利技术实施例的砌块式建筑3D打印方法的示例性墙体横截面结构示意图。图4示出了根据本专利技术另一实施例的砌块式建筑3D打印方法的示例性墙体纵面结构示意图。图5示出了根据本专利技术实施例的砌块式建筑3D打印设备的示例性正面结构示意图。图6示出了根据本专利技术实施例的砌块式建筑3D打印设备的示例性侧面结构示意图。图7示出了根据本专利技术实施例的砌块式建筑3D打印设备的示例性结构俯视图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细地说明。参见图1和图2，其中，图1示出了根据本专利技术实施例的砌块式建筑3D打印方法的示例性工况结构示意图，图2示出了根据本专利技术实施例的砌块式建筑3D打印方法打印成型的墙体的示例性结构示意图，图3示出了根据本专利技术实施例的砌块式建筑3D打印方法的示例性墙体横截面结构示意图。如图所示，本专利技术实施例的砌块式建筑3D打印方法主要包括以下步骤：步骤1：将待打印墙体按砌体结构划分成多个单元区块11，每个单元区块11的宽度匹配于墙体的设计厚度，单元区块11的长度略大于其宽度，形成横截面呈空心矩形，单元区块11的横截面的内部可具有斜向支撑111。步骤2：于现场原址打印墙体的单元区块11，具体地，在墙体的设计宽度空间范围内，于水平方向上自墙体设计轨迹的第一端向第二端逐个打印单元区块11。采用机械手灵活控制打印机喷头进行单元区块11的打印，单元区块11采用局部小范围打印，在单个单元区块11的打印区间内，只要通过机械手的活动就能完成打印，无需整体移动打印机，因此，局部小范围打印单元区块可减少打印机整体运行的时间及轨迹，降低设备运行能耗，在打印机出料端，即打印机喷头部位设置自动机械手，机械手为现有技术，采用机械手控制系统操控，可以灵活调节打印机喷头在一定范围内移动，完成单个单元区块11的打印。并且，在完成第一个单元区块11的打印后，可通过将机械手平移至下一个单元区块的打印位置进行下一个单元区块的打印，如此循环，沿着墙体的设计轨迹逐个打印完成单元区块11，直至完成墙体第一层上的所有单元区块的打印。步骤3：待完成墙体第一层的所有单元区块11的打印后，将机械手和打印机喷头竖向提升一定距离，约一层单元区块的高度，于第一层中最后完成打印的那一块单元区块的上方开始进行墙体第二层的单元区块的打印，打印方式与第一层单元区块完全一样，只是打印方向不同，第一层由左至右打印，第二层由右至左打印。待完成第二层全部单元区块的打印后，在此提升机械手和打印机喷头，按照同样的工序，继续打印墙体上层的单元区块，直至完成整面墙体的砌块式3D打印。本专利技术改变了现有建筑3D打印的工艺工序，采用现场原址打印建筑物模块单元，但无需吊装和现场装配，实现边打印边成型的模式，局部小范围内打印模块，减少打印设备整体运行的时间及轨迹，降低设备运行能耗，同时在打印设备出料端部设置自动机械手，实现多维度、多角度打印，方便各种构件的成型。上述实施例中的墙体为一建筑物中的多面墙体单元的组合，即在打印每一层时，将墙体的四个面一起进行打印，打印完成的每一层单元区块的结构如图3所示。在此种情况下，在完成上述整面墙体的砌块式3D打印后，即相当于完成了整个建筑物的砌块式3D打印。当然，上述整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砌块式建筑3D打印方法，其特征在于，包括步骤：将待打印墙体按砌体结构划分成多个单元区块；于现场原址打印所述墙体的单元区块，于水平方向上在所述墙体的宽度空间范围内逐个打印所述单元区块；待完成所述墙体第一层的所述单元区块的打印后，于第一层所述单元区块上逐个打印墙体第二层的单元区块，逐层循环打印，完成整面墙体的砌块式3D打印。

【技术特征摘要】
1.一种砌块式建筑3D打印方法，其特征在于，包括步骤：将待打印墙体按砌体结构划分成多个单元区块；于现场原址打印所述墙体的单元区块，于水平方向上在所述墙体的宽度空间范围内逐个打印所述单元区块；待完成所述墙体第一层的所述单元区块的打印后，于第一层所述单元区块上逐个打印墙体第二层的单元区块，逐层循环打印，完成整面墙体的砌块式3D打印。2.如权利要求1所述的砌块式建筑3D打印方法，其特征在于，所述墙体为一建筑物中的一单面墙体，所述建筑物由多面所述单面墙体合围形成；在完成所述单面墙体的所述砌块石3D打印后，还包括步骤：回到基础地面，从基础地面开始逐面进行其它面单面墙体的所述砌块式3D打印，完成整个所述建筑物的砌块式3D打印。3.如权利要求1所述的砌块式建筑3D打印方法，其特征在于，所述墙体为一建筑物中的多面墙体单元的组合，并且，在完成所述墙体的砌块式3D打印后，即完成整个所述建筑物的砌块式3D打印。4.如权利要求1所述的砌块式建筑3D打印方法，其特征在于，所述单元区块的厚度等于所述墙体的设计厚度。5.如权利要求1所述的砌块式建筑3D打印方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩立芳，连春明，王进，杨晓冬，杨燕，白洁，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31