台式混凝土3D打印机制造技术

本公开提供了一种台式混凝土3D打印机，包括：框架；三维运动平台，通过其X轴模组的两条滑轨上的支撑座可拆卸地固定于框架上；打印喷头，固定于三维运动平台的Y轴模组的滑块上；控制模块，用于控制三维运动平台中X轴模组、Y轴模组和Z轴模组的驱动电机运行，将打印喷头移动到设定位置；控制打印喷头内的打印电机运行将物料挤出。本公开中，三维运动平台通过支撑座可拆卸地固定于框架上，拆卸、安装、维护简单方便，支撑座可沿X轴前后滑动，安装方便，适用范围广。

Desktop concrete 3D printer

【技术实现步骤摘要】
台式混凝土3D打印机
本公开涉及机电设备及建筑3D打印
，尤其涉及一种台式混凝土3D打印机。
技术介绍
3D打印技术(3DPrinting，简称3DP)出现于20世纪90年代中期，其工作原理是通过电脑控制将“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图转变成实物产品。建筑3D打印技术是在熔融沉积成型(FusedDepositionModeling，简称FDM)基础上发展出来的新型应用，其原理是通过三维切片软件对建筑构件的三维模型进行切片分层生成打印机运动代码，然后由打印机的三坐标移动平台驱动挤出机逐层挤出水泥砂浆，多次堆叠成型具有实用功能的建筑构件。在实现本公开的过程中，申请人发现目前的混凝土3D打印机较为笨重，拆卸、安装、搬运、清洗都不方便；同时自动化程度较低，对物料料位、物料质量等参数的把握还停留在经验阶段，对人工的依赖较强。公开内容(一)要解决的技术问题本公开提供了一种台式混凝土3D打印机，以至少部分解决以上所提出的技术问题。(二)技术方案本公开提供了一种台式混凝土3D打印机，包括：框架；三维运动平台，通过其X轴模组的两条滑轨上的支撑座可拆卸地固定于框架上；打印喷头，固定于三维运动平台的Y轴模组的滑块上；控制模块，用于控制三维运动平台中X轴模组、Y轴模组和Z轴模组的驱动电机运行，将打印喷头移动到设定位置；控制打印喷头内的打印电机运行将物料挤出。在本公开的一些实施例中，在X轴模组每条滑轨底部的两侧开设固定槽，每条固定槽对应至少两个支撑座，支撑座可滑动地卡接于该固定槽内，支撑座在其边角位置向下开设有固定孔；框架上开设有相应的固定孔；三维运动平台和框架通过固定孔内的固定件可拆卸连接。在本公开的一些实施例中，对于框架：在框架主体的两侧各伸出两条支撑臂，每个支撑臂与卡接于X轴模组上的一支撑座相对应；在所述支撑臂上开设有固定孔；固定螺栓穿过支撑座上的固定孔和支撑臂上的固定孔，将所述三维运动平台固定在框架上。在本公开的一些实施例中，还包括：连接装置；所述连接装置包括：固定安装板，固定安装于Y轴模组的滑块上；喷头安装板，固定于固定安装板上，呈水平方向设置；打印喷头包括：步进电机，固定于喷头安装板的上方，其输出轴竖直向下穿过喷头安装板；料筒，固定于喷头安装板的下方，其形成有斜向上方的进料口；喷头绞龙，竖直向下安装于料筒内，其上端通过联轴器连接至步进电机的输出轴；喷头，安装于料筒的下部。在本公开的一些实施例中，料筒自上而下包括：进料套筒、锥形筒以及圆筒；进料套筒向下连接锥形筒的大口，其向上提供步进电机的电机轴和喷头绞龙的绞龙轴的连接空间，其斜向上方形成进料口；圆筒向上连接锥形筒的小口，向下螺接喷头；喷头绞龙贯穿进料套筒、锥形筒和圆筒。在本公开的一些实施例中，还包括：料位传感器，设置于锥形筒内侧，用于感应表征料筒内物料量的第二料位L2；压力传感器，设置于锥形筒和圆筒的连接位置，用于感应表征物料在挤出过程中压力的第二压力P2；所述控制模块，用于根据所述第二料位L2和第二压力P2对打印喷头中的步进电机进行控制。在本公开的一些实施例中，控制模块执行的控制逻辑如下：接收料位传感器获取的第二料位L2；接收压力传感器获取的第二压力P2；当第二料位L2低于设定的打印喷头料斗内的料位下限L04时，停止打印电机；当第二料位L2高于设定的打印喷头料斗内的料位上限L05时，发出报警信号；当第二压力P2的波动值超过设定的波动范围时，发出报警信息并停止打印电机。在本公开的一些实施例中，还包括：超声振动源，设置于打印喷头料斗的外侧，用于以超声振动的方式对料斗内物料进行振动除气，其中超声振动的频率范围是2×104～5×104Hz。在本公开的一些实施例中，三维运动平台包括：X轴模组、Y轴模组和Z轴模组，其中：X轴模组的两条滑轨通过支撑座固定在框架上；Z轴模组的两条滑轨竖直向上分别固定于X轴模组的两滑块上；Y轴模组的滑轨的两侧分别固定于Z轴模组的两滑块上；所述打印喷头固定在沿Y轴模组的滑块上，三个模组的滑块在控制模块的控制下由相应的驱动电机带动在相应的滑轨上移动。在本公开的一些实施例中，在三维运动平台的模组滑块上，设置有前、后运动检测部件；其中，该运动检测部件用于实时测量滑块当前位置与前、后极限位置的距离，在滑块到达极限位置后，向控制模块发送信号，由控制模块停止相应驱动电机的运行。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开台式混凝土3D打印机至少具有以下有益效果其中之一：(1)三维运动平台通过支撑座可拆卸地固定于框架上，拆卸、安装、维护简单方便，支撑座可沿X轴前后滑动，安装方便，适用范围广。(2)采用三维运动平台作为打印喷头的运动支撑部件，技术成熟，运动稳定性好，整机小巧，适用范围广，便于人工搬运和安装。(3)采用步进电机直接驱动绞龙旋转挤出机构，结构简单，拆卸、维修、清洗方便。(4)通过料位传感器实现对料位的监测，通过压力传感器实现了物料均匀性的监测，通过料位信息和物料均匀性的信息来控制打印电机，可以尽可能保证打印产品的质量，节省人工，还可以避免了由于喷料等情形对打印喷头的损害。(5)采用超声振动进行除气，避免了除气振动对打印作业的影响，不会影响打印作品的质量。附图说明图1为本公开实施例台式混凝土3D打印机的结构示意图。图2为图1所示台式混凝土3D打印机中打印喷头和连接组件的透视图。图3为图1所示台式混凝土3D打印机中控制模块执行的控制逻辑的示意图。【附图中本公开实施例主要元件符号说明】100-框架；110-框架主体；121-脚轮；130-辊轮架；131-辊轮；132-定位销结构；141-支撑臂；200-三维运动平台；210-X轴模组；211-固定槽；212-支撑座；213-固定孔；214、215-前、后两运动检测部件；221-Y轴滑轨；231-Z轴滑轨；300-打印喷头；311-固定安装板；312-喷头安装板；320-步进电机；330-料筒；340-喷头绞龙；350-喷头；331-进料口；332-进料套筒；333-锥形筒；334-圆筒；400-滑动平台。具体实施方式本公开提供了一种拆卸、安装、维修、清理方便，智能化程度高，适用范围广的台式混凝土3D打印机。在下文中，本公开某些实施例将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种台式混凝土3D打印机。图1为本公开实施例台式混凝土3D打印机的结构示意图。如图1所示，本实施例台式混凝土3D打印机包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种台式混凝土3D打印机，包括：/n框架；/n三维运动平台，通过其X轴模组的两条滑轨上的支撑座可拆卸地固定于所述框架上；/n打印喷头，固定于所述三维运动平台的Y轴模组的滑块上；/n控制模块，用于控制所述三维运动平台中X轴模组、Y轴模组和Z轴模组的驱动电机运行，将所述打印喷头移动到设定位置；控制所述打印喷头内的打印电机运行将物料挤出。/n

【技术特征摘要】
1.一种台式混凝土3D打印机，包括：
框架；
三维运动平台，通过其X轴模组的两条滑轨上的支撑座可拆卸地固定于所述框架上；
打印喷头，固定于所述三维运动平台的Y轴模组的滑块上；
控制模块，用于控制所述三维运动平台中X轴模组、Y轴模组和Z轴模组的驱动电机运行，将所述打印喷头移动到设定位置；控制所述打印喷头内的打印电机运行将物料挤出。


2.如权利要求1所述的台式混凝土3D打印机，其中：
在所述X轴模组每条滑轨底部的两侧开设固定槽，每条固定槽对应至少两个支撑座，支撑座可滑动地卡接于该固定槽内，支撑座在其边角位置向下开设有固定孔；
所述框架上开设有相应的固定孔；所述三维运动平台和所述框架通过固定孔内的固定件可拆卸连接。


3.如权利要求2所述的台式混凝土3D打印机，对于所述框架：在框架主体的两侧各伸出两条支撑臂，每个支撑臂与卡接于X轴模组上的一支撑座相对应；在所述支撑臂上开设有固定孔；固定螺栓穿过支撑座上的固定孔和支撑臂上的固定孔，将所述三维运动平台固定在框架上。


4.如权利要求1所述的台式混凝土3D打印机，还包括：连接装置；
所述连接装置包括：固定安装板，固定安装于Y轴模组的滑块上；喷头安装板，固定于固定安装板上，呈水平方向设置；
所述打印喷头包括：步进电机，固定于喷头安装板的上方，其输出轴竖直向下穿过喷头安装板；料筒，固定于喷头安装板的下方，其形成有斜向上方的进料口；喷头绞龙，竖直向下安装于料筒内，其上端通过联轴器连接至步进电机的输出轴；喷头，安装于料筒的下部。


5.如权利要求4所述的台式混凝土3D打印机，其中，所述料筒自上而下包括：进料套筒、锥形筒以及圆筒；
所述进料套筒向下连接锥形筒的大口，其向上提供步进电机的电机轴和喷头绞龙的绞龙轴的连接空间，其斜向上方形成进料口；所述圆筒向上连接锥形筒的小口，向下螺接喷头；
所述喷头绞龙贯穿进料套筒、锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：李芳，刘潇，高彦成，屈浩，
申请(专利权)人：华创智造天津科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12