一种压挤式3D打印混凝土挤出系统技术方案

本发明专利技术公开一种压挤式3D打印混凝土挤出系统，涉及3D打印机械装备技术领域；包括水平设置的挤料仓，挤料仓中部顶端连通有进料管，进料仓内活动设置有挤料器，挤料器一侧开设有弧形凹槽，弧形凹槽的中心线与挤料仓的水平中心线重合；挤料器两端分别固定连接有挤料器杆，挤料器杆远离挤料器的一端分别穿设于挤料器杆固定管内，挤料器杆固定管远离挤料器杆的一端固定设置于挤料仓两端的内壁上；挤料仓两端底部分别与U型结构的输料管两端连通，输料管底部连通有出料管；挤料仓一侧设置有电机，电机的输出轴连接有Z型传动杆，Z型传动杆末端滑动设置于弧形凹槽内。本发明专利技术利用挤料器的往复运动实现可打印材料的均匀稳定挤出。

【技术实现步骤摘要】
一种压挤式3D打印混凝土挤出系统
本专利技术涉及3D打印机械装备
，特别是涉及一种压挤式3D打印混凝土挤出系统。
技术介绍
混凝土3D打印技术作为一种新兴建造技术，已是引领技术创新在经建筑领域的时代潮流。当前，3D打印机挤出系统采用螺旋搅拌轴挤出混凝土材料，挤出系统的设计在很大程度决定材料的出料方式以及材料和结构的性能。采用螺旋搅拌轴挤出的方式，材料内部气泡、空隙多，打印质量问题难以有效解决。公布号为CN208133209U的专利提出了一种混凝土3D打印挤出头，其主要包括电机、固定盖、送料管、螺旋搅拌轴、喷嘴、液体速凝剂输送管和混凝土浆体输送管；公布号为CN208557866U的专利提出了一种混凝土3D打印喷头及打印机，其主要包括：主体套筒、固定衬套、套筒、速凝剂导入管、喷嘴、螺旋搅拌轴、搅拌螺杆、电机、进料筒、上支撑板、下支撑板、上固定板、下固定板、支撑轴、长螺柱杆、短螺柱杆、翼板、缺口和圆周面；上述两专利的打印设备均采用螺旋搅拌轴旋转挤出材料的方式打印成型，打印过程易引入空气气泡，打印质量存在较大缺陷。然而在工程实际应用过程中，更为关注的是水泥基材料在满足可打印性能前提下可以高质量打印成型，现有设备难以满足上述要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种压挤式3D打印混凝土挤出系统，以解决上述现有技术存在的问题，利用挤料器的往复运动实现可打印材料的均匀稳定挤出。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种压挤式3D打印混凝土挤出系统，包括水平设置的挤料仓，所述挤料仓中部顶端连通有进料管，所述进料仓内活动设置有挤料器，所述挤料器一侧开设有弧形凹槽，所述弧形凹槽的中心线与所述挤料仓的水平中心线重合；所述挤料器两端分别固定连接有挤料器杆，所述挤料器杆远离挤料器的一端分别穿设于挤料器杆固定管内，所述挤料器杆固定管远离所述挤料器杆的一端固定设置于所述挤料仓两端的内壁上；所述挤料仓两端底部分别与U型结构的输料管两端连通，所述输料管底部连通有出料管；所述挤料仓一侧设置有电机，所述电机的输出轴连接有Z型传动杆，所述Z型传动杆末端滑动设置于所述弧形凹槽内。可选的，所述输料管内竖直插设有挡料板，所述挡料板位于所述输料管与所述出料管连通位置处，且所述挡料板位于所述出料管的竖直中心线上。可选的，所述电机通过电机支撑板固定设置于所述挤料仓一侧。可选的，还包括保护筒，所述保护筒上部为内部中空的圆柱形结构，所述保护筒下部为锥形筒状结构；所述挤料仓固定设置于所述保护筒内，且所述进料管穿设于所述保护筒侧壁上，所述出料管末端穿设于所述保护筒底部。可选的，所述挡料板的直径与所述输料管的直径相同，所述挡料板的长度大于所述输料管的长度。可选的，所述进料管水平穿设于所述保护筒上部的侧壁上，所述进料管一端通过弧形连接管与所述挤料仓顶部连通。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术压挤式3D打印混凝土挤出系统相较于螺旋搅拌式挤出系统，空隙率少，挤出密实，打印质量更高。本专利技术中的挤料器由电机带动，在打印机控制下实现精确挤料过程，在打印过程中可根据打印模型精确控制电机转动，进而满足打印高精度要求。本专利技术中的挡料板可输料管内材料挤出灵活摆动，挡料板在材料挤压力作用下灵活控制材料均匀经出料管挤出，满足打印挤出稳定均匀。本专利技术出料管可直接用于打印，也可连接不同直径的打印喷头，实现不同尺度下的精确建造。本专利技术专门针对挤出系统设计，可改善打印质量，拓展挤出系统种类，提高打印构件使用寿命。本专利技术在出料管处设置有压力传感器，用于感应实验材料在挤出过程中压力变化，实现打印过程质量控制精细化。本专利技术同时也适用于非水泥基材料的精确制造。本专利技术可安装于其他大型打印机，实现结构部件的加工成型。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本专利技术压挤式3D打印混凝土挤出系统整体结构示意图；图2为本专利技术整体结构正视图；图3为本专利技术整体结构后视图；图4为本专利技术整体结构俯视图；图5为本专利技术整体结构仰视图；图6为本专利技术整体结构左视图；图7为本专利技术整体结构右视图；图8为本专利技术内部整体结构示意图；图9为本专利技术内部整体结构俯视图；图10为本专利技术内部整体结构剖面示意图；图11为本专利技术挤料仓剖面示意图；附图标记说明：100.压挤式3D打印混凝土挤出系统，1.进料管，2.挤料仓，3.保护筒，4.出料管，5.电机，6.电机支撑板，7.挡料板，8.输料管，9.挤料器，10.挤料器杆固定管，11.挤料器杆，12.Z型传动杆。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种压挤式3D打印混凝土挤出系统，以解决上述现有技术存在的问题，利用挤料器的往复运动实现可打印材料的均匀稳定挤出。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供了一种压挤式3D打印混凝土挤出系统100，如图1-图11所示，包括进料管1、挤料仓2、保护筒3、出料管4、电机5、电机支撑板6、挡料板7、输料管8、挤料器9、挤料器杆固定管10、挤料器杆11和Z型传动杆12；保护筒3为压挤式3D打印混凝土挤出系统的保护结构和连接打印机的支撑结构，在打印机的统一控制下实现压挤式挤出系统的打印成型；进料管1密封连接挤料仓2，挤料仓2左、右两端与U型结构的输料管8左右两端密封连接，且与输料管8左右两端顶部连通；输料管8底端与出料管4密封连接，实现可打印材料从进料管1经挤料仓2、输料管8至出料管4完成挤出过程；电机5固定于电机支撑板6上，与Z型传动杆12固定连接；Z型传动杆12端头固定于挤料器9内部弧形凹槽内，可沿凹槽滑动；挤料仓2内径与挤料器9直径一致，可将挤料仓2分为左右两个仓室，挤料器9能够在挤料仓2内左右平动；挤料器9两端固定有挤料器杆10，挤料器杆10的另一端安装于挤料仓2内部挤料器杆固定管10中，实现挤料器9在电机5的带动下在挤料仓2内做往复运动；挤料仓2与输料管8光滑平顺密封连接，实现材料顺利挤出；挡料板7位于输料管8和出料管4密封连接处，挡料板7直径与输料管8一致，长度略长于输料管8，输料管8一侧出料时挡料板7会暂时阻挡另一侧输料管8输料，实现材料的均匀、顺利挤出。经过试验证明，本专利技术压挤式3D打印混凝土挤出系统将电机的圆周运动转变为挤料器的往复运动，利用挤料器的往复运动实现可打印材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压挤式3D打印混凝土挤出系统，其特征在于：包括水平设置的挤料仓，所述挤料仓中部顶端连通有进料管，所述进料仓内活动设置有挤料器，所述挤料器一侧开设有弧形凹槽，所述弧形凹槽的中心线与所述挤料仓的水平中心线重合；所述挤料器两端分别固定连接有挤料器杆，所述挤料器杆远离挤料器的一端分别穿设于挤料器杆固定管内，所述挤料器杆固定管远离所述挤料器杆的一端固定设置于所述挤料仓两端的内壁上；所述挤料仓两端底部分别与U型结构的输料管两端连通，所述输料管底部连通有出料管；所述挤料仓一侧设置有电机，所述电机的输出轴连接有Z型传动杆，所述Z型传动杆末端滑动设置于所述弧形凹槽内。/n

【技术特征摘要】
1.一种压挤式3D打印混凝土挤出系统，其特征在于：包括水平设置的挤料仓，所述挤料仓中部顶端连通有进料管，所述进料仓内活动设置有挤料器，所述挤料器一侧开设有弧形凹槽，所述弧形凹槽的中心线与所述挤料仓的水平中心线重合；所述挤料器两端分别固定连接有挤料器杆，所述挤料器杆远离挤料器的一端分别穿设于挤料器杆固定管内，所述挤料器杆固定管远离所述挤料器杆的一端固定设置于所述挤料仓两端的内壁上；所述挤料仓两端底部分别与U型结构的输料管两端连通，所述输料管底部连通有出料管；所述挤料仓一侧设置有电机，所述电机的输出轴连接有Z型传动杆，所述Z型传动杆末端滑动设置于所述弧形凹槽内。


2.根据权利要求1所述的压挤式3D打印混凝土挤出系统，其特征在于：所述输料管内竖直插设有挡料板，所述挡料板位于所述输料管与所述出料管连通位置处，且所述挡料板位于所述出料管的竖直中心线...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国伟，王里，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12