本发明专利技术涉及建筑工程技术领域，且公开了一种混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置，包括挤出机和复杂的成型系统，所述挤出机和成型系统的下侧固定安装有喷嘴，挤出机和成型系统与喷嘴紧密连接，喷嘴的前侧下部设置有成型板，成型板在挤出机和成型系统前侧下部被固定，喷嘴的前部设置安装有窗板和用于打印壁横截面的致动器，窗板与致动器固定在挤出机和成型系统最前侧下部，位于成型板前侧上部。通过挤出机控制混凝土流量并输送至喷嘴，复杂的成型系统自动使具有固定横截面的简单出口喷嘴适应所需层几何形状后将混凝土挤出，成型板在装置移动过程中对混凝土进行稳定成型，致动器控制窗板的移动从而打印出各种形状的混凝土建筑产品，这一结构解决了现有的混凝土建筑制造生产率低下、影响产品性能与质量的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置
本专利技术涉及建筑工程
，具体为一种混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置。
技术介绍
在过去的几十年中，数字化和自动化已使许多生产行业的生产率迅速提高。在同一时期，在建筑行业的生产率停滞，甚至在一些国家和行业中呈下降趋势，特别是在世界范围内对新建筑的需求不断增长的背景下，现场操作工作的熟练工人短缺日益严重。生产率的停滞和熟练工人的减少是整体发展的主要限制因素，不仅在所谓的发达工业国家中，而且在大多数新兴经济体中。尽管建筑工人的工作状况一直在逐渐失去吸引力，但提高建筑中的自动化程度和数字化程度是应对建筑行业当前和未来挑战的唯一可行选择。混凝土在很大程度上占据着建筑制造的主导地位，而添加剂混凝土建筑具有很高的潜力，混凝土建筑的数字化和自动化应该成为重中之重，也是解决方案中的关键部分。尽管数字设计和规划工具(CAD，BIM等)已经相对完善，并且已经商业化，但是在实际的施工实践中仍然缺少数字化和自动化制造的手段，涉及到机械工程、混凝土技术、数据管理和施工管理等的跨学科合作，具有一定的潜力与挑战性。传统混凝土挤出技术是使用重型机械和非常坚硬的混凝土，导致挤出元件的横截面几乎完美地复制了挤出机吹口的形状，很少用于通过混凝土沉积进行制造。3D打印的方式是基于通过挤出的选择性材料沉积作为现有的方法，受建筑实践的要求和边界条件驱动，符合通用的建筑规范、有效的设计规范、现有的混凝土类别和典型的经济限制。在混凝土3D打印时，具有简单喷嘴几何形状的轻型打印头用于沉积相对较软的材料，该材料在沉积时呈现出与喷嘴不同的形状。细丝的沉积方式和成形过程以及3D打印机的运动学特征是各个机器的关键特征，混凝土3D打印可以使节省时间、劳动力和资源的先进构建过程成为可能，为了实现这一可能我们提出了一种混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置，具备高产量混凝土、实现经济的制造速度、高度自动化、可变的壁横截面和光滑的壁表面的优点，解决了现有的混凝土建筑制造生产率低下、影响产品性能与质量的问题。(二)技术方案为实现上述具备高产量混凝土、实现经济的制造速度、高度自动化、可变的壁横截面和光滑的壁表面的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置，包括挤出机和复杂的成型系统，所述挤出机和成型系统的下侧固定安装有喷嘴，挤出机和成型系统与喷嘴紧密连接，喷嘴的前侧下部设置有成型板，成型板在挤出机和成型系统前侧下部被固定，喷嘴的前部设置安装有窗板和用于打印壁横截面的致动器，窗板与致动器固定在挤出机和成型系统最前侧下部，位于成型板前侧上部。优选的，所述挤出机和成型系统为一个整体，挤出机与复杂的成型系统分别为整体的上下部分，从而保证混凝土由挤出机输送后立刻受成型系统控制，得以成型。优选的，所述喷嘴与挤出机和成型系统无缝紧密连接，从而保证喷嘴与混凝土同时受成型系统控制，为后序成型提供必要条件。优选的，所述喷嘴形状可变，与挤出机和成型系统相关，从而保证在混凝土出口处的成型系统能够自动使喷嘴横截面适应所需的层几何形状。优选的，所述成型板固定在喷嘴的前侧下部，从而保证混凝土从喷嘴挤出后壁表面光滑与稳定，同时由于装置的移动，成型板位于喷嘴前侧更能发挥其作用。优选的，所述窗板和用于打印壁横截面的致动器固定于装置最前侧下部，与喷嘴高度相同，从而保证窗板与致动器打印复杂的长丝形状和各种壁横截面。优选的，所述窗板和用于打印壁横截面的致动器为一个整体，致动器和窗板分别为整体的上下部分，从而保证致动器控制窗板的移动，窗板在下部打印各种形状的壁横截面。优选的，所述挤出机和成型系统内加入的混凝土为非钢筋混凝土，从而避免因钢筋的存在导致装置的破坏。优选的，所述挤出机和成型系统的混凝土输入端可连接多种现有机械设备，从而适应塔式起重机或移动式起重机、移动式挖掘机、用于岩土工程中喷射混凝土的移动机械手和车载式混凝土泵等多种机器。优选的，所述挤出机和成型系统具有输送和计量的功能，从而保证混凝土的流量可以被更好的控制。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置，具备以下有益效果：1、该混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置，通过挤出机控制混凝土流量并输送至喷嘴，复杂的成型系统自动使具有固定横截面的简单出口喷嘴适应所需层几何形状后将混凝土挤出，成型板在装置移动过程中对混凝土进行稳定成型，致动器控制窗板的移动从而打印出各种形状的混凝土建筑产品，这一结构解决了现有的混凝土建筑制造生产率低下、影响产品性能与质量的问题。2、该混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置，是基于通过挤出的选择性材料沉积作为现有的方法的CONPrint3D概念，提出了有关最新技术和新方法的各种观点，即机械工程，混凝土技术、数据管理和施工管理的观点。使3D打印混凝土适应了当今的建筑和结构设计(尖角，直线几何形状，宽大的整体横截面)，最大程度地使用常见的工程机械，例如塔式起重机或移动式起重机、移动式挖掘机、用于岩土工程中喷射混凝土的移动机械手和车载混凝土泵等。此外，在现有混凝土标准范围内的硬化混凝土的混凝土组成和性能，同时可根据现有标准实现表面质量和精度/公差的打印头，通过各种测量点，打印头可提供重要的数据，以帮助理解和控制打印过程。附图说明图1为本专利技术结构模型图；图2为本专利技术结构整体视图；图3为本专利技术结构详细视图；图4为本专利技术实际运用模型图；图5为本专利技术实际运用模型图；图中：1挤出机和复杂的成型系统、2喷嘴、3成型板、4窗板和用于打印壁横截面的致动器。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。请参阅图1-5，一种混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置，包括挤出机和复杂的成型系统1，所述挤出机和成型系统1的下侧固定安装有喷嘴2，挤出机和成型系统1与喷嘴2紧密连接，喷嘴2的前侧下部设置有成型板3，成型板3在挤出机和成型系统1前侧下部被固定，喷嘴2的前部设置安装有窗板和用于打印壁横截面的致动器4，窗板与致动器4固定在挤出机和成型系统1最前侧下部，位于成型板3前侧上部。该混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置被设计为使用总尺寸最大为10毫米的混凝土打印整体墙轮廓。它能够以最高10m/min的速度打印横截面为150×50mm2混凝土层。在装置的开发过程中，特别注意了模块化设计，允许使用不同的传送机制或特定组件的交换和优化。该装置实现了高生产率，即10m3/h量级的混凝土浇筑本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置，包括挤出机和复杂的成型系统(1)，其特征在于：所述挤出机和成型系统(1)的下侧固定安装有喷嘴(2)，挤出机和成型系统(1)与喷嘴(2)紧密连接，喷嘴(2)的前侧下部设置有成型板(3)，成型板(3)在挤出机和成型系统(1)前侧下部被固定，喷嘴(2)的前部设置安装有窗板和用于打印壁横截面的致动器(4)，窗板与致动器(4)固定在挤出机和成型系统(1)最前侧下部，位于成型板(3)前侧上部。/n
【技术特征摘要】
1.一种混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置，包括挤出机和复杂的成型系统(1)，其特征在于：所述挤出机和成型系统(1)的下侧固定安装有喷嘴(2)，挤出机和成型系统(1)与喷嘴(2)紧密连接，喷嘴(2)的前侧下部设置有成型板(3)，成型板(3)在挤出机和成型系统(1)前侧下部被固定，喷嘴(2)的前部设置安装有窗板和用于打印壁横截面的致动器(4)，窗板与致动器(4)固定在挤出机和成型系统(1)最前侧下部，位于成型板(3)前侧上部。
2.根据权利要求1所述的混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置，其特征在于：所述挤出机和成型系统(1)为一个整体，挤出机与复杂的成型系统分别为整体的上下部分。
3.根据权利要求1所述的混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置，其特征在于：所述喷嘴(2)与挤出机和成型系统(1)无缝紧密连接。
4.根据权利要求1所述的混凝土建筑制造用新型现场整体3D打印装置，其特征在于：所述喷嘴(2)形状可变，与挤出机和成型系统(1)相关。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭贺洵，贺春扬，申国辉，
申请(专利权)人：佛山鑫宏腾科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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