一种建筑用3D打印轻型结构件及制作工艺制造技术

本发明专利技术涉及建筑材料打印领域，公开了一种建筑用3D打印轻型结构件及制作工艺，其技术方案要点是获取要打印的结构砖的尺寸、预期结构强度、材料参数；根据结构砖的尺寸、预期结构强度以及材料参数计算出一级方体空腔和二级方体空腔的尺寸以及数量；根据结构砖的尺寸、一级方体空腔的尺寸和数量以及二级方体空腔的尺寸和数量，制作打印图纸，准备打印器材和原料；根据打印图纸，使用打印器材打印制作得到待硬化结构砖；将待硬化结构砖进行干燥硬化处理得到待检测结构砖；对待检测结构砖进行强度测试，若合格得到成品结构砖。若合格得到成品结构砖。若合格得到成品结构砖。

【技术实现步骤摘要】
一种建筑用3D打印轻型结构件及制作工艺


[0001]本专利技术涉及建筑材料打印领域，更具体地说，它涉及一种建筑用3D打印轻型结构件及制作工艺。

技术介绍

[0002]随着3D打印技术的完善，越来越多的物品都可以由3D打印完成。截至2013年1月，这些3D打印而成的产品都是小件物体。不过，3D打印的潜力远不止可以生产DIY的家居物品这么简单。实际上，这项技术甚至可以彻底颠覆传统的建筑行业。
[0003]3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等方式实现快速成型的技术。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有粉末状金属或塑料等可粘合材料，与电脑连接后，通过一层又一层的多层打印方式，最终把计算机上的蓝图变成实物。
[0004]自行车车架、汽车方向盘甚至飞机零件等大物品，需要较大的打印机和更大的放置空间，这一技术如今在多个领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑、汽车等。
[0005]在实际的建筑使用中，为了更好的完成建筑工作，部分结构件会提前打印制作好，在需要时就直接进行使用，因此结构件自身的特性就尤为重要，一般的，由于3D逐层打印的过程，会在结构件中设置空腔，来减少结构件的重量，但是在减少重量的过程中，还需要保证结构件的强度，这是一个需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种建筑用3D打印轻型结构件及制作工艺，能够在最大程度减少用料的情况下，还能够保持结构砖的结构强度。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种建筑用3D打印轻型结构件，其包括长方体形状的结构砖，所述结构砖的内部均匀设置有若干一级方体空腔，所述一级方体空腔成立体方阵排列，相邻的两个所述一级方体空腔之间设置有二级方体空腔。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，位于同一阵列的两个第一方体空腔之间的距离为所述第一方体空腔的边长。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述第二方体空腔的边长为第一方体空腔边长的1/2。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，一个所述一级方体空腔的对角线方向和中线方向均设置有二级方体空腔，一个所述一级方体空腔周围的二级方体空腔呈正方体形排列。
[0011]一种建筑用3D打印轻型结构件的制作工艺，包括如下步骤：
[0012]获取要打印的结构砖的尺寸、预期结构强度、材料参数；
[0013]根据结构砖的尺寸、预期结构强度以及材料参数计算出一级方体空腔和二级方体空腔的尺寸以及数量；
[0014]根据结构砖的尺寸、一级方体空腔的尺寸和数量以及二级方体空腔的尺寸和数量，制作打印图纸，准备打印器材和原料；
[0015]根据打印图纸，使用打印器材打印制作得到待硬化结构砖；
[0016]将待硬化结构砖进行干燥硬化处理得到待检测结构砖；
[0017]对待检测结构砖进行强度测试，若合格得到成品结构砖。
[0018]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述干燥硬化处理的过程为：将待硬化结构砖贮藏在具有干热空气流动的干燥室内达到第一时间。
[0019]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述强度测试的过程为：将液压机设置到与预期结构强度对应的压强，对待检测结构砖进行下压达到第二时间，若待检测结构砖未损伤，则检测合格，若待检测结构砖出现损伤，则检测不合格。
[0020]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：长方体形状的结构砖能够在建筑场景广泛使用，适用于多项建筑需求，广泛适用性高；在结构砖的内部具有整齐排列的一级方体空腔和二级方体空腔，使得结构砖的整体用材能够大大减少，材料成本大大降低，且一级方体空腔和二级方体空腔分别是呈立体阵列的，能够在最大程度减少用料的情况下，还能够保持结构砖的结构强度，结构砖的内部采用材料填充的地方在空间上是立体衔接的，保留了纵横方向的连贯性，从而在结构砖的各个面都能够具有垂直支撑，保持其结构强度；并且由于结构砖的中部只有立方体空间，在实际打印时，对打印机的打印精度要求不高，更加节约打印成本，更加适合于实际大规模生产。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的结构砖示意图；
[0022]图2是本专利技术的工艺流程图。
[0023]图中：1、结构砖；2、一级方体空腔；3、二级方体空腔。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0025]本专利技术提供一种建筑用3D打印轻型结构件，包括长方体形状的结构砖1，结构砖1的内部均匀设置有若干一级方体空腔2，一级方体空腔2成立体方阵排列，相邻的两个一级方体空腔2之间设置有二级方体空腔3。
[0026]本专利技术提供的建筑用3D打印轻型结构件，长方体形状的结构砖1能够在建筑场景广泛使用，适用于多项建筑需求，广泛适用性高；在结构砖1的内部具有整齐排列的一级方体空腔2和二级方体空腔3，使得结构砖1的整体用材能够大大减少，材料成本大大降低，且一级方体空腔2和二级方体空腔3分别是呈立体阵列的，能够在最大程度减少用料的情况下，还能够保持结构砖1的结构强度，结合附图1可以看出，结构砖1的内部采用材料填充的地方在空间上是立体衔接的，保留了纵横方向的连贯性，从而在结构砖1的各个面都能够具有垂直支撑，保持其结构强度；
[0027]并且由于结构砖1的中部只有立方体空间，在实际打印时，对打印机的打印精度要求不高，更加节约打印成本，更加适合于实际大规模生产。
[0028]具体的，位于同一阵列的两个第一方体空腔之间的距离为第一方体空腔的边长。
第二方体空腔的边长为第一方体空腔边长的1/2。一个一级方体空腔2的对角线方向和中线方向均设置有二级方体空腔3，一个一级方体空腔2周围的二级方体空腔3呈正方体形排列。通过图一看出，上述对于结构砖1的结构限定，能够较大程度的减少材料用量，也能保证结构砖1的机构强度。
[0029]对应于上述的结构砖，本专利技术还提供了一种建筑用3D打印轻型结构件的制作工艺，如图2所示，包括如下步骤：
[0030]S1、获取要打印的结构砖的尺寸、预期结构强度、材料参数；
[0031]S2、根据结构砖的尺寸、预期结构强度以及材料参数计算出一级方体空腔和二级方体空腔的尺寸以及数量；
[0032]S3、根据结构砖的尺寸、一级方体空腔的尺寸和数量以及二级方体空腔的尺寸和数量，制作打印图纸，准备打印器材和原料；
[0033]S4、根据打印图纸，使用打印器材打印制作得到待硬化结构砖；
[0034]S5、将待硬化结构砖进行干燥硬化处理得到待检测结构砖；具体过程为：将待硬化结构砖贮藏在具有干热空气流动的干燥室内达到第一时间。
[0035]S6、对待检测结构砖进行强度测试，若合格得到成品结构砖；具体过程为：将液压机设置到与预期结构强度对应的压强，对待检测结构砖进行下压达到第二时间，若待检测结构砖未损伤，则检测合格，若待检测结构砖出现损伤，则检测不合格。
[0036]根据上述制作工艺可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑用3D打印轻型结构件，其特征是：包括长方体形状的结构砖(1)，所述结构砖(1)的内部均匀设置有若干一级方体空腔(2)，所述一级方体空腔(2)成立体方阵排列，相邻的两个所述一级方体空腔(2)之间设置有二级方体空腔(3)。2.根据权利要求1所述的一种建筑用3D打印轻型结构件，其特征是：位于同一阵列的两个第一方体空腔之间的距离为所述第一方体空腔的边长。3.根据权利要求2所述的一种建筑用3D打印轻型结构件，其特征是：所述第二方体空腔的边长为第一方体空腔边长的1/2。4.根据权利要求3所述的一种建筑用3D打印轻型结构件，其特征是：一个所述一级方体空腔(2)的对角线方向和中线方向均设置有二级方体空腔(3)，一个所述一级方体空腔(2)周围的二级方体空腔(3)呈正方体形排列。5.一种建筑用3D打印轻型结构件的制作工艺，其特征是：包括如下步骤：获取要打印的结构砖的尺寸、预期结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李进，张亚梅，王香港，贾鲁涛，
申请(专利权)人：南京绿色增材智造研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：