打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头及其使用方法，包括a电机、b电机、c电机、a搅拌机、b搅拌机、挤出螺杆、上盖、打印头料仓、打印头锥形口、a自动放料器及b自动放料器，所述上盖安装在打印头料仓的顶部，所述a电机、b电机和c电机均安装在所述顶盖上分别驱动所述a搅拌机、所述挤出螺杆和所述b搅拌机，a搅拌机顶部设有a主材口和b辅材口，b搅拌机顶部设有b主材口和b辅材口，a搅拌机的出料口处和b搅拌机的出料口处分别设有a自动放料器和b自动放料器，所述打印头锥形口安装在所述打印头料仓的底部。本明可以实现打印主材和改性辅材之间的变比例混合及变种类混合，并解决由此带来的供料及打印连续问题。并解决由此带来的供料及打印连续问题。并解决由此带来的供料及打印连续问题。

【技术实现步骤摘要】
打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头及其使用方法


[0001]本专利技术涉及3D打印
，特别是涉及一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头及其使用方法。

技术介绍

[0002]基于3D打印混凝土技术在异形建造、高度还原设计理念、自动化、绿色化及集约化方面的优势，近年来，引起了国内外研究者及建筑公司的广泛关注。3D打印混凝土逐条挤出、逐层建造的施工方式非常适合建造梯度材料或多材料结构，进行精细化施工。3D打印混凝土材料需要满足建造性的要求，即打印材料要能够连续堆积成型，往往需要在混凝土中加入速凝成分，缩短凝结时间来实现，速凝成分往往在拌制混凝土时一次性加入，这提高了对打印过程中的条件要求，随着混凝土凝结时间的缩短，允许的打印时间被严格限制，给输送挤出过程也带来压力，施工环境及各种施工状况的出现若使得打印暂时停顿，都有可能因材料硬化造成打印材料的浪费，甚至由于泵送设备、输送管道及打印喷头中的打印材料处理不及时造成设备的损坏。
[0003]将改性辅材和3D打印混凝土主材分开，在打印喷头进行混合是解决3D打印混凝土材料多材料施工困难和满足建造性的方法之一，但由于3D打印混凝土主材与改性辅材拌制的过程需要时间，这造成了施工的不连续，或者把材料在喷头内的挤出过程作为混合过程，这又造成了打印材料无法混合均匀。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头，本专利技术能够在打印端将3D打印混凝土主材和不同改性辅材混合均匀，并且不影响打印过程的连续性。此外，本专利技术还要提供一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头使用方法。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术的第一方面，提供一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头，包括控制器、a电机、b电机、c电机、a主材口、a辅材口、b主材口、b辅材口、a搅拌机、b搅拌机、挤出螺杆、上盖、打印头料仓、打印头锥形口、a自动放料器及b自动放料器，所述上盖安装在所述打印头料仓的顶部，所述a电机、b电机和c电机均安装在所述顶盖上分别驱动所述a搅拌机、所述挤出螺杆和所述b搅拌机，所述a搅拌机顶部设有a主材口和b辅材口，所述b搅拌机顶部设有b主材口和b辅材口，所述a搅拌机的出料口处和所述b搅拌机的出料口处分别设有a自动放料器和b自动放料器，所述打印头锥形口安装在所述打印头料仓的底部，所述a电机、b电机、c电机、a自动放料器及b自动放料器均与所述控制器连接，并由控制器控制a电机和b电机的启停、转向及转速，c电机的启停和转速，a自动放料器和b自动放料器的开启及关闭。
[0007]作为优选的技术方案，所述a搅拌机由a搅拌机螺杆和a搅拌机料仓组成，所述a搅拌机螺杆连接所述a电机的输出端，所述a搅拌机螺杆由a搅拌机螺杆混合部和a搅拌机螺杆
出料部组成，所述a搅拌机的下端部为锥形结构，所述a搅拌机螺杆出料部设置于a搅拌机的下端部；所述b搅拌机由b搅拌机螺杆和b搅拌机料仓组成，所述b搅拌机螺杆连接所述b电机的输出端，所述b搅拌机螺杆由b搅拌机螺杆混合部和b搅拌机螺杆出料部组成，所述b搅拌机的下端部为锥形结构，所述b搅拌机螺杆出料部设置于b搅拌机的下端部；所述a搅拌机料仓和b搅拌机料仓均安装在所述打印头料仓的内部。
[0008]作为优选的技术方案，所述上盖由上盖左部、上盖中部和上盖右部组成，所述a电机、a主材口、a辅材口及a搅拌机螺杆安装在所述上盖左部，所述b电机和所述挤出螺杆安装在所述上盖中部，所述c电机、b主材口、b辅材口及b搅拌机螺杆安装在所述上盖右部。
[0009]作为优选的技术方案，所述混凝土3D打印喷头内的搅拌机数量为两个或两个以上。
[0010]作为优选的技术方案，所述混凝土3D打印喷头可整体拆分为第一组合体、第二组合体、第三组合体及打印头锥形口四个部分，所述第一组合体由a电机、a主材口、a辅材口、上盖左部和a搅拌机螺杆组成，可作为一个整体从打印头料仓中取出，所述第二组合体由b电机、上盖中部、挤出螺杆、打印头料仓、a搅拌机料仓和b搅拌机料仓组成，所述第三组合体由c电机、b主材口、b辅材口、上盖右部和b搅拌机螺杆组成，可作为一个整体从打印头料仓中取出。
[0011]作为优选的技术方案，所述a主材口、a辅材口、b主材口及b辅材口上均安装有计料器用于监测从各加料口加入的材料质量，计料器与所述控制器连接，将监测结果实时发送给控制器。
[0012]作为优选的技术方案，所述打印头锥形口侧壁上方安装有料位计，所述料位计与控制器连接，将打印头锥形口内的液位高度实时发送给控制器。
[0013]本专利技术的第二方面，提供一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头使用方法，采用上述的打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头，包括以下步骤：
[0014]步骤一、开机状态；a主材口和b主材口分别连接主材供料系统，a辅材口和b辅材口分别连接辅材供料系统，a自动放料器和b自动放料器处于关闭状态，a电机、b电机和c电机均处于停转状态。
[0015]步骤二、混料1；a主材从a主材口加入a搅拌机，a辅材从a辅材口加入a搅拌机，由各计料器监测加入材料的质量并实时传输给控制器，由控制器按照设定控制各材料的加入量，a主材和a辅材加料均完成后，控制器控制a电机带动a搅拌机螺杆启动、顺时针旋转，进入快速转动搅拌状态，按照设定时间搅拌完成后，进入慢速转动状态，a主材和a辅材混匀后成为a打印材料。
[0016]步骤三、供料1；a自动放料器开启，控制器控制a电机带动a搅拌机螺杆进入逆时针转动，a打印材料从a搅拌机进入打印头锥形口。
[0017]步骤四、打印1；当料位计监测到打印头锥形口内料位达到预定高度时，控制器控制b电机带动挤出螺杆转动，开始按照打印程序进行打印工作，在打印过程中，控制器控制a电机和b电机的转速处于动态平衡中，使得供料速度和挤出速度基本保持一致，打印头锥形口内料位保持在预定范围。
[0018]步骤五、混料2；在a搅拌机持续供料、打印进行的同时，b主材从b主材口加入b搅拌机，b辅材从b辅材口加入b搅拌机，由各计料器监测加入材料的质量并实时传输给控制器，
由控制器按照设定控制各材料的加入量，b主材和b辅材加料均完成后，控制器控制c电机带动b搅拌机螺杆启动、顺时针旋转，进入快速转动搅拌状态，按照设定时间搅拌完成后，进入慢速转动状态，b主材和b辅材混匀后成为b打印材料。
[0019]步骤六、供料切换1；在a搅拌机内材料用尽，料位计监测到打印头锥形口内的料位持续下降时，控制器控制a自动放料器关闭，b自动放料器开启，b电机带动b搅拌机螺杆进行逆时针转动，b打印材料从b搅拌机进入打印头锥形口，在整个供料切换过程中及切换后，打印头锥形口内料位始终保持在预定范围，使得供料速度和挤出速度基本保持一致，供料切换1完成后进行步骤二。
[0020]步骤七、供料切换2；在b搅拌机内材料用尽，料位计监测到打印本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头，其特征在于，包括控制器、a电机、b电机、c电机、a主材口、a辅材口、b主材口、b辅材口、a搅拌机、b搅拌机、挤出螺杆、上盖、打印头料仓、打印头锥形口、a自动放料器及b自动放料器，所述上盖安装在所述打印头料仓的顶部，所述a电机、b电机和c电机均安装在所述顶盖上分别驱动所述a搅拌机、所述挤出螺杆和所述b搅拌机，所述a搅拌机顶部设有a主材口和b辅材口，所述b搅拌机顶部设有b主材口和b辅材口，所述a搅拌机的出料口处和所述b搅拌机的出料口处分别设有a自动放料器和b自动放料器，所述打印头锥形口安装在所述打印头料仓的底部，所述a电机、b电机、c电机、a自动放料器及b自动放料器均与所述控制器连接，并由控制器控制a电机和b电机的启停、转向及转速，c电机的启停和转速，a自动放料器和b自动放料器的开启及关闭。2.如权利要求1所述的一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述a搅拌机由a搅拌机螺杆和a搅拌机料仓组成，所述a搅拌机螺杆连接所述a电机的输出端，所述a搅拌机螺杆由a搅拌机螺杆混合部和a搅拌机螺杆出料部组成，所述a搅拌机的下端部为锥形结构，所述a搅拌机螺杆出料部设置于a搅拌机的下端部；所述b搅拌机由b搅拌机螺杆和b搅拌机料仓组成，所述b搅拌机螺杆连接所述b电机的输出端，所述b搅拌机螺杆由b搅拌机螺杆混合部和b搅拌机螺杆出料部组成，所述b搅拌机的下端部为锥形结构，所述b搅拌机螺杆出料部设置于b搅拌机的下端部；所述a搅拌机料仓和b搅拌机料仓均安装在所述打印头料仓的内部。3.如权利要求1所述的一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述上盖由上盖左部、上盖中部和上盖右部组成，所述a电机、a主材口、a辅材口及a搅拌机螺杆安装在所述上盖左部，所述b电机和所述挤出螺杆安装在所述上盖中部，所述c电机、b主材口、b辅材口及b搅拌机螺杆安装在所述上盖右部。4.如权利要求1所述的一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述混凝土3D打印喷头内的搅拌机数量为两个或两个以上。5.如权利要求1所述的一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述混凝土3D打印喷头可整体拆分为第一组合体、第二组合体、第三组合体及打印头锥形口四个部分，所述第一组合体由a电机、a主材口、a辅材口、上盖左部和a搅拌机螺杆组成，可作为一个整体从打印头料仓中取出，所述第二组合体由b电机、上盖中部、挤出螺杆、打印头料仓、a搅拌机料仓和b搅拌机料仓组成，所述第三组合体由c电机、b主材口、b辅材口、上盖右部和b搅拌机螺杆组成，可作为一个整体从打印头料仓中取出。6.如权利要求1所述的一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述a主材口、a辅材口、b主材口及b辅材口上均安装有计料器用于监测从各加料口加入的材料质量，计料器与所述控制器连接，将监测结果实时发送给控制器。7.如权利要求1所述的一种打印端混料且出料连续的混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述打印头锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：董赛阳，朱敏涛，瞿威，潘瑞，卞成辉，
申请(专利权)人：上海建工建材科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：