【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于包括骨料和/或纤维的施工材料的增材制造的系统。本专利技术更具体地涉及适于建筑结构增材制造的机器人的、用于挤出包括骨料和/或纤维的施工材料的细丝的系统。
技术介绍
1、施工材料的3d打印是正在快速发展的活动，申请人已经为此提出了许多创新，以改进制造工艺。
2、因此，本申请、特别是在申请wo2018/051370、wo2018/229419、wo2019/048752、wo2019/038491和wo2019/025698中已经提出用于挤出粘结性材料的细丝的挤出系统，该挤出系统用于用于建筑结构增材制造的机器人。
3、贯穿文本，短语“建筑结构”表示个体的施工元素(桥梁、柱、壁、街道设施等)、完整的结构(建筑物、房屋、地产等)和各种建筑项目(艺术品、雕塑等)。
4、贯穿文本，“骨料”表示尺寸大于3mm且小于50mm的岩石碎片，旨在被掺入适合于执行公共工作、土木工程和建筑物施工的材料的组合物中。
5、贯穿文本，短语“钢纤维”是指具有1cm至10cm长的尺寸的刚性或柔性钢纤维。
6、贯穿文本，“装载材料”表示富含骨料和/或钢纤维的施工材料。
7、申请人已经提出的系统提供了优于传统技术的许多优点，特别是包括能够通过添加施工材料的连续层来产生复杂形状的可能性、施工操作的快速性、成本和劳动力的减少、提高的现场安全性等。
8、这些系统通常包括打印头和供应管路，打印头配备用于施工材料的入口和用于施工材料的出口(或挤出)喷嘴，供应管路用于向打印头供应施
9、事实上发现施工材料的3d打印的困难之一在于，材料必须以与这种材料的泵送兼容的流变状态供应，即，足够的流体能够从储存容器被泵送并被供给朝向出口喷嘴，同时材料的状态必须在出口喷嘴下游是足够黏的(即，更少的流体)，以能够形成能够支撑下一层的自支撑层。
10、另一个困难在于，维持材料的均匀流速，使得可以挤出均匀的施工材料的层，从而在每个层中和在单个层内形成具有一致特性的建筑结构。
11、当前的技术使得不可以挤出富含骨料和/或钢纤维的材料，因为这种材料损坏了打印系统的设备，特别是与在储存容器与打印头之间输送施工材料相关的设备。例如，富含钢纤维的材料刺破打印系统的构件，并且特别是刺破计量泵，这防碍了这种材料与当前系统一起使用。
12、因此，不可以使用已知的系统在长距离上挤出装载有骨料的材料，即，不可以使用已知的系统在长距离上、特别是在约十米数量级的距离上将施工材料从储存容器供给到挤出头，因为这种材料不具有与在系统中使用的泵送装置、特别是具有偏心螺杆的泵兼容的流变性，该泵送装置通常用于朝向挤出头供给粘结性材料同时使脉冲最小化。
13、因此，当前不可以在3d挤出系统中使用富含骨料和/或钢纤维的材料。唯一的选择包含仅在挤出之前将骨料和/或钢纤维直接添加在打印头处，但与输送骨料和/或纤维的问题相关联的对均质混合物的需求使得在最后掺入这些组分非常困难甚至不可能实现。
14、因此，专利技术人已经寻求调整已经提出的系统，以便使系统能够与填充有骨料的材料一起使用，从而减少被专用于复杂建筑结构的增材制造的施工材料的收缩、开裂、生态占用和成本。
15、专利技术人还已经寻求调整已经提出的系统，以便使得能够将系统与填充有钢纤维的材料一起使用，从而提高利用这种材料制造的建筑结构的抗弯性和延展性。
技术实现思路
1、专利技术目的
2、因此，本专利技术旨在提供用于富含骨料和/或钢纤维的施工材料、被称为装载材料的挤出的系统。
3、在至少一个实施例中，本专利技术还旨在提供这样的系统，该系统使得可以在长距离上、特别是在约十米的距离上输送装载材料。
4、在至少一个实施例中，本专利技术还旨在提供这样的系统，该系统使得装载材料的挤出的均匀性成为可能。
5、在至少一个实施例中，本专利技术还旨在提供这样的系统，该系统使得可以以连续的方式挤出装载的施工材料。
6、在至少一个实施例中，本专利技术还旨在提供这样的系统，该系统使得可以以高流速挤出装载材料。
7、最后，在至少一个实施例中，本专利技术旨在提供这样的系统，该系统使得可以减少用于制造复杂建筑结构的施工材料的收缩、开裂、生态占用和/或成本。
8、最后，在至少一个实施例中，本专利技术旨在提供这样的系统，该系统使得可以提高所制造的建筑结构的抗弯性和延展性。
9、专利技术的描述
10、为了实现此目的，本专利技术涉及用于机器人的挤出系统，用于挤出富含骨料和/或钢纤维的施工材料的细丝，施工材料被称为装载材料，机器人用于建筑结构的增材制造，挤出系统包括：
11、-打印头，用于打印施工材料的细丝，打印头包括材料进入开口和出口喷嘴，出口喷嘴被配置为形成材料的细丝，所述打印头旨在由增材制造机器人沿着预定路径移动，以便通过堆叠所述挤出的细丝的层来形成建筑结构，
12、-供应管路，用于将材料供应到所述打印头，供应管路包括容器和材料供应导管，容器用于储存装载材料，材料供应导管连接所述储存容器和所述打印头。
13、根据本专利技术的挤出系统的特征在于，所述供应管路包括至少一个活塞泵，至少一个活塞泵被安装在所述供应导管上，并且被配置为使得能够将装载材料从储存容器输送到所述打印头，而无需受控地调节流速。
14、根据本专利技术的挤出系统的特征还在于，所述打印头包括螺旋杆，螺旋杆被布置在所述进入开口与所述出口喷嘴之间，并且被配置为能够经由所述出口喷嘴以连续的方式挤出装载材料。
15、因此，根据本专利技术的挤出系统通过至少一个活塞泵和螺旋杆的组合，使得可以在没有任何特定流速限制的情况下在长距离上输送装载材料，并且可以通过在挤出喷嘴上游容纳在打印头中的螺旋杆以连续的方式挤出装载材料，至少一个活塞泵旨在用于在供应管路内输送装载的施工材料，螺旋杆旨在用于在打印头(在文本中也被称为短语“挤出头”)内的装载材料的挤出。
16、换言之，本专利技术的显著之处在于，材料的输送和挤出被分成两个子组件，两个子组件是截然不同的，但两个子组件彼此配合，以使得可以输送并挤出富含骨料和/或钢纤维的材料。
17、因此，根据本专利技术的系统使得可以绕过现有技术的限制，这使得有必要使材料的流变性和组合物适应输送的限制，并通过在供应管路内的具有偏心螺杆的计量泵直接控制材料的计量，计量泵与装载材料不兼容。对于装载材料，唯一能用的解决方案是将骨料直接添加到打印头中，而不能通过供应管路供给材料，特别是在长距离上。在本专利技术中，材料的沉积通过螺旋杆被直接控制在挤出头中，并且通过使用活塞泵能够在长距离上并以高流速输送装载材料。
18、根据本专利技术，所使用的活塞泵可以是任何已知的类型。所使用的活塞泵可以是轴向活塞泵、径向活塞泵等。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种适于用于建筑结构(8)的增材制造的机器人(9)的系统，所述系统用于挤出富含骨料和/或钢纤维的施工材料(21)的细丝，所述施工材料被称为装载材料，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的挤出系统，其特征在于，所述储存容器(20；20a，20b)包括混合装置(13a，14a，15a)，所述混合装置(13a，14a，15a)用于混合多种组分，以便能够形成所述装载材料。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述储存容器还包括所述容器的搅拌装置(18b)，以便使得所述装载材料能够被形成为与经由所述供应导管(31)的输送相配的状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述打印头(100)还包括贮存槽(140)，所述贮存槽(140)被布置在所述进入开口(110)与所述螺旋杆(150)之间，并且被配备有所述槽的搅拌和/或振动和/或推动装置(130，141，142)，以便便于通过所述螺旋杆挤出所述装载材料。
5.一种机器人(9)，用于建筑结构(8)的增材制造，所述机器人(9)包括定位系统和挤出系统(10，100)
6.一种用于挤出施工材料的细丝的方法，所述方法适于用于建筑结构增材制造的机器人，所述施工材料富含骨料和/或钢纤维，所述施工材料被称为装载材料，所述挤出方法包括：
7.根据权利要求6所述的挤出方法，其特征在于，还包括步骤(E1)：混合多种组分，以便能够形成所述装载材料。
8.根据权利要求6或7所述的挤出方法，其特征在于，还包括步骤：在经由所述供应导管输送所述材料之前搅拌所述材料。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的挤出方法，其特征在于，还包括步骤：朝向所述供应导管推动所述材料。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的挤出方法，其特征在于，还包括步骤：搅拌在贮存槽中的所述材料，所述贮存槽被布置在所述打印头的所述进入开口与所述螺旋杆之间，以便便于通过所述螺旋杆挤出所述装载材料。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种适于用于建筑结构(8)的增材制造的机器人(9)的系统，所述系统用于挤出富含骨料和/或钢纤维的施工材料(21)的细丝，所述施工材料被称为装载材料，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的挤出系统，其特征在于，所述储存容器(20；20a，20b)包括混合装置(13a，14a，15a)，所述混合装置(13a，14a，15a)用于混合多种组分，以便能够形成所述装载材料。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述储存容器还包括所述容器的搅拌装置(18b)，以便使得所述装载材料能够被形成为与经由所述供应导管(31)的输送相配的状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述打印头(100)还包括贮存槽(140)，所述贮存槽(140)被布置在所述进入开口(110)与所述螺旋杆(150)之间，并且被配备有所述槽的搅拌和/或振动和/或推动装置(130，141，142)，以便便于通过所述螺旋杆挤出所述装载材料。
5.一种机器人(9)，用于建筑结构(8)的增材制造，所述机器人(9)包括定位系统和挤出系统(10，100)，所述定位系统，诸如活动臂(7)，由控...
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