一種建筑物梁構(gòu)件的3d打印方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法，包括：制造一成型模框，所述成型?？蚓哂幸粋?cè)開口的方形槽和一空腔，所述空腔將所述方形槽包裹在其中間；制造一支撐架體，一打印機構(gòu)和一熱蒸汽噴射機構(gòu)安裝在行走機構(gòu)上；向空腔內(nèi)預(yù)先通入熱交換介質(zhì)，使成型?？虻膬?nèi)表面溫度達到35～40℃；在計算機上生成梁構(gòu)件的三維CAD模型，每個橫截面層所對應(yīng)的混凝土層的厚度為5～10厘米；計算機向行走機構(gòu)發(fā)送控制指令，使行走機構(gòu)沿橫梁做往復(fù)移動，熱蒸汽噴射機構(gòu)向已形成的混凝土層表面噴出熱蒸汽，熱蒸汽溫度為40～45℃。本發(fā)明可以提高建筑物梁構(gòu)件的制造效率，降低人力成本和生產(chǎn)成本，并且由于實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的更加精確的控制，從而可以獲得質(zhì)量更高的產(chǎn)品。
【專利說明】一種建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種3D打印技術(shù)，尤其是涉及一種建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)以計算機三維設(shè)計模型為藍本通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細(xì)胞組織等特殊材料進行逐層堆積粘結(jié)，最終疊加成型，制造出實體產(chǎn)品。這種數(shù)字化制造模式不需要復(fù)雜的工藝、不需要眾多的人力，直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中便可生成任何形狀的零部件，并且精度和質(zhì)量很高。但目前3D打印技術(shù)在工程結(jié)構(gòu)的制造上的應(yīng)用仍比較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法。
[0004]本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0005]一種建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法，包括以下步驟:
[0006]步驟一、制造一成型?？?，所述成型?？蚓哂幸粋?cè)開口的方形槽，所述成型模框還設(shè)置有一空腔，所述空腔將所述方形槽包裹在其中間；
[0007]步驟二、制造一支撐架體，一橫梁以可相對所述支撐架體在豎直方向移動的方式設(shè)置在所述橫梁上，一行走機構(gòu)以可沿所述橫梁移動地方式設(shè)置在所述橫梁上，一打印機構(gòu)和一熱蒸汽噴射機構(gòu)安裝在所述行走機構(gòu)上，所述熱蒸汽噴射機構(gòu)設(shè)置在所述打印機構(gòu)的后側(cè)，一計算機與所述行走機構(gòu)通信連接，將所述成型?？蛟O(shè)置在所述橫梁的下方；
[0008]步驟三、向所述空腔內(nèi)預(yù)先通入熱交換介質(zhì)，使所述成型?？虻膬?nèi)表面溫度達到35 ?40°C ；
[0009]步驟四、在所述計算機上生成梁構(gòu)件的三維CAD模型，根據(jù)所述三維CAD模型生成多個橫截面層，每個橫截面層所對應(yīng)的混凝土層的厚度為5?10厘米；
[0010]步驟五、計算機向行走機構(gòu)發(fā)送控制指令，使行走機構(gòu)沿橫梁做往復(fù)移動，所述行走機構(gòu)每沿所述橫梁移動一次，所述橫梁相對于所述支撐架體向上移動一設(shè)定距離，所述打印機構(gòu)向所述成型?？騼?nèi)噴出混凝土，并形成一層混凝土層，所述熱蒸汽噴射機構(gòu)向已形成的混凝土層表面噴出熱蒸汽，熱蒸汽溫度為40?45°C，從而在成型?？騼?nèi)打印出梁構(gòu)件。
[0011]優(yōu)選的是，所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法中，所述熱蒸汽噴射機構(gòu)包括長條形的噴嘴，所述噴嘴的寬度與所述成型?？虻膶挾纫恢隆?br> [0012]優(yōu)選的是，所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法中，所述打印機構(gòu)包括一支架和軟質(zhì)的出料管，所述支架包括第一部分和第二部分，所述第二部分以可相對第一部分?jǐn)[動的方式設(shè)置在所述第一部分的下方，所述出料管固定在所述支架上，且所述出料管的上段固定在所述第一部分上，所述出料管的下段固定在所述第二部分上，所述出料管的下段相對于所述成型?？虻某尚兔鎯A斜40?45°C，所述出料管的下段向所述打印機構(gòu)的行進方向的后側(cè)傾斜。
[0013]優(yōu)選的是，所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法中，所述第一部分的下端部具有呈倒置的V形的通孔，所述第二部分的上端部固定設(shè)置有一銷軸，所述銷軸設(shè)置在所述通孔內(nèi)，貫穿所述第一部分，所述銷軸的相對的兩個側(cè)壁為兩個彼此平行的平面，兩個平面分別與所述通孔的兩個內(nèi)壁可滑動地接觸，并限定所述銷軸不發(fā)生相對所述第一部分的轉(zhuǎn)動。
[0014]優(yōu)選的是，所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法中，所述步驟五中，所述熱蒸汽溫度為45°C。
[0015]優(yōu)選的是，所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法中，所述步驟三中，使所述成型?？虻膬?nèi)表面溫度達到39°C。
[0016]本發(fā)明所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法具有以下有益效果:將3D打印方法用于制造建筑物的梁構(gòu)件，可以提高建筑物梁構(gòu)件的制造效率，降低人力成本和生產(chǎn)成本，并且由于實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的更加精確的控制，從而可以獲得質(zhì)量更高的產(chǎn)品。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述的建筑物梁構(gòu)件打印過程中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明所述的支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明提供一種建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法，包括以下步驟:步驟一、制造一成型?？?，所述成型?？蚓哂幸粋?cè)開口的方形槽7，所述成型模框還設(shè)置有一空腔8，所述空腔8將所述方形槽包裹在其中間；步驟二、制造一支撐架體3，一橫梁I以可相對所述支撐架體3在豎直方向移動的方式設(shè)置在所述橫梁上，一行走機構(gòu)2以可沿所述橫梁移動地方式設(shè)置在所述橫梁上，一打印機構(gòu)和一熱蒸汽噴射機構(gòu)6安裝在所述行走機構(gòu)上，所述熱蒸汽噴射機構(gòu)設(shè)置在所述打印機構(gòu)的后側(cè)，一計算機與所述行走機構(gòu)通信連接，將所述成型?？蛟O(shè)置在所述橫梁I的下方；步驟三、向所述空腔內(nèi)預(yù)先通入熱交換介質(zhì)，使所述成型?？虻膬?nèi)表面溫度達到35?40°C ;步驟四、在所述計算機上生成梁構(gòu)件的三維CAD模型，根據(jù)所述三維CAD模型生成多個橫截面層，每個橫截面層所對應(yīng)的混凝土層的厚度為5?10厘米；步驟五、計算機向行走機構(gòu)發(fā)送控制指令，使行走機構(gòu)沿橫梁做往復(fù)移動，所述行走機構(gòu)每沿所述橫梁移動一次，所述橫梁I相對于所述支撐架體3向上移動一設(shè)定距離，所述打印機構(gòu)向所述成型?？騼?nèi)噴出混凝土，并形成一層混凝土層，所述熱蒸汽噴射機構(gòu)向已形成的混凝土層表面噴出熱蒸汽，熱蒸汽溫度為40?45°C，從而在成型?？騼?nèi)打印出梁構(gòu)件。
[0021]建筑物梁構(gòu)件的制造過程中，要保證層與層之間保持良好的結(jié)合，需要盡量保證混凝土的性質(zhì)的一致性。基于上述原因，在成型?？騼?nèi)設(shè)置一空腔，該空腔包覆在方形槽的外側(cè)，當(dāng)向空腔內(nèi)通入熱交換介質(zhì)時，就形成一包覆方形槽的熱交換層，從而對成型?？虻膬?nèi)部進行加熱。上述熱交換介質(zhì)可以是熱空氣或者熱水。
[0022]在進行構(gòu)造之前，首先使成型模框的內(nèi)表面的溫度達到35?40°C，可有效降低混凝土層表面和內(nèi)部的溫度之差；在逐層制造混凝土層的過程中，隨著一層混凝土層的形成，還由熱蒸汽噴射機構(gòu)向已形成的混凝土層表面噴出熱蒸汽，熱蒸汽的溫度為40?45°C,該操作有利于控制混凝土層表面的失水，使混凝土層的內(nèi)部和表面之間的水分含量和溫度的差距被控制在合適的范圍內(nèi)。并且，每層混凝土層的厚度為5?10厘米。經(jīng)過上述設(shè)計，本發(fā)明獲得梁構(gòu)件層與層之間的結(jié)合好，強度高。
[0023]為了保證混凝土層得到均勻的處理，所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法中，所述熱蒸汽噴射機構(gòu)包括長條形的噴嘴，所述噴嘴的寬度與所述成型?？虻膶挾纫恢?。
[0024]在制造一層混凝土層的過程中，隨著打印機構(gòu)向前方行進，混凝土被噴出在前側(cè)形成一前傾的表面，隨著混凝土不斷的被噴出，該前傾的表面被不斷覆蓋，并形成新的前傾的表面，減小這個前傾的表面，有助于保證混凝土層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此，所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法中(如圖2所示)，所述打印機構(gòu)包括一支架和軟質(zhì)的出料管，所述支架包括第一部分4和第二部分5，所述第二部分5以可相對第一部分I擺動的方式設(shè)置在所述第一部分的下方，所述出料管固定在所述支架上，且所述出料管的上段固定在所述第一部分4上，所述出料管的下段固定在所述第二部分5上，所述出料管的下段相對于所述成型?？虻某尚兔鎯A斜40?45°C，所述出料管的下段向所述打印機構(gòu)的行進方向的后側(cè)傾斜。
[0025]上述打印機構(gòu)中，出料管還連通至一混凝土供給設(shè)備，混凝土供給設(shè)備用于將混凝土供應(yīng)至出料管內(nèi)，可以采用現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備。另外，本發(fā)明所采用的行走機構(gòu)也可以采用現(xiàn)有設(shè)備，在此不再贅述。
[0026]在行走機構(gòu)的往復(fù)移動過程中，為了使出料管的下段始終相對于打印機構(gòu)的行進方向的后側(cè)傾斜，所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法中，所述第一部分的下端部具有呈倒置的V形的通孔9，所述第二部分的上端部固定設(shè)置有一銷軸10，所述銷軸10設(shè)置在所述通孔9內(nèi)，貫穿所述第一部分，所述銷軸的相對的兩個側(cè)壁為兩個彼此平行的平面，兩個平面分別與所述通孔的兩個內(nèi)壁可滑動地接觸，并限定所述銷軸不發(fā)生相對所述第一部分的轉(zhuǎn)動。
[0027]所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法中，所述步驟五中，所述熱蒸汽溫度為45°C。
[0028]所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法中，所述步驟三中，使所述成型?？虻膬?nèi)表面溫度達到39 °C。
[0029]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、制造一成型模框，所述成型?？蚓哂幸粋?cè)開口的方形槽，所述成型?？蜻€設(shè)置有一空腔，所述空腔將所述方形槽包裹在其中間； 步驟二、制造一支撐架體，一橫梁以可相對所述支撐架體在豎直方向移動的方式設(shè)置在所述橫梁上，一行走機構(gòu)以可沿所述橫梁移動地方式設(shè)置在所述橫梁上，一打印機構(gòu)和一熱蒸汽噴射機構(gòu)安裝在所述行走機構(gòu)上，所述熱蒸汽噴射機構(gòu)設(shè)置在所述打印機構(gòu)的后偵U，一計算機與所述行走機構(gòu)通信連接，將所述成型?？蛟O(shè)置在所述橫梁的下方； 步驟三、向所述空腔內(nèi)預(yù)先通入熱交換介質(zhì)，使所述成型模框的內(nèi)表面溫度達到35?40 0C ； 步驟四、在所述計算機上生成梁構(gòu)件的三維CAD模型，根據(jù)所述三維CAD模型生成多個橫截面層，每個橫截面層所對應(yīng)的混凝土層的厚度為5?10厘米； 步驟五、計算機向行走機構(gòu)發(fā)送控制指令，使行走機構(gòu)沿橫梁做往復(fù)移動，所述行走機構(gòu)每沿所述橫梁移動一次，所述橫梁相對于所述支撐架體向上移動一設(shè)定距離，所述打印機構(gòu)向所述成型?？騼?nèi)噴出混凝土，并形成一層混凝土層，所述熱蒸汽噴射機構(gòu)向已形成的混凝土層表面噴出熱蒸汽，熱蒸汽溫度為40?45°C，從而在成型?？騼?nèi)打印出梁構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法，其特征在于，所述熱蒸汽噴射機構(gòu)包括長條形的噴嘴，所述噴嘴的寬度與所述成型?？虻膶挾纫恢隆?br> 3.如權(quán)利要求1所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法，其特征在于，所述打印機構(gòu)包括一支架和軟質(zhì)的出料管，所述支架包括第一部分和第二部分，所述第二部分以可相對第一部分?jǐn)[動的方式設(shè)置在所述第一部分的下方，所述出料管固定在所述支架上，且所述出料管的上段固定在所述第一部分上，所述出料管的下段固定在所述第二部分上，所述出料管的下段相對于所述成型模框的成型面傾斜40?45°C，所述出料管的下段向所述打印機構(gòu)的行進方向的后側(cè)傾斜。
4.如權(quán)利要求3所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法，其特征在于，所述第一部分的下端部具有呈倒置的V形的通孔，所述第二部分的上端部固定設(shè)置有一呈方形的銷軸，所述銷軸設(shè)置在所述通孔內(nèi)，貫穿所述第一部分，所述銷軸的兩個相對的平面分別與所述通孔的兩個內(nèi)壁可滑動地接觸，并限定所述銷軸不發(fā)生相對所述第一部分的轉(zhuǎn)動。
5.如權(quán)利要求1所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法，其特征在于，所述步驟五中，所述熱蒸汽溫度為45°C。
6.如權(quán)利要求1所述的建筑物梁構(gòu)件的3D打印方法，其特征在于，所述步驟三中，使所述成型?？虻膬?nèi)表面溫度達到39 °C。
【文檔編號】B28B1/00GK103707387SQ201310697608
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】呂詩林 申請人:呂詩林