CN106738190A - 水泥制品3d打印机 - Google Patents

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蒋绍国
张新权
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    • B28B23/00—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling

Abstract

本发明公开了一种水泥制品3D打印机，包括机架、挤出装置、龙骨填充装置、驱动装置和控制系统，所述驱动装置设置在机架上，所述驱动装置包括X轴丝杠机构、Y轴丝杠机构和Z轴丝杠机构，所述Z轴丝杠机构驱动X轴丝杠机构和Y轴丝杠机构上下运动，所述挤出装置包括内含水泥容纳腔的壳体、设置在壳体底部的水泥挤出口，所述水泥挤出口与所述水泥容纳腔之间通过螺杆泵相互连通，所述壳体设置在X轴丝杠机构或Y轴丝杠机构上。本发明的水泥制品3D打印机通过在打印的同时通过龙骨填充装置填充龙骨，可显著提高水泥的成型性，从而解决了现有3D打印机不能直接打印水泥制品的技术问题。

Description

水泥制品3D打印机
技术领域
本发明涉及一种机械设备,特别涉及一种可打印大型水泥制品的3D打印机。
背景技术
三维打印，即快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，一般运用粉末状金属或塑料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。水泥雕塑制品目前一般采用模具浇筑的方式来生产，而模具的制造则需要花很高的时间成本和材料成本，由于水泥或混凝土凝固时间长，采用现有的3D打印机很难直接打印出水泥雕塑制品。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种水泥制品3D打印机，该水泥制品3D打印机的特点是可以直接打印出水泥模型，解决了现有3D打印机不能直接打印水泥制品的技术问题。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
本发明的水泥制品3D打印机，包括机架、挤出装置、龙骨填充装置、驱动装置和控制系统，所述驱动装置设置在机架上，所述驱动装置包括X轴丝杠机构、Y轴丝杠机构和Z轴丝杠机构，所述Z轴丝杠机构驱动X轴丝杠机构和Y轴丝杠机构上下运动，所述挤出装置包括内含水泥容纳腔的壳体、设置在壳体底部的水泥挤出口，所述水泥挤出口与所述水泥容纳腔之间通过螺杆泵相互连通，所述壳体设置在X轴丝杠机构或Y轴丝杠机构上。
进一步，所述龙骨填充装置包括第一金属丝卷转轴和第一钢丝输送夹辊组，所述第一金属丝卷转轴用于悬挂金属丝卷，所述第一钢丝输送夹辊组靠近壳体底部的水泥挤出口设置，所述第一钢丝输送夹辊组包括两个紧邻且并列设置的第一夹辊，所述第一钢丝输送夹辊组上方设置有第一金属丝定位筒。
进一步，所述两个第一夹辊为两个相互啮合的齿轮，所述金属丝从两个齿轮之间的啮合面处通过。
进一步，还包括混凝土搅拌装置和水泥泵，所述水泥泵连接在混凝土搅拌装置与挤出装置之间，所述水泥泵用于向水泥容纳腔中输送水泥。
进一步，所述龙骨填充装置还包括第二金属丝卷转轴和第二钢丝输送夹辊组和钢丝切割机构，所述第二金属丝卷转轴用于悬挂金属丝卷，所述第二钢丝输送夹辊组靠近壳体底部的水泥挤出口设置，所述第二钢丝输送夹辊组包括两个紧邻且并列设置的第二夹辊，所述第二钢丝输送夹辊组下方设置有第二金属丝定位筒，所述钢丝切割机构包括切割刀和驱动切割刀往复运动的执行机构，所述切割刀设置在第二金属丝定位筒处，切割刀的往复运动可对从第二金属丝定位筒处伸入的金属丝进行切割。
进一步，所述第二金属丝定位筒并列设置有两个。
本发明的有益效果：本发明的水泥制品3D打印机，包括机架、挤出装置、龙骨填充装置、驱动装置和控制系统，所述驱动装置设置在机架上，所述驱动装置包括X轴丝杠机构、Y轴丝杠机构和Z轴丝杠机构，所述Z轴丝杠机构驱动X轴丝杠机构和Y轴丝杠机构上下运动，所述挤出装置包括内含水泥容纳腔的壳体、设置在壳体底部的水泥挤出口，所述水泥挤出口与所述水泥容纳腔之间通过螺杆泵相互连通，所述壳体设置在X轴丝杠机构或Y轴丝杠机构上。本发明的水泥制品3D打印机通过在打印的同时通过龙骨填充装置填充龙骨，可显著提高水泥的成型性，从而解决了现有3D打印机不能直接打印水泥制品的技术问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明水泥制品3D打印机的立体结构示意图；
图2为本发明水泥制品3D打印机中龙骨填充装置的简易结构示意图；
图3为本发明水泥制品3D打印机中挤出装置的内部结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1-3所示，本实施例中的水泥制品3D打印机，包括机架1、挤出装置、龙骨填充装置、驱动装置和控制系统，所述驱动装置设置在机架1上，所述驱动装置包括X轴丝杠机构41、Y轴丝杠机构42和Z轴丝杠机构43，所述Z轴丝杠机构43驱动X轴丝杠机构41和Y轴丝杠机构42上下运动，所述挤出装置包括内含水泥容纳腔23的壳体21、设置在壳体21底部的水泥挤出口22，所述水泥挤出口22与所述水泥容纳腔23之间通过螺杆泵24相互连通，所述壳体21设置在X轴丝杠机构41或Y轴丝杠机构42上；所述龙骨填充装置包括第一金属丝卷转轴31和第一钢丝输送夹辊组32，所述第一金属丝卷转轴31用于悬挂金属丝卷，所述第一钢丝输送夹辊组32靠近壳体21底部的水泥挤出口22设置，所述第一钢丝输送夹辊组32包括两个紧邻且并列设置的第一夹辊33，所述第一夹辊33由与控制系统连接的电机来驱动，所述第一钢丝输送夹辊组上方设置有第一金属丝定位筒34；还包括混凝土搅拌装置5和水泥泵6，所述水泥泵6连接在混凝土搅拌装置5与挤出装置之间，所述水泥泵6用于向水泥容纳腔中输送水泥；
本发明水泥制品3D打印机的工作原理：
1）通过混凝土搅拌装置5对水泥混凝土进行搅拌，通过水泥泵将搅拌均匀的水泥混凝土输送至水泥容纳腔23中；
2）具体打印时，通过控制系统中的控制器或处理器控制螺杆泵中的螺杆是否旋转以挤出水泥混凝土；
3）通过X轴丝杠机构41、Y轴丝杠机构42控制挤出装置的水平面上的位置，通过Z轴丝杠机构调整挤出装置的高度；
4）通过第一钢丝输送夹辊组带动金属丝7从水泥挤出口22中或从靠近水泥挤出口22的位置伸出，然后落入到挤出的水泥混凝土模型上。
本发明的水泥制品3D打印机通过在打印的同时通过龙骨填充装置填充龙骨，可显著提高水泥的成型性，从而解决了现有3D打印机不能直接打印水泥制品的技术问题。
作为上述技术方案的进一步改进，所述两个第一夹辊33为两个相互啮合的齿轮，所述金属丝从两个齿轮之间的啮合面处通过。将第一夹辊33设置成齿轮，可使金属丝经过两个第一夹辊处理后形成S型弯曲状，进而可显著提高水泥混凝土的定型能力。
作为上述技术方案的进一步改进，所述龙骨填充装置还包括第二金属丝卷转轴35和第二钢丝输送夹辊组36和钢丝切割机构37，所述第二金属丝卷转轴35用于悬挂金属丝卷，所述第二钢丝输送夹辊组36靠近壳体底部的水泥挤出口设置，所述第二钢丝输送夹辊组包括两个紧邻且并列设置的第二夹辊，所述第二钢丝输送夹辊组下方设置有第二金属丝定位筒38，所述钢丝切割机构包括切割刀39和驱动切割刀往复运动的执行机构40，所述切割刀39设置在第二金属丝定位筒38处，切割刀39的往复运动可对从第二金属丝定位筒38处伸入的金属丝进行切割，优选的，所述第二金属丝定位筒并列设置有两个，从而可同时向水泥模型中插入两颗金属丝。通过上述改进，可将金属丝一段一段地插入到水泥混凝土中，尤其地，可将金属丝插入到由第一夹辊处理形成的S型金属丝中，从而形成立体网状骨架，进而可显著地提高水泥模型的定型能力。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种水泥制品3D打印机，其特征在于，包括机架、挤出装置、龙骨填充装置、驱动装置和控制系统，所述驱动装置设置在机架上，所述驱动装置包括X轴丝杠机构、Y轴丝杠机构和Z轴丝杠机构，所述Z轴丝杠机构驱动X轴丝杠机构和Y轴丝杠机构上下运动，所述挤出装置包括内含水泥容纳腔的壳体、设置在壳体底部的水泥挤出口，所述水泥挤出口与所述水泥容纳腔之间通过螺杆泵相互连通，所述壳体设置在X轴丝杠机构或Y轴丝杠机构上。
2.根据权利要求1所述的水泥制品3D打印机，其特征在于，所述龙骨填充装置包括第一金属丝卷转轴和第一钢丝输送夹辊组，所述第一金属丝卷转轴用于悬挂金属丝卷，所述第一钢丝输送夹辊组靠近壳体底部的水泥挤出口设置，所述第一钢丝输送夹辊组包括两个紧邻且并列设置的第一夹辊，所述第一钢丝输送夹辊组上方设置有第一金属丝定位筒。
3.根据权利要求2所述的水泥制品3D打印机，其特征在于：所述两个第一夹辊为两个相互啮合的齿轮，所述金属丝从两个齿轮之间的啮合面处通过。
4.根据权利要求3所述的水泥制品3D打印机，其特征在于：还包括混凝土搅拌装置和水泥泵，所述水泥泵连接在混凝土搅拌装置与挤出装置之间，所述水泥泵用于向水泥容纳腔中输送水泥。
5.根据权利要求4所述的水泥制品3D打印机，其特征在于：所述龙骨填充装置还包括第二金属丝卷转轴和第二钢丝输送夹辊组和钢丝切割机构，所述第二金属丝卷转轴用于悬挂金属丝卷，所述第二钢丝输送夹辊组靠近壳体底部的水泥挤出口设置，所述第二钢丝输送夹辊组包括两个紧邻且并列设置的第二夹辊，所述第二钢丝输送夹辊组下方设置有第二金属丝定位筒，所述钢丝切割机构包括切割刀和驱动切割刀往复运动的执行机构，所述切割刀设置在第二金属丝定位筒处，切割刀的往复运动可对从第二金属丝定位筒处伸入的金属丝进行切割。
6.根据权利要求5所述的水泥制品3D打印机，其特征在于：所述第二金属丝定位筒并列设置有两个。
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