CN107599386A - 水泥雕塑3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种水泥雕塑3D打印机，包括机座、填充装置、坐标装置以及控制系统；所述坐标装置包括X轴连接杠、Y轴连接杠、Z轴支撑杠和驱动装置；所述Z轴支撑杠安装在机座上；所述驱动装置安装在Z轴支撑杠上；驱动装置驱动Y轴连接杠在Z轴支撑杠上上下滑动；所述Y轴连接杠远离Z轴支撑杠的一端向下凸形成芯轴；芯轴与X轴连接杠旋转连接；驱动装置驱动X轴连接杠旋转；所述填充装置包括水泥容纳腔、塑料容纳腔、水泥喷头和塑料喷头；所述控制系统分别与填充装置和坐标装置连接。本发明提供的水泥雕塑3D打印机，可以直接打印出水泥雕塑，解决了现有3D打印机不能直接打印水泥制品的技术问题，提高了工作效率，降低了生产成本。

Description

水泥雕塑3D打印机

技术领域

本发明涉及景观雕塑设备领域，具体涉及一种水泥雕塑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

针对现有技术中的缺陷，本发明提供的水泥雕塑3D打印机，可以直接打印出水泥雕塑，解决了现有3D打印机不能直接打印水泥制品的技术问题，提高了工作效率，降低了生产成本。

本发明提供的一种水泥雕塑3D打印机，包括机座、填充装置、坐标装置以及控制系统；所述坐标装置包括X轴连接杠、Y轴连接杠、Z轴支撑杠和驱动装置；所述Z轴支撑杠安装在机座上；所述驱动装置安装在Z轴支撑杠上；所述驱动装置驱动Y轴连接杠在Z轴支撑杠上上下滑动；所述Y轴连接杠远离Z轴支撑杠的一端向下凸形成芯轴；所述芯轴与X轴连接杠旋转连接；所述驱动装置驱动X轴连接杠旋转；所述填充装置包括水泥容纳腔、塑料容纳腔、水泥喷头和塑料喷头；所述水泥喷头安装在芯轴底部，且与水泥容纳腔连通；所述塑料喷头与X轴连接杠滑动连接，且与塑料容纳腔连通；所述控制系统分别与填充装置和坐标装置连接。

可选地，所述驱动装置包括电机和升降油缸；所述电机的动力输出端与X轴连接杠传动连接；所述升降油缸的两端分别与机座和Y轴连接杠连接。

可选地，所述水泥容纳腔内设置有螺杆泵。

可选地，还包括轮廓切割装置；所述轮廓切割装置包括切割刀、弹簧和连接杆；所述连接杆与Z轴支撑杠滑动连接；所述切割刀与连接杆滑动连接；所述弹簧的两端分别与切割刀和连接杆连接；所述机座上设置有旋转座；所述旋转座与机座旋转连接；所述Z轴支撑杠安装在旋转座上。

可选地，所述旋转座上开有用于收纳切割刀的容置槽。

可选地，所述切割刀上设置有加热电阻丝。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果：本发明提供的一种水泥雕塑3D打印机，包括机座、填充装置、坐标装置以及控制系统；所述坐标装置包括X轴连接杠、Y轴连接杠、Z轴支撑杠和驱动装置；所述Z轴支撑杠安装在机座上；所述驱动装置安装在Z轴支撑杠上；所述驱动装置驱动Y轴连接杠在Z轴支撑杠上上下滑动；所述Y轴连接杠远离Z轴支撑杠的一端向下凸形成芯轴；所述芯轴与X轴连接杠旋转连接；所述驱动装置驱动X轴连接杠旋转；所述填充装置包括水泥容纳腔、塑料容纳腔、水泥喷头和塑料喷头；所述水泥喷头安装在芯轴底部，且与水泥容纳腔连通；所述塑料喷头与X轴连接杠滑动连接，且与塑料容纳腔连通；所述控制系统分别与填充装置和坐标装置连接。本发明提供的水泥雕塑3D打印机，可以直接打印出水泥雕塑，解决了现有3D打印机不能直接打印水泥制品的技术问题，提高了工作效率，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的结构示意图；

图2为水泥搅拌杆的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

附图标记：

1-机座、2-X轴连接杠、3-Y轴连接杠、4-Z轴支撑杠、5-水泥容纳腔、6-塑料容纳腔、7-水泥喷头、8-塑料喷头、9-切割刀、11-旋转座、21-水泥搅拌杆、22-搅拌电机、31-芯轴、41-电机、42-升降油缸、91-弹簧、92-连接杆、111-容置槽、211-搅拌轴、212-施力弹簧、213-圆柱体、214-动搅拌翼、2111-定搅拌翼、2112-沟槽、2131-振动凸点。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1-3，本实施例提供的一种水泥雕塑3D打印机，包括机座1、填充装置、坐标装置以及控制系统；所述坐标装置包括X轴连接杠2、Y轴连接杠3、Z轴支撑杠4和驱动装置；所述Z轴支撑杠4安装在机座1上；所述驱动装置安装在Z轴支撑杠4上；所述驱动装置驱动Y轴连接杠3在Z轴支撑杠4上上下滑动；所述Y轴连接杠3远离Z轴支撑杠4的一端向下凸形成芯轴31；所述芯轴31与X轴连接杠2旋转连接；所述驱动装置驱动X轴连接杠2旋转；所述填充装置包括水泥容纳腔5、塑料容纳腔6、水泥喷头7和塑料喷头8；所述水泥喷头7安装在芯轴31底部，且与水泥容纳腔6连通；所述塑料喷头8与X轴连接杠2滑动连接，且与塑料容纳腔6连通；所述控制系统分别与填充装置和坐标装置连接。所述塑料容纳腔6内壁螺旋贴合有加热带。使用时，将需要打印的水泥雕塑的3D模型输入控制系统中，在水泥容纳腔6中加热混凝土，在塑料容纳腔6中加入塑料颗粒，并通过加热带将塑料颗粒液化。启动塑料喷头8，在控制系统的作用下，所述塑料喷头8在X轴连接杠2上滑动，所述X轴连接杠2绕芯轴31旋转，使塑料喷头8沿需要打印的雕塑的外轮廓打印塑料轮廓；当X轴连接杠2绕芯轴31旋转一周后，所述Y轴连接杠3向上滑动一个工作高度。启动水泥喷头7，此时由于塑料喷头8已经绕芯轴31打印了一周塑料轮廓，所述塑料轮廓与机座1底部形成水泥容置腔；所述水泥喷头7向水泥容置腔中灌注水泥。同时塑料喷头8继续绕芯轴31旋转，打印塑料轮廓。所述X轴连接杠2绕芯轴31每旋转一周，所述Y轴连接杠3就向上滑动一个工作高度，直到水泥雕塑完全打印完全后，关闭塑料喷头8和水泥喷头7，用砂轮打磨掉塑料轮廓，完成水泥雕塑的3D打印。本发明提供的水泥雕塑3D打印机，可以直接打印出水泥雕塑，解决了现有3D打印机不能直接打印水泥制品的技术问题，提高了工作效率，降低了生产成本。

在本申请中，所述一个工作高度应做广义理解，例如一个工作高度可以是10cm，也可以是20cm。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述驱动装置包括电机41和升降油缸42；所述电机41的动力输出端与X轴连接杠2传动连接；所述升降油缸42的两端分别与机座1和Y轴连接杠3连接。便于控制X轴连接杠2的旋转和Y轴连接杠3的滑动，结构简单，便于维护。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述水泥容纳腔6内设置有螺杆泵。便于混凝土的流动，防止混凝土凝固。

作为对上述技术方案的进一步改进，还包括轮廓切割装置；所述轮廓切割装置包括切割刀9、弹簧91和连接杆92；所述连接杆92与Z轴支撑杠4滑动连接；所述切割刀9与连接杆92滑动连接；所述弹簧91的两端分别与切割刀9和连接杆92连接；所述机座1上设置有旋转座11；所述旋转座11与机座1旋转连接；所述Z轴支撑杠4安装在旋转座11上。初始状态下，所述连接杆92位于Z轴支撑杠4的底部。当水泥雕塑打印完成后。向上滑动连接杆92，是切割刀9与塑料轮廓抵触，向上滑动连接杆92，所述切割刀9从下至上割破塑料轮廓，当切割刀9滑动至水泥雕塑顶端后。所述旋转座11旋转一个工作角度，向下滑动连接杆92，所述切割刀9从上至下割破塑料轮廓，当切割刀9滑动至水泥雕塑底端后，所述旋转座11再次旋转一个工作角度，向上滑动连接杆92，重复上述动作。当旋转座11旋转一周后，所述切割刀9将塑料轮廓切割成多个瓣状体，用砂轮打磨掉瓣状体，得到完整的水泥雕塑。便于切割塑料轮廓。

在本申请中，所述一个工作角度应做广义理解，例如一个工作角度可以是10°，也可以是20°。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述旋转座11上开有用于收纳切割刀9的容置槽111。便于收纳切割刀9。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述切割刀9上设置有加热电阻丝。便于切割塑料轮廓。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述X轴连接杠2上安装有水泥搅拌杆21和搅拌电机22；所述水泥搅拌杆21位于塑料喷头8和芯轴31之间，且与X轴连接杠2旋转连接；所述水泥搅拌杆21沿周向设置有多个沿径向向外延伸的搅拌翼；所述搅拌电机22的动力输出端与水泥搅拌杆21传动连接。在搅拌电机22的作用下，所述水泥搅拌杆21旋转，搅拌水泥喷头7喷洒出的混凝土，减少气泡的产生，提高雕塑的质量。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述水泥搅拌杆21与X轴连接杠2滑动连接。所述水泥搅拌杆21与塑料喷头8连接，在塑料喷头8的驱动下，所述水泥搅拌杆21沿X轴连接杠2往复滑动。便于搅拌混凝土，加速混凝土的流动，减少气泡的产生，提高雕塑的质量。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述水泥搅拌杆21包括搅拌轴211、施力弹簧212、圆柱体213和动搅拌翼214；所述搅拌轴211与圆柱体213旋转连接，且穿过圆柱体213与搅拌电机22的动力输出端传动连接；所述搅拌轴211沿周向设置有多个沿径向向外延伸的定搅拌翼2111；相邻的两个所述定搅拌翼2111之间开有沟槽2112；所述动搅拌翼214滑动安装在沟槽2112内，并穿过沟槽2112与圆柱体213抵触；所述施力弹簧212的两端分别与动搅拌翼2112和搅拌轴211连接；所述圆柱体213与X轴连接杠2滑动连接；所述圆柱体213的下端面上设置有多个振动凸点2131。两个相邻的振动凸点2131之间形成凹槽。初始状态下，所述动搅拌翼214插入凹槽内，与圆柱体213抵触。在搅拌电机22的作用下，所述搅拌轴211旋转，所述振动凸点2131与动搅拌翼214接触，挤压动搅拌翼214，使动搅拌翼214向下滑动。当振动凸点2131与动搅拌翼214分离后，在施力弹簧212的作用下，所述动搅拌翼214向上滑动。随着搅拌轴211的旋转，所述动搅拌翼214在圆柱体213的作用下，产生上下振动，加速混凝土的流动，减少气泡的产生，提高雕塑的质量。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种水泥雕塑3D打印机，其特征在于：包括机座（1）、填充装置、坐标装置以及控制系统；所述坐标装置包括X轴连接杠（2）、Y轴连接杠（3）、Z轴支撑杠（4）和驱动装置；所述Z轴支撑杠（4）安装在机座（1）上；所述驱动装置安装在Z轴支撑杠（4）上；所述驱动装置驱动Y轴连接杠（3）在Z轴支撑杠（4）上上下滑动；所述Y轴连接杠（3）远离Z轴支撑杠（4）的一端向下凸形成芯轴（31）；所述芯轴（31）与X轴连接杠（2）旋转连接；所述驱动装置驱动X轴连接杠（2）旋转；所述填充装置包括水泥容纳腔（5）、塑料容纳腔（6）、水泥喷头（7）和塑料喷头（8）；所述水泥喷头（7）安装在芯轴（31）底部，且与水泥容纳腔（6）连通；所述塑料喷头（8）与X轴连接杠（2）滑动连接，且与塑料容纳腔（6）连通；所述控制系统分别与填充装置和坐标装置连接。

2.根据权利要求1所述的水泥雕塑3D打印机，其特征在于：所述驱动装置包括电机（41）和升降油缸（42）；所述电机（41）的动力输出端与X轴连接杠（2）传动连接；所述升降油缸（42）的两端分别与机座（1）和Y轴连接杠（3）连接。

3.根据权利要求1所述的水泥雕塑3D打印机，其特征在于：所述水泥容纳腔（6）内设置有螺杆泵。

4.根据权利要求1所述的水泥雕塑3D打印机，其特征在于：还包括轮廓切割装置；所述轮廓切割装置包括切割刀（9）、弹簧（91）和连接杆（92）；所述连接杆（92）与Z轴支撑杠（4）滑动连接；所述切割刀（9）与连接杆（92）滑动连接；所述弹簧（91）的两端分别与切割刀（9）和连接杆（92）连接；所述机座（1）上设置有旋转座（11）；所述旋转座（11）与机座（1）旋转连接；所述Z轴支撑杠（4）安装在旋转座（11）上。

5.根据权利要求4所述的水泥雕塑3D打印机，其特征在于：所述旋转座（11）上开有用于收纳切割刀（9）的容置槽（111）。

6.根据权利要求5所述的水泥雕塑3D打印机，其特征在于：所述切割刀（9）上设置有加热电阻丝。