CN108035458B - 3d打印墙体结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种3D打印墙体结构及其制造方法，涉及3D打印技术领域，本发明提供的3D打印墙体结构包括内墙体、外墙体和设于内墙体和外墙体之间的加强筋，加强筋包括多个支撑单元，相邻的两个支撑单元之间通过第一支撑部连接，支撑单元包括依次连接的第一交叉打印部、第二支撑部和第二交叉打印部，其中：第一交叉打印部与内墙体面连接；第二支撑部的两端分别与第一交叉打印部和第二交叉打印部连接；第二交叉打印部与外墙体面连接。本发明提供的3D打印墙体结构提高了加强筋与墙体之间的连接强度，并且能够使得墙体具有较强的承载能力。

Description

3D打印墙体结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种3D打印墙体结构及其制造方法。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。随着3D打印技术的成熟，3D打印技术逐渐被应用在建筑领域。

目前建筑3D打印墙体结构，通常采用中间设置加强筋的模式，一方面是使得墙体整体重量减轻，另一方面是加强墙体的强度。但是现有的加强筋与墙体之间的连接强度不够，使得墙体不具有较强的承载能力。

因此，如何提供一种能够提高墙体承载能力的3D打印墙体结构及其制造方法是本领域技术人员需解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印墙体结构及其制造方法，能够提高加强筋与墙壁之间的连接强度，使得墙体具有较强的承载能力。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种3D打印墙体结构，包括内墙体、外墙体和设于所述内墙体和所述外墙体之间的加强筋，所述加强筋包括多个支撑单元，相邻的两个所述支撑单元之间通过第一支撑部连接，所述支撑单元包括依次连接的第一交叉打印部、第二支撑部和第二交叉打印部，其中：

所述第一交叉打印部与所述内墙体面连接；

所述第二支撑部的两端分别与所述第一交叉打印部和所述第二交叉打印部连接；

所述第二交叉打印部与所述外墙体面连接。

进一步地，所述内墙体上与所述第一交叉打印部连接的部位形成向室内外凸的第一凸起。

进一步地，所述外墙体上与所述第二交叉打印部连接的部位形成向室外外凸的第二凸起。

进一步地，所述第一交叉打印部朝向所述内墙体的一面呈弧面，所述第一交叉打印部朝向所述外墙体的一面呈平面。

进一步地，所述第二交叉打印部朝向所述外墙体的一面呈弧面，所述第二交叉打印部朝向所述内墙体的一面呈平面。

进一步地，所述第一支撑部呈平板状结构，所述第一支撑部所处平面与所述外墙体所处平面之间的夹角为30°至80°。

进一步地，所述第二支撑部呈平板状结构，所述第二支撑部所处平面与所述内墙体所处平面之间的夹角为30°至80°。

第二方面，本发明还提供一种3D打印墙体结构的制造方法，包括：

依次打印出第一交叉打印部、第二支撑部和第二交叉打印部以形成一个支撑单元；

打印出第一支撑部，所述第一支撑部与所述支撑单元中的所述第二交叉打印部连接以形成加强筋子单元；

打印所述加强筋子单元一侧的内墙体，且打印所述内墙体时，所述内墙体与所述第一交叉打印部交叉打印，以使得所述内墙体与所述第一交叉打印部面连接；

打印所述加强筋子单元另一侧的外墙体，且打印所述外墙体时，所述外墙体与所述第二交叉打印部交叉打印，以使得所述外墙体与所述第二交叉打印部面连接。

本发明提供的3D打印墙体结构及其制造方法能产生如下有益效果：

本发明第一方面提供的3D打印墙体结构中，内墙体用于形成室内的墙面，外墙体用于形成室外的墙面，第一支撑部用于连接两个支撑单元并支撑内墙体与外墙体的结构，加强筋中的第一交叉打印部与内墙体面连接，第二支撑部用于支撑内墙体与外墙体的结构，第二交叉打印部与外墙体面连接。

在使用上述3D打印墙体结构时，第一支撑部和第二支撑部能够对内墙体与外墙体进行支撑，当内墙体与外墙体受到外力的挤压时，第一支撑部和第二支撑部能够防止内墙体与外墙体发生较大的变形，保证内墙体与外墙体的稳定性，第一交叉打印部与第二交叉打印部能够使得支撑单元牢固的与内墙体和外墙体连接，使得加强筋能够稳定的对内墙体和外墙体进行支撑。

相对于现有技术来说，本发明第一方面提供的3D打印墙体结构中的加强筋能够有效的对内墙体和外墙体进行支撑，加强筋中的第一交叉打印部与第二交叉打印部分别与内墙体和外墙体面连接提高了加强筋与墙体之间的连接强度，并且配合第一支撑部和第二支撑部使得墙体具有较强的承载能力。

相对于现有技术来说，本发明第二方面提供的3D打印墙体结构的制造方法中先对加强筋子单元进行打印再打印上内墙体和外墙体，且将内墙体与第一交叉打印部交叉打印、将外墙体与第二交叉打印部交叉打印，使得内墙体与第一交叉打印部、外墙体与第二交叉打印部均为面连接，提高了加强筋与墙体之间的连接强度，并且配合第一支撑部和第二支撑部使得墙体具有较强的承载能力。

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，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种3D打印墙体结构的三维结构示意图。

图标：1－内墙体；11－第一凸起；2－外墙体；21－第二凸起；3－加强筋；31－支撑单元；311－第一交叉打印部；312－第二支撑部；313－第二交叉打印部；32－第一支撑部。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1为本发明实施例提供的一种3D打印墙体结构的三维结构示意图。

本发明第一方面的实施例提供一种3D打印墙体结构，如图1所示，包括内墙体1、外墙体2和设于内墙体1和外墙体2之间的加强筋3，加强筋3包括多个支撑单元31，相邻的两个支撑单元31之间通过第一支撑部32连接，支撑单元31包括依次连接的第一交叉打印部311、第二支撑部312和第二交叉打印部313，其中：

第一交叉打印部311与内墙体1面连接；

第二支撑部312的两端分别与第一交叉打印部311和第二交叉打印部313连接；

第二交叉打印部313与外墙体2面连接。

本发明第一方面的实施例提供的3D打印墙体结构中，内墙体用于形成室内的墙面，外墙体用于形成室外的墙面，第一支撑部用于连接两个支撑单元并支撑内墙体与外墙体的结构，加强筋中的第一交叉打印部与内墙体面连接，第二支撑部用于支撑内墙体与外墙体的结构，第二交叉打印部与外墙体面连接。

在使用上述3D打印墙体结构时，第一支撑部和第二支撑部能够对内墙体与外墙体进行支撑，当内墙体与外墙体受到外力的挤压时，第一支撑部和第二支撑部能够防止内墙体与外墙体发生较大的变形，保证内墙体与外墙体的稳定性，第一交叉打印部与第二交叉打印部能够使得支撑单元牢固的与内墙体和外墙体连接，使得加强筋能够稳定的对内墙体和外墙体进行支撑。

相对于现有技术来说，本发明第一方面的实施例提供的3D打印墙体结构中的加强筋能够有效的对内墙体和外墙体进行支撑，加强筋中的第一交叉打印部与第二交叉打印部分别与内墙体和外墙体面连接提高了加强筋与墙体之间的连接强度，并且配合第一支撑部和第二支撑部使得墙体具有较强的承载能力。

需要说明的是，在打印时，沿着如图1所示的方向，由下至上进行打印，且以支撑单元31为最小单元进行打印。具体打印过程如下：打印完毕后，加强筋3的整体形状接近于波浪形。

进一步地，如图1所示，由于在打印过程中，内墙体1与第一交叉打印部311采用交叉打印，第一交叉打印部311会对内墙体1的打印路径形成一个阻碍，使得内墙体1无法形成竖直的墙面，而是形成包覆在第一交叉打印部311的外部向室内外凸的第一凸起11。此时第一交叉打印部311与内墙体1之间为面接触，具有更大的接触面积，增加了第一交叉打印部311与内墙体1之间的连接强度。

进一步地，如图1所示，由于在打印过程中，外墙体2与第二交叉打印部313采用交叉打印，第二交叉打印部313会对外墙体2的打印路径形成一个阻碍，使得外墙体2无法形成竖直的墙面，而是形成包覆在第二交叉打印部313的外部向室内外凸的第二凸起21。此时第二交叉打印部313与外墙体2之间为面接触，具有更大的接触面积，增加了第二交叉打印部313与外墙体2之间的连接强度。

进一步地，如图1所示，为了使得上述3D打印墙体结构的承载能力更强，第一交叉打印部311朝向内墙体1的一面呈弧面，增加了第一交叉打印部311与内墙体1之间的接触面积；第一交叉打印部311朝向外墙体2的一面呈平面，使得第一交叉打印部311具有更大的厚度，增加第一交叉打印部311的结构强度，使得第一交叉打印部311能够更牢固的与内墙体1连接。

进一步地，如图1所示，为了使得上述3D打印墙体结构的承载能力更强，第二交叉打印部313朝向外墙体2的一面呈弧面，增加了第二交叉打印部313与外墙体2之间的接触面积；第二交叉打印部313朝向内墙体1的一面呈平面，使得第二交叉打印部313具有更大的厚度，增加第二交叉打印部313的结构强度，使得第二交叉打印部313能够更牢固的与内墙体1连接。

进一步地，如图1所示，为了使得第一支撑部32能够对内墙体1与外墙体2进行牢固的支撑，第一支撑部32呈平板状结构，沿着打印方向，第一支撑部32所处平面与外墙体2所处平面之间的夹角为30°至80°。

第一支撑部32所处平面与外墙体2所处平面之间的夹角可以为30°、40°、50°、60°、70°、80°，等等。具体地，在至少一个实施例中，第一支撑部32所处平面与外墙体2所处平面之间的夹角为45°，上述设置能够避免第一支撑部32所处平面与外墙体2所处平面之间的夹角过大而延长上述3D打印墙体结构的加工时间，同时也能够避免第一支撑部32所处平面与外墙体2所处平面之间的夹角过小而使得第一支撑部32无法对内墙体1和外墙体2进行有效的支撑。

进一步地，如图1所示，为了使得第二支撑部312能够对内墙体1与外墙体2进行牢固的支撑，第二支撑部312呈平板状结构，沿着打印方向，第二支撑部312所处平面与内墙体1所处平面之间的夹角为30°至80°。

第二支撑部312所处平面与内墙体1所处平面之间的夹角可以为30°、40°、50°、60°、70°、80°，等等。具体地，在至少一个实施例中，第二支撑部312所处平面与内墙体1所处平面之间的夹角为45°，上述设置能够避免第二支撑部312所处平面与内墙体1所处平面之间的夹角过大而延长上述3D打印墙体结构的加工时间，同时也能够避免第二支撑部312所处平面与内墙体1所处平面之间的夹角过小而使得第二支撑部312无法对内墙体1和外墙体2进行有效的支撑。

需要说明的是，沿着打印方向，假设第一支撑部32所处平面与外墙体2所处平面之间的夹角为第一夹角、第二支撑部312所处平面与内墙体1所处平面之间的夹角为第二夹角，第一夹角和第二夹角可以相同也可以不同，例如内墙体1与外墙体呈一定弧度弯曲时，为了使得第一支撑部32和第二支撑部312能够更好的对弯曲处进行支撑，第一夹角和第二夹角的角度可以根据实际情况进行调整。

本发明第二方面的实施例提供一种3D打印墙体结构的制造方法，包括：

依次打印出第一交叉打印部、第二支撑部和第二交叉打印部以形成一个支撑单元；

打印出第一支撑部，第一支撑部与支撑单元中的第二交叉打印部连接以形成加强筋子单元；

打印加强筋子单元一侧的内墙体，且打印内墙体时，内墙体与第一交叉打印部交叉打印，以使得内墙体与第一交叉打印部面连接；

打印加强筋子单元另一侧的外墙体，且打印外墙体时，外墙体与第二交叉打印部交叉打印，以使得外墙体与第二交叉打印部面连接。

需要说明的是，制造人员可以根据所需墙体的高度来多次重复上述制造过程。

本发明第二方面提供的3D打印墙体结构的制造方法中先对加强筋子单元进行打印再打印上内墙体和外墙体，且将内墙体与第一交叉打印部交叉打印、将外墙体与第二交叉打印部交叉打印，使得内墙体与第一交叉打印部、外墙体与第二交叉打印部均为面连接，提高了加强筋与墙体之间的连接强度，并且配合第一支撑部和第二支撑部使得墙体具有较强的承载能力。

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。

Claims (4)

1.一种3D打印墙体结构，包括内墙体、外墙体和设于所述内墙体和所述外墙体之间的加强筋，其特征在于，所述加强筋包括多个支撑单元，相邻的两个所述支撑单元之间通过第一支撑部连接，所述支撑单元包括依次连接的第一交叉打印部、第二支撑部和第二交叉打印部，其中：

所述第一交叉打印部与所述内墙体面连接；

所述第二支撑部的两端分别与所述第一交叉打印部和所述第二交叉打印部连接；

所述第二交叉打印部与所述外墙体面连接；

所述内墙体上与所述第一交叉打印部连接的部位形成向室内外凸的第一凸起；

所述外墙体上与所述第二交叉打印部连接的部位形成向室外外凸的第二凸起；

所述第一交叉打印部朝向所述内墙体的一面呈弧面，所述第一交叉打印部朝向所述外墙体的一面呈平面；

所述第二交叉打印部朝向所述外墙体的一面呈弧面，所述第二交叉打印部朝向所述内墙体的一面呈平面。

2.根据权利要求1所述的3D打印墙体结构，其特征在于，所述第一支撑部呈平板状结构，所述第一支撑部所处平面与所述外墙体所处平面之间的夹角为30°至80°。

3.根据权利要求1所述的3D打印墙体结构，其特征在于，所述第二支撑部呈平板状结构，所述第二支撑部所处平面与所述内墙体所处平面之间的夹角为30°至80°。

4.一种3D打印墙体结构的制造方法，其特征在于，用于如权利要求1－3任一项所述的3D打印墙体结构，包括：

依次打印出第一交叉打印部、第二支撑部和第二交叉打印部以形成一个支撑单元；

打印出第一支撑部，所述第一支撑部与所述支撑单元中的所述第二交叉打印部连接以形成加强筋子单元；

打印所述加强筋子单元一侧的内墙体，且打印所述内墙体时，所述内墙体与所述第一交叉打印部交叉打印，以使得所述内墙体与所述第一交叉打印部面连接；

打印所述加强筋子单元另一侧的外墙体，且打印所述外墙体时，所述外墙体与所述第二交叉打印部交叉打印，以使得所述外墙体与所述第二交叉打印部面连接。