CN111485667A - 3d打印定制砌块砖和由其建造复杂墙体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3d打印定制砌块砖和由其建造复杂墙体的方法。通过软件将具有复杂表面形态或特殊设计需求的墙体细分为X块非标准定制砌块，通过3d打印设备，进行定制生产后，将X块3d打印定制砌块砖逐块逐层进行堆砌固定，再现设计需要的墙面形式。3d打印定制砌块砖为整体3d打印，砌块砖内部为有支撑结构的空腔；砌块砖外壁由外露面和拼接面组成；外露面为定制面；拼接面上有0至3个定位连接槽或定位连接键，相互连接固定后，拼合形成复杂的曲面墙体形态。该3d打印定制砌块砖和由其建造复杂墙体的方法，具有抗压、保温、生产周期短、技术门槛低、易于现场装配等优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑墙体数字化建造领域，具体涉及一种3d打印定制砌块砖和由其建造复杂墙体的方法。
背景技术
目前，随着国民经济水平提高，人民群众对建筑的审美标准越来越高，传统横平竖直的建筑形体和火柴盒式空间无法满足时代需求，大量以曲线、曲面为主的复杂墙体出现在设计中。这些复杂墙体很难通过传统砌块砖的砌筑实现，而数字化生产技术虽然已经积极应用于建筑建造，但就3d打印方面来看，仍普遍采用大型3d打印设备直接打印墙体或构件现场拼装的方式，造价高、周期长、施工难度大，难以大规模推广应用。
发明内容
为克服传统3d打印应用于建筑数字化生产较高的成本和应用门槛，本发明通过一种3d打印定制砌块砖，和定制化设计、分割、制造、拼装方法，由3d打印定制砌块砖相互连接形成复杂墙面。
本发明提供的一种由3d打印定制砌块砖建造复杂墙体的方法，其特征在于包含以下步骤：
（1）通过软件将具有复杂表面形态或特殊设计需求的墙体细分为X块非标准定制砌块，X为>0的正整数；
（2）通过软件，将X块非标准定制砌块处理生成为X块3d打印定制砌块砖的打印模型；
（3）通过3d打印设备，定制生产X块3d打印定制砌块砖；
（4）对X块3d打印定制砌块砖进行表面处理；
（5）在目标场地上，将X块3d打印定制砌块砖逐块逐层进行堆砌固定，再现设计需要的墙面形式。
上述一种由3d打印定制砌块砖建造复杂墙体的方法，所述的表面处理，包括清除3d打印毛刺残留、打磨、抛光、印刷、喷涂中的一种或几种。
本发明提供的一种3d打印定制砌块砖，其特征在于：一种3d打印定制砌块砖，砌块砖为整体3d打印，外壁厚0.4cm至4cm之间；砌块砖内部为有支撑结构的空腔；砌块砖外壁由外露面和拼接面组成；外露面为依设计的定制面；拼接面上有0至3个定位连接槽或定位连接键；两个相邻砌块砖体的拼接面，通过胶结材料粘接，或通过定位连接槽、定位连接键、定位连接配件之间进行对位固定后，再用胶结材料粘接。
上述3d打印定制砌块砖，所述的支撑结构，为Z字型、X字型、经线型、纬线型、米字型，蜂巢型、回字形、井字形8种支撑结构形式之一。
上述3d打印定制砌块砖，所述的定制面，为根据墙体设计形态细分形成的特定形态表面。
上述3d打印定制砌块砖，所述的定位连接槽，形状为圆形或矩形孔洞，深度>0.5cm。
上述3d打印定制砌块砖，所述的定位连接槽，形状为贯通拼接面的凹槽，深度>0.5cm。
上述3d打印定制砌块砖，所述的定位连接键，为砌块砖体表面突出的柱状结构或贯通拼接面的凸条，尺寸、形状、深度与所述定位连接槽相对应。
上述3d打印定制砌块砖，所述的定位连接配件，具体为固定销、固定卡扣之一，用以固定连接两块相邻砌块砖的2个定位连接槽，尺寸与所述定位连接槽相适应。
上述3d打印定制砌块砖，砌块砖体连接固定后，所述外露面拼合形成复杂的曲面墙体形态。
本发明的有益效果是，3d打印定制砌块砖内部结构复杂，抗压、保温等物理性能较好，同时具有生产周期短、技术门槛低、易于现场装配等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明示意图。
图2为本发明堆砌示意图。
图中1-外露面（定制面）；2-拼接面；3-内部支撑结构；4-定位连接键（贯通凸条）；5-定位连接槽（贯通凹槽）；6-定位连接槽（圆形凹孔）；7-固定销（用于连接两个相邻面的定位槽）。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施实例1
根据建筑和室内设计，某建筑入口处需要建设一面不规则S曲线墙体。
本发明3d打印定制砌块砖和由其建造复杂墙体的方法，包括以下步骤。
利用cad软件，将S曲线墙体分割为适度数量的3d打印定制砌块砖，并利用3d切片软件，将其制备为可3d打印的3d模型。
通过3d打印，按顺序逐一生产3d打印定制砌块砖，为了达到设计需要的整体透光效果，打印材料使用半透明PETG材料，采用0.4cm3d打印机专用喷头，外壁打印3层，总壁厚1.2厘米。
砌块砖体内部采用Z字型填充支撑，宽度0.4cm。
砌块砖体左侧拼接面留1个定位连接槽（贯通凹槽），右侧拼接面留1个定位连接键（贯通凸条），下侧拼接面留2个定位连接槽（圆形凹孔），上侧拼接面留2个定位连接键（圆形柱体）。
3d打印定制砌块砖打印完成后，进行表面处理，清除打印毛刺后，进行打磨、抛光处理，外露面表面涂保护清漆。
按顺序将3d打印定制砌块砖在场地上进行堆砌，涂抹水泥砂浆后，通过定位连接槽和定位连接键进行定位固定，逐块逐层进行堆砌。
堆砌完成后，再现设计中的复杂S型曲线墙面。
实施实例2
根据建筑设计，某室外场地需要建设一个小型穹顶。
本发明3d打印定制砌块砖和由其建造复杂墙体的方法，包括以下步骤。
利用软件，小型穹顶分割为适度数量的3d打印定制砌块砖，并利用3d切片软件，将其制备为可3d打印的3d模型。
通过3d打印，按顺序逐一生产3d打印定制砌块砖，为了达到设计需要的强度和耐候性，打印材料使用复合水泥材料，采用1cm3d打印专用喷头，外壁打印4层，总壁厚4厘米。
砌块砖体内部采用井字型填充支撑，宽度2cm。
砌块砖体左右侧拼接面留1个定位连接槽（贯通凹槽），上下各留2个定位连接槽（圆形凹孔）。
3d打印定制砌块砖打印完成后，进行表面处理，清除打印毛刺后，对外露面进行简单打磨、抛光。
按顺序将3d打印定制砌块砖在场地上进行堆砌，涂抹水泥砂浆后，左右相邻两块3d打印定制砌块砖，用矩形钢条固定销插入两个定位连接槽（贯通凹槽）进行定位固定；上下相邻两块3d打印定制砌块砖，用圆柱形固定销插入两个定位连接槽（圆形凹孔）进行定位固定；用皮锤敲实；逐块逐层进行堆砌。
堆砌完成后，再现设计中的小型穹顶，且结构稳定性较强。
Claims (10)
1.一种由3d打印定制砌块砖建造复杂墙体的方法，其特征在于包含以下步骤：
（1）通过软件将具有复杂表面形态或特殊设计需求的墙体细分为X块非标准定制砌块，X为>0的正整数；
（2）通过软件，将X块非标准定制砌块处理生成为X块3d打印定制砌块砖的打印模型；
（3）通过3d打印设备，定制生产X块3d打印定制砌块砖；
（4）对X块3d打印定制砌块砖进行表面处理；
（5）在目标场地上，将X块3d打印定制砌块砖逐块逐层进行堆砌固定，再现设计需要的墙面形式。
2.根据权利要求1所述的一种由3d打印定制砌块砖建造复杂墙体的方法，其特征在于，所述的表面处理，包括清除3d打印毛刺残留、打磨、抛光、印刷、喷涂中的一种或几种。
3.一种3d打印定制砌块砖，其特征在于：砌块砖为整体3d打印，外壁厚0.4cm至4cm之间；砌块砖内部为有支撑结构的空腔；砌块砖外壁由外露面和拼接面组成；外露面为依设计的定制面；拼接面上有0至3个定位连接槽或定位连接键；两个相邻砌块砖体的拼接面，通过胶结材料粘接，或通过定位连接槽、定位连接键、定位连接配件之间进行对位固定后，再用胶结材料粘接。
4.根据权利要求3所述的3d打印定制砌块砖，其特征在于，所述的支撑结构，为Z字型、X字型、经线型、纬线型、米字型，蜂巢型、回字形、井字形8种支撑结构形式之一。
5.根据权利要求3所述的3d打印定制砌块砖，其特征在于，所述的定制面，为根据墙体设计形态细分形成的特定形态表面。
6.根据权利要求3所述的3d打印定制砌块砖，其特征在于，所述的定位连接槽，形状为圆形或矩形孔洞，深度>0.5cm。
7.根据权利要求3所述的3d打印定制砌块砖，其特征在于，所述的定位连接槽，形状为贯通拼接面的凹槽，深度>0.5cm。
8.根据权利要求3所述的3d打印定制砌块砖，其特征在于，所述的定位连接键，为砌块砖体表面突出的柱状结构或贯通拼接面的凸条，尺寸、形状、深度与所述定位连接槽相对应。
9.根据权利要求3所述的3d打印定制砌块砖，其特征在于，所述的定位连接配件，具体为固定销、固定卡扣之一，用以固定连接两块相邻砌块砖的2个定位连接槽，尺寸与所述定位连接槽相适应。
10.根据权利要求3所述的3d打印定制砌块砖，其特征在于，砌块砖体连接固定后，所述外露面拼合形成复杂的曲面墙体形态。
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