CN111809874A - 用于建筑3d打印的微波加热打印头 - Google Patents

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连春明
韩立芳
王进
白洁
杨燕
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    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
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    • 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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Abstract

本发明提供了一种用于建筑3D打印的微波加热打印头，包括：料仓，所述料仓的内部成形有供容置打印材料的空间，所述料仓的底部成形有出料口；可吸收微波的出料管，固定于所述出料口处；波导管，固定于所述出料管的周壁上，所述波导管的内部中空且一侧开口，与开口相对的波导管的侧壁上开设有天线插入孔；磁控管，所述磁控管上设有插设于所述天线插入孔内的天线，所述磁控管与所述波导管固定；向所述磁控管提供高压电流的电源，所述磁控管在所述电源的激励下产生微波，所述微波通过所述天线传递给所述波导管，所述波导管传递所述微波至所述出料管。本发明对出料管内的打印材料进行微波加热，有利于打印出来的构件快速成型。

Description

用于建筑3D打印的微波加热打印头
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体来说涉及一种用于建筑3D打印的微波加热打印头。
背景技术
建筑3D打印材料的凝结硬化速率直接影响打印产品的质量，凝结硬化快则要求打印材料多次少量制备，且容易堵塞管道，打印期间要求设备运行顺畅、人员配合紧凑，容错率低；凝结硬化慢则能保证有足够的时间调整打印工序，容错时间长，但打印的构件容易坍塌。如何控制打印材料的凝结硬化时间是建筑3D打印技术关键。
市面上最常见的3D打印机用的是热熔树脂作为打印材料，是在料仓把材料加热融化后从打印头挤出来，完成打印；常见的建筑3D打印材料还包括水泥基材料，水泥基材料的凝结硬化速率与胶凝材料水化反应速率紧密相关。水泥基3D打印材料是靠水泥的水化反应固化的，作为一种化学反应，胶凝材料的水化反应速率随温度升高而变快，因此提高材料温度可以加快水泥基3D打印材料凝结硬化。水泥基3D打印现在的痛点就是打出来的材料不能快速硬化，打出来的构件很容易坍塌，限制了打印的速度，而在料仓里对水泥基材料进行加热则会导致水泥基材料硬化在料仓内，无法进行后续的打印工作。
发明内容
鉴于上述情况，本发明提供一种用于建筑3D打印的微波加热打印头，解决现有的水泥基材料硬化时间长，打印出来的构件容易坍塌的缺陷。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种用于建筑3D打印的微波加热打印头，包括：
料仓，所述料仓的内部成形有供容置打印材料的空间，所述料仓的底部成形有出料口；
可吸收微波的出料管，固定于所述出料口处；
波导管，固定于所述出料管的周壁上，所述波导管的内部中空，所述波导管的一侧开口，与开口相对的波导管的侧壁上开设有天线插入孔；
磁控管，所述磁控管上设有天线，所述磁控管与所述波导管固定，且所述天线插设于所述天线插入孔内；
向所述磁控管提供高压电流的电源，所述磁控管在所述电源的激励下产生微波，所述微波通过所述天线传递给所述波导管，所述波导管传递所述微波至所述出料管。
本发明实施例中，所述波导管与所述出料管固定的一侧成形为与所述出料管的表面相适应的弧形。
本发明实施例中，相邻所述波导管在所述出料管的径向上等间距设置，且相邻所述波导管在所述出料管的轴向上间隔布置。
本发明实施例中，所述料仓内设有螺旋搅拌轴，所述螺旋搅拌轴的顶端连接有供驱动所述螺旋搅拌轴转动的驱动机构。
本发明实施例中，所述螺旋搅拌轴上固定有壁刮杆，所述壁刮杆呈空心框状结构。
本发明实施例中，所述出料管可拆卸固定于所述出料口处。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
(1)微波加热是利用材料中的极性分子在微波电磁场的作用下高速摆动，使介质温度大幅度上升。本发明水泥基3D打印材料中的水是典型的极性分子，在微波磁场作用下高速摆动升温，通过在打印头端部给打印材料加热，打印材料经过端部的时间很短，微波加热可以快速而均匀地加热，缩短打印材料的硬化时间，避免打印出来的构件坍塌。
(2)本发明通过将波导管及磁控管设置在出料管位置处，对出料口处的打印材料进行加热，有利于打印出来的构件快速成型，避免直接对料仓加热导致料仓内打印材料硬化，造成堵塞。
附图说明
图1是本发明用于建筑3D打印的微波加热打印头的结构示意图。
图2是本发明波导管布置的平面示意图。
附图标记与部件的对应关系如下：
料仓1；螺旋搅拌轴11；驱动机构12；电机121；减速器122；壁刮杆13；注料口14；溢流口15；出料管2；波导管3。
具体实施方式
为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
请参阅图1所示，本发明提供一种用于建筑3D打印的微波加热打印头，包括料仓1、可吸收微波的出料管2、波导管3、磁控管(图未示)及电源(图未示)，磁控管是用于产生微波的装置，磁控管在施加的高压电流作用下产生微波并传送给波导管，波导管将磁控管产生的微波传递给出料管进而对出料管进行微波加热，使得出料管内的打印材料受热加速硬化，缩短硬化时间，避免打印出来的构件坍塌。
具体来说，料仓1的内部成形有供容置打印材料的空间，料仓1的底部成形有出料口；料仓1的上部为圆柱体，下部为圆柱体，上部圆柱体的直径大于下部圆柱体的直径，上部圆柱体与下部圆柱体之间呈锥形，上述形状的料仓结构设计能够减少料仓内打印材料堆积。
本发明实施例中，料仓1的内部设有螺旋搅拌轴11，螺旋搅拌轴11设置有利于料仓1内打印材料混合均匀，螺旋搅拌轴11的顶端延伸至料仓1的顶部，螺旋搅拌轴11的底端延伸至料仓1的底部，螺旋搅拌轴11上的螺旋叶片随料仓内部空间的大小而变化，即螺旋搅拌轴11下部的螺旋叶片的尺寸小于上部的螺旋叶片的尺寸，螺旋搅拌轴11的设置也能够对料仓内的打印材料进行散热，避免局部温度过高。
料仓1的顶部开设有穿孔，料仓1的顶部设有一驱动机构12，驱动机构12通过穿孔而与螺旋搅拌轴11驱动连接。驱动机构12包括电机121和减速器122，减速器122的设置有利于改变电机121的转动频率，避免螺旋搅拌轴11的搅拌速率过快或过慢。
料仓1内盛放的打印材料在螺旋搅拌轴11的旋转搅拌过程中，会在料仓1的内壁面上发生堆积，若不清理，堆积在料仓1的内壁面上的打印材料会越来越多，也会影响打印效果。料仓1内还设有与螺旋搅拌轴11固定的壁刮杆13，壁刮杆13随着螺旋搅拌轴11的转动带动壁刮杆13在料仓1内转动，并将料仓1的内壁面上的打印材料刮下来，避免随着打印的进行，打印材料越来越多地堆积在料仓1的内壁面；优选地，壁刮杆13呈空心框结构，空心框结构能够最大限度减少转动过程中的阻力。壁刮杆13的外轮廓尺寸与料仓1形状相匹配，与料仓1内壁间隙应大于材料骨料尺寸；个数可根据材料性能设置为单臂或多臂。
本发明实施例中，料仓1通过进料管与供料系统(图未示)连接，通过供料系统向料仓1内供应打印材料，进一步地，料仓1的上部设有注料口14和溢流口15，供料系统通过注料口14向料仓1内注入打印材料，在打印材料充满料仓1内时，可以通过溢流口15流出，以便工作人员及时发现并停止注料。
出料管2固定于出料口处；进一步地，出料管2呈筒状，出料管2可拆卸固定于所述出料口处，如通过螺纹连接或卡扣连接，以方便对出料管2进行冲洗、更换，也可以设计不同口径的出料管2以适应不同构件的打印需求。出料管2的材质可为玻璃陶瓷材质或PVA塑料，能够使得微波传递到出料管2时被出料管2吸收。出料管2的直径为2cm～5cm，长度可以根据需要设置。
波导管3固定于出料管2的周壁上，波导管3的内部中空，所述波导管3的一侧开口，与开口相对的波导管3的侧壁上开设有天线插入孔。本发明实施例中，所述波导管3与出料管2固定的一侧成形为与出料管2的表面相适应的弧形；进一步地，波导管3呈一头大、一头小的喇叭口状，波导管3与出料管2固定的一头尺寸较大，远离出料管2的一头的尺寸较小。
本发明实施例中，磁控管与波导管3固定，相邻所述波导管3在所述出料管2的径向上等间距设置，且相邻所述波导管3在所述出料管2的轴向上间隔布置。通过设置多个波导管3及将波导管3设置在出料管2的不同高度及不同径向位置上有利于对出料管2均匀加热。
磁控管上设有天线，磁控管与波导管3固定，且天线插设于天线插入孔内；电源向磁控管提供高压电流，磁控管在电源的激励下产生微波，微波通过天线传递给波导管3，波导管3传递微波至出料管2。
具体地，磁控管为市面上常见的构件，一般包括如下结构：天线、衬垫、阳极、灯丝端子、磁控管外壳，天线用于将微波传递给波导管，衬垫是使天线的结合部位紧密结合的密封垫；阳极通过螺丝接地形成阳极，当灯丝端子与阳极之间供应有4000伏电压时，灯丝震动产生热电子；磁控管外壳上开设有固定孔，波导管上设有与磁控管外壳上固定孔位置对应的固定孔，波导管与磁控管通过螺丝穿置固定孔固定。
进一步地，波导管3与磁控管的数量一一对应，磁控管的位置与波导管3的位置相同。
本发明具体实施例中，包括四个磁控管，相邻两个磁控管之间的高差为5cm，相邻两个磁控管之间的圆心角为90度，四个磁控管分别从四个方向通过波导管3馈入微波，提高辐射效率和均匀性，通过微波电磁场在打印头出料口部位快速提升打印材料的温度，提升材料凝结硬化速率，本发明相比普通打印头，将显著提升打印速率，提升容错时间，降低材料堵管风险。
以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于建筑3D打印的微波加热打印头，其特征在于，包括：
料仓，所述料仓的内部成形有供容置打印材料的空间，所述料仓的底部成形有出料口；
出料管，固定于所述出料口处；
可吸收微波的波导管，固定于所述出料管的周壁上，所述波导管的内部中空，所述波导管的一侧开口，与开口相对的波导管的侧壁上开设有天线插入孔；
磁控管，所述磁控管上设有天线，所述磁控管与所述波导管固定，且所述天线插设于所述天线插入孔内；
向所述磁控管提供高压电流的电源，所述磁控管在所述电源的激励下产生微波，所述微波通过所述天线传递给所述波导管，所述波导管传递所述微波至所述出料管。
2.根据权利要求1所述的用于建筑3D打印的微波加热打印头，其特征在于，所述波导管与所述出料管固定的一侧成形为与所述出料管的表面相适应的弧形。
3.根据权利要求1所述的用于建筑3D打印的微波加热打印头，其特征在于，相邻所述波导管在所述出料管的径向上等间距设置，且相邻所述波导管在所述出料管的轴向上间隔布置。
4.根据权利要求1所述的用于建筑3D打印的微波加热打印头，其特征在于，所述料仓内设有螺旋搅拌轴，所述螺旋搅拌轴的顶端连接有供驱动所述螺旋搅拌轴转动的驱动机构。
5.根据权利要求4所述的用于建筑3D打印的微波加热打印头，其特征在于，所述螺旋搅拌轴上固定有壁刮杆，所述壁刮杆呈空心框状结构。
6.根据权利要求1所述的用于建筑3D打印的微波加热打印头，其特征在于，所述出料管可拆卸固定于所述出料口处。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN207758153U (zh) * 2018-01-24 2018-08-24 宝鸡高新智能制造技术有限公司 一种用于3d打印的加热装置
CN108952172A (zh) * 2018-09-06 2018-12-07 北京中瑞麦通科技有限公司 一种3d建筑打印喷头及3d建筑打印机
JP2019157336A (ja) * 2018-03-07 2019-09-19 雄太 平山 壁状構造物の構築方法
US20190337053A1 (en) * 2018-05-04 2019-11-07 Addleap Ab System for Drying a Paste-Based Crafting Medium During Three-Dimensional Printing
CN210551962U (zh) * 2019-05-30 2020-05-19 南京荣亚建筑科技有限公司 一种建筑用3d打印喷头

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN207758153U (zh) * 2018-01-24 2018-08-24 宝鸡高新智能制造技术有限公司 一种用于3d打印的加热装置
JP2019157336A (ja) * 2018-03-07 2019-09-19 雄太 平山 壁状構造物の構築方法
US20190337053A1 (en) * 2018-05-04 2019-11-07 Addleap Ab System for Drying a Paste-Based Crafting Medium During Three-Dimensional Printing
CN108952172A (zh) * 2018-09-06 2018-12-07 北京中瑞麦通科技有限公司 一种3d建筑打印喷头及3d建筑打印机
CN210551962U (zh) * 2019-05-30 2020-05-19 南京荣亚建筑科技有限公司 一种建筑用3d打印喷头

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