CN112476704A - 一种填丝混凝土3d打印头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种填丝混凝土3D打印头，涉及混凝土3D打印技术领域，解决了混凝土3D打印对混凝土3D打印建筑的加强效果不佳的技术问题。该打印头包括包括驱动机构、螺杆挤出机构、打印嘴以及加强丝输送机构，其中所述驱动机构与所述加强丝输送机构连接，所述加强丝输送机构与所述打印嘴连接，所述打印嘴上设置有所述加强丝输送机构，所述加强丝输送机构能向所述打印嘴内输送加强丝且所述加强丝能与所述打印嘴内部的混凝土混合以通过所述打印嘴出口流至所述混凝土3D打印头外。
Description
技术领域
本发明涉及及混凝土3D打印技术领域，尤其是涉及一种填丝混凝土3D打印头。
背景技术
3D打印技术为综合了数学、信息、机械、材料及化学等多方面技术的一种新型快速成型、增材制造技术，其实际应用可大幅度节约人力成本、能源与资源并提高加工产品的精度和效率，从而显著改变制造业的生产方式，是第三次工业革命中重要的技术性标志之一。
混凝土3D打印建筑结构技术凭借着其无模板、快速、数字化制造的特点，有望引领下一代建筑建造技术的革命，因而得到了显著的发展和关注。混凝土构件的3D打印工艺主要是分层叠加法，即采用逐条挤出混凝土自下而上分层叠加，也就是说，混凝土3D打印通过层层堆积的方式实现建筑构件的由“蓝图”到实体的成型。
为了增强打印混凝土的强度，现有的填丝技术为在打印的行进方向采用直拖方式输送入单根钢丝，混凝土在喷嘴口处与钢丝结合，本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
单丝加强的混凝土3D打印对混凝土3D打印建筑的加强效果有限，目前尚无有效的增强混凝土打印的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种填丝混凝土3D打印头，以解决现有技术中存在的混凝土3D打印对混凝土3D打印建筑的加强效果不佳的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的混凝土3D打印头，包括驱动机构、螺杆挤出机构、打印嘴以及加强丝输送机构，其中：
所述驱动机构与所述加强丝输送机构连接，所述加强丝输送机构与所述打印嘴连接，所述打印嘴上设置有所述加强丝输送机构，所述加强丝输送机构能向所述打印嘴内输送加强丝且所述加强丝能与所述打印嘴内部的混凝土混合以通过所述打印嘴出口流至所述混凝土3D打印头外。
优选地，所述螺杆挤出机构包括料筒和旋转叶片结构，其中：所述旋转叶片结构包括立设于所述料筒内腔并与所述驱动机构输出端连接的螺杆和连接于所述螺杆周缘并用于将物料挤压传送至所述螺杆下端的螺旋叶片。
优选地，所述打印嘴包括锥形嘴体、竖直段嘴体和倾斜段嘴体，所述竖直段嘴体通过法兰盘与所述料筒可拆卸连接，所述竖直段嘴体设置于所述锥形嘴体与所述倾斜段嘴体之间，所述加强丝输送机构设置于所述竖直段嘴体上。
优选地，所述加强丝输送机构包括连接板和加强丝穿插管，所述连接板可拆卸设置在所述打印嘴上，所述连接板上开设有用于连接所述加强丝穿插管的连接通孔。
优选地，所述连接板通过螺栓与所述竖直段嘴体形成可拆卸连接。
优选地，所述加强丝穿插管的数量至少为两个，所述加强丝穿插管在所述连接板上呈一字型布置、矩形布置或三角形布置。
优选地，每个所述加强丝穿插管连接有对应的送丝机构。
优选地，所述倾斜段嘴体上远离所述竖直段嘴体的一端形成所述打印嘴出口，所述打印嘴出口的截面形状为方形。
优选地，所述料筒上方侧边设有能够向其内加料的入泵口，所述入泵口朝内的一端与料筒相切连接、朝外的一端向外延伸，且内部与料筒连通。
优选地，所述驱动机构包括电机和涡轮减速机，所述电机与所述涡轮减速机相连接，所述螺杆的动力输入端与所述涡轮减速机的通过轴承连接。
本发明提供的填丝混凝土3D打印头，包括驱动机构、螺杆挤出机构、打印嘴以及加强丝输送机构，驱动机构与加强丝输送机构连接，加强丝输送机构与打印嘴连接，打印嘴上设置有加强丝输送机构，加强丝输送机构能向打印嘴内输送加强丝且加强丝能与打印嘴内部的混凝土混合以通过打印嘴出口流至混凝土3D打印头外，从而增强了打印混凝土的强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的混凝土3D打印头的一张结构示意图；
图2是本发明实施例提供的混凝土3D打印头的另一张结构示意图；
图3是本发明实施例提供的混凝土3D打印头的剖面图。
附图标记：1、电机；2、涡轮减速机；3、螺杆挤出机构；31、料筒；32、螺杆；33、螺旋叶片；4、打印嘴；411、锥形嘴体；412、竖直段嘴体；413、倾斜段嘴体；5、加强丝输送机构；51、连接板；52、加强丝穿插管；6、法兰盘；7、打印嘴出口；8、入泵口；9、轴承。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1～图3，本发明提供了一种填丝混凝土3D打印头，包括驱动机构、螺杆挤出机构3、打印嘴4以及加强丝输送机构5，驱动机构与输送机构相连接，输送机构与打印嘴4相连接，打印嘴4上设置有加强丝输送机构5，加强丝输送机构5能向打印嘴4内输送加强丝且加强丝能与打印嘴4内部的混凝土混合以通过打印嘴出口7流至混凝土3D打印头外。
作为本发明实施例可选地实施方式，螺杆挤出机构3包括料筒31和旋转叶片结构，而本实施例中的旋转叶片结构包括立设于料筒31内腔并与驱动机构输出端连接的螺杆32和连接于螺杆32周缘并用于将物料挤压传送至螺杆32下端的螺旋叶片33。需要说明的是，螺旋叶片33边缘与料筒31内壁间隔一定的(可以无限小)的缝隙，大小与料筒31内腔形配合即可。
作为本发明实施例可选地实施方式，打印嘴4包括锥形嘴体411、竖直段嘴体412和倾斜段嘴体413，竖直段嘴体412通过法兰盘6与料筒31可拆卸连接，竖直段嘴体412设置于锥形嘴体411与倾斜段嘴体413之间，加强丝输送机构5设置于竖直段嘴体412上。
作为本发明实施例可选地实施方式，加强丝输送机构5包括连接板51和加强丝穿插管52，连接板51可拆卸设置在打印嘴4上，连接板51上开设有用于连接加强丝穿插管52的连接通孔。具体的，连接板51通过螺栓与竖直段嘴体 412形成可拆卸连接。加强丝穿插管52的数量至少为两个，加强丝穿插管52 在连接板51上呈一字型布置、矩形布置或三角形布置。每个加强丝穿插管52 连接有对应的送丝机构。
作为本发明实施例可选地实施方式，倾斜段嘴体413上远离竖直段嘴体412 的一端形成打印嘴出口7，打印嘴出口7的截面形状为方形。
作为本发明实施例可选地实施方式，料筒31上方侧边设有能够向其内加料的入泵口8，入泵口8朝内的一端与料筒31相切连接、朝外的一端向外延伸，且内部与料筒31连通。
此外，本实施例中的驱动机构包括电机1和涡轮减速机2，电机1与涡轮减速机2相连接，螺杆32的动力输入端与涡轮减速机2的通过轴承9连接。
本发明的工作原理为：将混凝土物料通过料筒31上的泵入口填入或泵入料筒31内部，启动驱动机构后，电机1通过涡轮减速机2带动螺杆32旋转，螺杆32与旋转叶片相连，在旋转过程中将混凝土输送挤压到打印嘴4下端，混凝土从打印嘴出口7挤出，在挤出过程中，送丝机构配合混凝土的挤出速度，将加强丝送入打印嘴4中，最终多根加强丝随着混凝土从打印嘴出口7一同挤出。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种填丝混凝土3D打印头，其特征在于，包括驱动机构、螺杆挤出机构、打印嘴以及加强丝输送机构，其中：
所述驱动机构与所述加强丝输送机构连接，所述加强丝输送机构与所述打印嘴连接，所述打印嘴上设置有所述加强丝输送机构，所述加强丝输送机构能向所述打印嘴内输送加强丝且所述加强丝能与所述打印嘴内部的混凝土混合以通过所述打印嘴出口流至所述混凝土3D打印头外。
2.根据权利要求1所述的填丝混凝土3D打印头，其特征在于，所述螺杆挤出机构包括料筒和旋转叶片结构，其中：
所述旋转叶片结构包括立设于所述料筒内腔并与所述驱动机构输出端连接的螺杆和连接于所述螺杆周缘并用于将物料挤压传送至所述螺杆下端的螺旋叶片。
3.根据权利要求2所述的填丝混凝土3D打印头，其特征在于，所述打印嘴包括锥形嘴体、竖直段嘴体和倾斜段嘴体，所述竖直段嘴体通过法兰盘与所述料筒可拆卸连接，所述竖直段嘴体设置于所述锥形嘴体与所述倾斜段嘴体之间，所述加强丝输送机构设置于所述竖直段嘴体上。
4.根据权利要求3所述的填丝混凝土3D打印头，其特征在于，所述加强丝输送机构包括连接板和加强丝穿插管，所述连接板可拆卸设置在所述打印嘴上，所述连接板上开设有用于连接所述加强丝穿插管的连接通孔。
5.根据权利要求4所述的填丝混凝土3D打印头，其特征在于，所述连接板通过螺栓与所述竖直段嘴体形成可拆卸连接。
6.根据权利要求4所述的填丝混凝土3D打印头，其特征在于，所述加强丝穿插管的数量至少为两个，所述加强丝穿插管在所述连接板上呈一字型布置、矩形布置或三角形布置。
7.根据权利要求4至6任一项所述的填丝混凝土3D打印头，其特征在于，每个所述加强丝穿插管连接有对应的送丝机构。
8.根据权利要求3所述的填丝混凝土3D打印头，其特征在于，所述倾斜段嘴体上远离所述竖直段嘴体的一端形成所述打印嘴出口，所述打印嘴出口的截面形状为方形。
9.根据权利要求2所述的填丝混凝土3D打印头，其特征在于，所述料筒上方侧边设有能够向其内加料的入泵口，所述入泵口朝内的一端与料筒相切连接、朝外的一端向外延伸，且内部与料筒连通。
10.根据权利要求2所述的填丝混凝土3D打印头，其特征在于，所述驱动机构包括电机和涡轮减速机，所述电机与所述涡轮减速机相连接，所述螺杆的动力输入端与所述涡轮减速机的通过轴承连接。
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