CN114718203B - 一种3d打印隔音幕墙及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D打印隔音幕墙，包括底板、中间层和表面层，所述底板一侧设置有若干隔音孔，另一侧设置有所述表面层，所述隔音孔背离所述表面层一端的横截面积小于另一端的横截面积；所述底板和所述表面层之间设置有密封的空腔，所述中间层设置于所述空腔内；所述表面层和所述底板为粉末材料经粘结剂粘结而成，所述中间层为所述粉末材料填充而成。本发明公开的3D打印隔音幕墙，具有良好的隔音效果、三层一体打印成型、结构设计巧妙；通过分块打印并组装，使其满足适用于各种尺寸以及常规方法无法制作的复杂结构，同时可满足装修用幕墙的隔音、环保、装饰需求。

Description

一种3D打印隔音幕墙及其制造方法

技术领域

本发明涉及隔音幕墙技术领域，特别是涉及一种3D打印隔音幕墙及其制造方法。

背景技术

传统房屋装修时，隔音效果是通过在墙体上固定一层背后带海绵的多孔板来减弱声波的，这种多孔板减弱声波的原理是多孔吸音和共振吸音，其中海绵材料内部具有酥松的孔洞从而拥有更大的表面积从而吸收声波。共振吸音是亥姆霍兹共振，即外部空间与内部空间通过窄的瓶颈连接，声波入射时，在共振频率上与颈部的空气及内部空间之间产生剧烈的共振作用而损失声能。这种多孔板是将两种材料分别制作完成之后再粘接到一起的，制作工序复杂，且受生产工艺影响，多孔板仅为通孔，吸音效果较弱，同时装修完成后，多孔材料不够美观，需要额外的装饰。

发明内容

基于此，有必要针对现有多孔板生产过程复杂、美观性较差、结构受限的问题，提供一种各层一体打印、结构不受限的3D打印隔音幕墙。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

本发明实施例公开一种3D打印隔音幕墙，包括底板和表面层，所述底板一侧设置有若干隔音孔，所述表面层设置于所述底板的另一侧，所述隔音孔背离所述表面层一端的横截面积小于另一端的横截面积；所述底板和所述表面层之间设置有密封的空腔，所述空腔中填充粉末材料；所述表面层和所述底板为粉末材料经粘结剂粘结而成。

在其中一种实施例中，所述表面层背离所述底板一侧设置有浮雕。

在其中一种实施例中，所述表面层的粉末材料包括活性炭。

在其中一种实施例中，所述底板的粉末材料为陶瓷粉末，优选为碳化硅或二氧化硅。

在其中一种实施例中，所述表面层的粉末材料和所述底板的粉末材料粒度相同。

在其中一种实施例中，所述隔音孔为T形孔或锥形孔。

在其中一种实施例中，所述3D打印隔音幕墙外表面施涂硬化胶。

第二方面，本发明还公开上述任意所述的3D打印隔音幕墙的制造方法，所述底板、所述表面层和所述空腔中填充的粉末材料由3D打印机一体打印成型。

进一步地，所述的3D打印隔音幕墙的制造方法，包括如下步骤：

S1、将所述3D打印隔音幕墙拆分设计为若干块，将拆分数据输入3D打印机内并分块打印；

S2、将分块打印好的幕墙块组装。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明公开的3D打印隔音幕墙，底板设置隔音孔，空腔中的粉末材料颗粒之间具有间隙，双重吸音，隔音效果好；表层设置浮雕并采用活性炭材料制造，具有优良的装饰功能和空气净化功能，可以直接应用于室内室外装修。本发明公开的3D打印隔音幕墙，各层一体打印成型，制作简单、成本低、打印效率高；底板、表层经粘结剂粘结成型，表面涂胶硬化处理，其强度、耐候性显著提高，还可以分块打印并组装成型，满足各种结构、尺寸的幕墙需求。

附图说明

图1为本发明实施例公开的3D打印隔音幕墙的俯视图；

图2为本发明实施例公开的3D打印隔音幕墙的仰视图；

图3为图2的剖视图；

图4为图3的B部局部放大图。

附图标记说明：

1-表面层，2-中间层，3-底板，4-隔音孔。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图4所示，本发明实施例公开一种3D打印隔音幕墙，所公开的3D打印隔音幕墙包括底板3、中间层2和表面层1，底板3和表面层1之间设置有密封的空腔，中间层2设置于此空腔中。具体地，底板3、中间层2和表面层1由3D打印机一体打印成型。打印时，将设计数据导入3D打印机，在底板3和表面层1处，3D打印机既铺粉又喷粘结剂，此处粉末材料被粘结剂粘结成型；在空腔处，3D打印机只铺粉不喷粘结剂。打印完成后，密封空腔内的粉末材料组成中间层2，粉末材料颗粒间具有间隙，声波传递至中间层2中时在这些间隙中发生多重干涉和衍射，从而起到吸音作用。

需要说明的是，本发明实施例公开的3D打印隔音幕墙还可以包括其他层状结构，以增强其使用功能，本发明对此不做限制。

底板3是3D打印隔音幕墙与其他结构安装的部分，可以设置安装配合件。底板3背离表面层1一侧设置有若干隔音孔4，隔音孔4的开口端横截面积小于其内部的横截面积，优选为T型孔或锥形孔。当声波传递至底板3时，声波传递至隔音孔4中，隔音孔4中空气振动与声波振动相互抵消，从而起到吸音作用。隔音孔4的尺寸、位置和数量可以随意设计，本发明对此不做具体限制。隔音孔4的深度小于底板3的厚度，因此隔音孔4并不会破坏空腔的密封结构，打印结束后，空腔中的中间层粉末材料并不会漏出，且隔音孔4的非通孔设计隔音效果更佳。

需要说明的是，在打印过程中，隔音孔4处也是只铺粉不喷粘结剂，打印完成后，将隔音孔4中的粉末材料清除，即可形成吸音孔洞。

本发明实施例公开的3D打印隔音幕墙，采用底板3和中间层2双层吸音，隔音效果良好，幕墙三层一体打印成型，成型效率高，制作简单，制造成本低；还适用于各种传统方式无法制作的复杂结构幕墙，推广应用前景极佳。

本发明公开的实施例中，表面层1背离底板3一侧可以设置有图形多样的浮雕，具有更好的装饰效果，当然，也可以根据客户要求定制专用造型浮雕。

本发明公开的实施例中，制造底板3的粉末材料为陶瓷粉末，幕墙打印成型后，经过烧结，底板3具有不输水泥制件的抗压强度、抗拉强度和耐候性，陶瓷粉末优选为碳化硅或二氧化硅。制造表面层1的粉末材料可以为活性炭，也可以为活性炭、纳米银离子材料和其他材料混合制作，使本发明3D打印隔音幕墙不仅具有良好的隔音效果还具有空气净化功能，可以直接应用于室内、室外装修。

优选地，制造底板3的粉末材料和制造表面层1的粉末材料的粒度相同，这样，在使用3D打印机打印幕墙过程中，当打印到底板3和表面层1的结合面时，只需要将粉末材料由制造底板3的粉末材料更换为制造表面层1的粉末材料即可，并不需要更换其他打印机部件或配件。

本发明公开的实施例中，3D打印隔音幕墙外表面可以全部或部分施涂硬化胶，以进一步提高3D打印隔音幕墙的强度、硬度等。当然，3D打印隔音幕墙外表面还可以施涂其他功能涂料，使本发明3D隔音幕墙适应其他特殊需求，本发明对此不做具体限制。

本发明一种可选的实施例，底板3与表面层1形成的密封空腔一部分置于底板3和表面层1的结合面朝向底板3一侧，另一部分置于底板3和表面层1的结合面朝向表面层1一侧，这样，构成中间层2的粉末材料包含制造底板3的粉末材料和制造表面层1的粉末材料。

本发明一种可选的实施例，底板3与表面层1形成的密封空腔全部置于底板3和表面层1的结合面朝向底板3一侧，这样，构成中间层2的粉末材料与制造底板3的粉末材料相同。

本发明一种可选的实施例，底板3与表面层1形成的密封空腔全部置于底板3和表面层1的结合面朝向表面层1一侧，这样，构成中间层2的粉末材料与制造表面层1的粉末材料相同。

第二方面，本发明实施例还公开一种3D打印隔音幕墙的制造方法，包括如下步骤：

S1、通过三维建模软件设计隔音幕墙整体造型；

S2、设计隔音幕墙结构、尺寸；

S3、准备相同粒度的活性炭粉末和二氧化硅粉末，准备适用的粘结剂；

S4、将S1、S2步骤的设计文件导入3D打印机内；

S5、二氧化硅粉末和粘结剂装入3D打印机中并打印隔音幕墙,当打印至底板3和表面层1的结合面时，暂停打印并将二氧化硅粉末更换为活性炭粉末，再启动打印直至隔音幕墙完成；

S6、将隔音孔4中的粉末材料清除。

第三方面，本发明实施例还公开一种3D打印隔音幕墙的制造方法，适用于大尺寸隔音幕墙，包括如下步骤：

S1、通过三维建模软件设计隔音幕墙整体造型；

S2、根据隔音幕墙结构、3D打印机规格设计隔音幕墙拆分方案及各幕墙分块之间的组装结构；

S3、设计隔音幕墙三层结构、尺寸；

S4、准备相同粒度的活性炭粉末和二氧化硅粉末，准备适用的粘结剂；

S5、将S1、S2和S3步骤的设计文件导入3D打印机内；

S6、二氧化硅粉末和粘结剂装入3D打印机中并打印第一块幕墙分块,当打印至底板3和表面层1的结合面时，暂停打印并将二氧化硅粉末更换为活性炭粉末，在启动打印纸质第一块幕墙分块完成；

S7、将隔音孔4中的粉末材料清除；

S8、按照S6步骤完成其他幕墙分块打印；

S9、将3D打印机打印的幕墙分块组装，制得3D打印隔音幕墙。

本发明实施例公开的3D打印隔音幕墙具有良好的隔音效果、三层一体打印成型、结构设计巧妙；通过分块打印并组装，使其适用于各种尺寸以及常规方法无法制作的复杂结构，同时可满足装修用幕墙的隔音、环保、装饰需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种3D打印隔音幕墙，其特征在于，包括底板和表面层，所述底板一侧设置有若干隔音孔，所述表面层设置于所述底板的另一侧，所述隔音孔背离所述表面层一端的横截面积小于另一端的横截面积；所述底板和所述表面层之间设置有密封的空腔，所述空腔中填充粉末材料；

所述表面层和所述底板为粉末材料经粘结剂粘结而成；

所述底板、所述表面层和所述空腔中填充的粉末材料，由3D打印机一体打印成型；

打印时，将设计数据导入3D打印机，在底板和表面层处，3D打印机既铺粉又喷粘结剂，底板和表面层处粉末材料被粘结剂粘结成型；在空腔处，3D打印机只铺粉不喷粘结剂；打印完成后，密封空腔内的粉末材料组成中间层，粉末材料颗粒间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的3D打印隔音幕墙，其特征在于，所述表面层背离所述底板一侧设置有浮雕。

3.根据权利要求1所述的3D打印隔音幕墙，其特征在于，所述表面层的粉末材料包括活性炭。

4.根据权利要求1所述的3D打印隔音幕墙，其特征在于，所述底板的粉末材料为陶瓷粉末。

5.根据权利要求4所述的3D打印隔音幕墙，其特征在于，所述陶瓷粉末为碳化硅或二氧化硅。

6.根据权利要求1所述的3D打印隔音幕墙，其特征在于，所述表面层的粉末材料和所述底板的粉末材料粒度相同。

7.根据权利要求1所述的3D打印隔音幕墙，其特征在于，所述隔音孔为T形孔或锥形孔。

8.根据权利要求1所述的3D打印隔音幕墙，其特征在于，所述3D打印隔音幕墙外表面施涂硬化胶。

9.一种制造方法，应用于如权利要求1-8任一项所述的3D打印隔音幕墙，其特征在于，所述底板、所述表面层和所述空腔中填充的粉末材料由3D打印机一体打印成型。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述3D打印隔音幕墙拆分设计为若干块，将拆分数据输入3D打印机内并分块打印；

将分块打印好的幕墙块组装。