CN115370145A - 用于3d打印装配式建筑的逐层铺料设备 - Google Patents

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    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Abstract

本发明涉及建筑建材施工技术领域，特别涉及一种用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备；包括基面对齐模板、铺料成型上模板、铺料管、负压吸管和螺旋犁，负压吸管安装在基面对齐模板后端上部，其负压管口朝向后方，铺料管安装在负压吸管上部，其铺料管口朝向后方，铺料成型上模板安装在铺料管口上沿处，并水平向后延伸；本发明通过螺旋犁与负压吸管的配合，在破坏层间界面平整性的同时防止夹气缺陷的产生，大幅提高了3D打印混凝土建材的结构强度与质量稳定性。

Description

用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备
技术领域：
本发明涉及建筑建材施工技术领域，特别涉及一种用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备。
背景技术：
装配式建筑是目前大力推广的建筑施工形式，将大量的施工工序转移至建材工厂内实施，对施工环境、现场工期、施工质量管理等均有利，而采用3D打印技术生产部分非标装配式建材可以避免为少量异形建材单独开模，降低相关生产成本。
通常，对于无钢筋框架的混凝土件，可以采用混凝土内混入纤维的方法提高其强度，但是在使用逐层铺料的3D打印方式生产混凝土建材时，由于逐层铺料的方法限制，以及该方法下所使用的混凝土流动性较差，铺料层间界面上无法避免夹气空腔缺陷的产生，且不能使用震动方式排出，同时，掺混的纤维也无法越过铺料层间界面实现跨界面的结构加固，如简单使用犁耙破坏层间界面平整性，虽然可以使纤维越过层间界面，但却会加重夹气空腔缺陷问题，得不偿失。这导致3D打印混凝土件的强度存在严重的层间缺陷，在使用中易发生层间界面断裂，相关生产的质量控制难度较大，很多时候被迫采用钢筋骨架加固或加厚加固的方式，大幅增加建材重量和成本。
发明内容：
鉴于此，有必要设计一种用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，解决上述3D打印建材中铺料层间缺陷问题。
用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，包括基面对齐模板、铺料成型上模板、铺料管、负压吸管和螺旋犁；
其中，基面对齐模板为硬质金属板，用于贴附下方已铺设的铺料使设备与已铺设铺料对齐，负压吸管安装在基面对齐模板后端上部，其负压管口朝向后方，铺料管安装在负压吸管上部，其铺料管口朝向后方，铺料成型上模板安装在铺料管口上沿处，并水平向后延伸；
螺旋犁由螺旋犁头和犁轴组成，犁轴安装在基面对齐模板后端并向后延伸，螺旋犁头固定安装在犁轴上，螺旋犁头下部伸入已铺设的铺料内。
工作时，设备贴已铺设的铺料上沿运动，铺料管向外铺料，螺旋犁在铺料后犁动搅拌已铺设铺料与当前铺设铺料间的层间界面，破坏层间界面平整性，同时，负压吸管将搅拌初期易混入空气的铺料吸除，降低夹气空腔缺陷产生的可能性。上述过程中，据已进行的初步试验结果，依不同的铺料厚度，铺料管铺料速度应当为负压吸管吸除铺料速度的7至15倍，吸除速度过快会导致铺料塌陷影响成型，吸除速度过慢则无法完全排除夹气铺料。
优选的，铺料成型上模板焊接在铺料管口上沿处，或与铺料管口钣金弯折成型，避免使用螺栓等连接件，防止连接件的外部结构影响铺料成型。
优选的，为防止基面对齐模板在运动时插入已铺设铺料，基面对齐模板前部设置有上翘的坡面。
优选的，在用于确定厚度的板状建材生产时，本设计还包括铺料成型侧模板，铺料成型侧模板安装在设备两侧，为铺料管、负压吸管侧壁的延伸部，用于支撑铺料侧面，使之定型。
进一步的，为防止铺料成型侧模板在运动时插入已铺设铺料，铺料成型侧模板前部设置有上翘的坡面。
进一步的，铺料成型侧模板与铺料成型上模板、基面对齐模板连接为一体，其连接处设置圆角。
进一步的，铺料成型侧模板、铺料成型上模板、基面对齐模板外沿均设置上翘坡面，上翘坡面内侧安装连续的环形密封条，该结构使密封条内区域均在负压吸管作用下呈负压状态，进一步减少夹气缺陷的产生。
优选的，本设计还包括铺料管内管和负压吸管内管，铺料管内管外尺寸与铺料管内尺寸相同，铺料管内管插装在铺料管内，负压吸管内管外尺寸与负压吸管内尺寸相同，负压吸管内管插装在负压吸管内。该结构可以在设备停工后更换铺料管内管与负压吸管内管，防止因清理不及时混凝土固化导致设备损坏失效。
优选的，在铺料宽度较大时，螺旋犁设置有多个，沿铺料面均布。
本发明提供了一种用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，通过螺旋犁与负压吸管的配合，在破坏层间界面平整性的同时防止夹气缺陷的产生，大幅提高了3D打印混凝土建材的结构强度与质量稳定性。
附图说明：
图1是用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备具体实施例一侧视结构示意图；
图2是用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备具体实施例二侧视结构示意图；
图3是用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备具体实施例二后视结构示意图。图中，基面对齐模板1、铺料成型上模板2、铺料成型侧模板3、铺料管4、铺料管内管401、负压吸管5、负压吸管内管501、螺旋犁头601、犁轴602、坡面7、环形密封条701。
具体实施方式：
实施例一：
用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，包括基面对齐模板1、铺料成型上模板2、铺料管4、负压吸管5和螺旋犁；
其中，基面对齐模板1为硬质金属板，用于贴附下方已铺设的铺料使设备与已铺设铺料对齐，负压吸管5安装在基面对齐模板1后端上部，其负压管口朝向后方，铺料管4安装在负压吸管5上部，其铺料管4口朝向后方，铺料成型上模板2焊接在铺料管4口上沿处，或与铺料管4口钣金弯折成型，并水平向后延伸，避免使用螺栓等连接件，防止连接件的外部结构影响铺料成型；
螺旋犁由螺旋犁头601和犁轴602组成，犁轴602安装在基面对齐模板1后端并向后延伸，螺旋犁头601固定安装在犁轴602上，螺旋犁头601下部伸入已铺设的铺料内。
工作时，设备贴已铺设的铺料上沿运动，铺料管4向外铺料，螺旋犁在铺料后犁动搅拌已铺设铺料与当前铺设铺料间的层间界面，破坏层间界面平整性，同时，负压吸管5将搅拌初期易混入空气的铺料吸除，降低夹气空腔缺陷产生的可能性。上述过程中，据已进行的初步试验结果，依不同的铺料厚度，铺料管4铺料速度应当为负压吸管5吸除铺料速度的7至15倍，吸除速度过快会导致铺料塌陷影响成型，吸除速度过慢则无法完全排除夹气铺料。
为防止基面对齐模板1在运动时插入已铺设铺料，基面对齐模板1前部设置有上翘的坡面7。
在用于确定厚度的板状建材生产时，本设计还包括铺料成型侧模板3，铺料成型侧模板3安装在设备两侧，为铺料管4、负压吸管5侧壁的延伸部，用于支撑铺料侧面，使之定型。
实施例二：
用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，包括基面对齐模板1、铺料成型上模板2、铺料管4、负压吸管5和螺旋犁；
其中，基面对齐模板1为硬质金属板，用于贴附下方已铺设的铺料使设备与已铺设铺料对齐，负压吸管5安装在基面对齐模板1后端上部，其负压管口朝向后方，铺料管4安装在负压吸管5上部，其铺料管4口朝向后方，铺料成型上模板2焊接在铺料管4口上沿处，或与铺料管4口钣金弯折成型，并水平向后延伸，避免使用螺栓等连接件，防止连接件的外部结构影响铺料成型；
螺旋犁由螺旋犁头601和犁轴602组成，犁轴602安装在基面对齐模板1后端并向后延伸，螺旋犁头601固定安装在犁轴602上，螺旋犁头601下部伸入已铺设的铺料内。
工作时，设备贴已铺设的铺料上沿运动，铺料管4向外铺料，螺旋犁在铺料后犁动搅拌已铺设铺料与当前铺设铺料间的层间界面，破坏层间界面平整性，同时，负压吸管5将搅拌初期易混入空气的铺料吸除，降低夹气空腔缺陷产生的可能性。上述过程中，据已进行的初步试验结果，依不同的铺料厚度，铺料管4铺料速度应当为负压吸管5吸除铺料速度的7至15倍，吸除速度过快会导致铺料塌陷影响成型，吸除速度过慢则无法完全排除夹气铺料。
为防止基面对齐模板1在运动时插入已铺设铺料，基面对齐模板1前部设置有上翘的坡面7。
在用于确定厚度的板状建材生产时，本设计还包括铺料成型侧模板3，铺料成型侧模板3安装在设备两侧，为铺料管4、负压吸管5侧壁的延伸部，用于支撑铺料侧面，使之定型。
为防止铺料成型侧模板3在运动时插入已铺设铺料，铺料成型侧模板3前部设置有上翘的坡面7。
铺料成型侧模板3与铺料成型上模板2、基面对齐模板1连接为一体，其连接处设置圆角。
铺料成型侧模板3、铺料成型上模板2、基面对齐模板1外沿均设置上翘坡面7，上翘坡面7内侧安装连续的环形密封条701，该结构使密封条内区域均在负压吸管5作用下呈负压状态，进一步减少夹气缺陷的产生。
本设计还包括铺料管内管401和负压吸管内管501，铺料管内管401外尺寸与铺料管4内尺寸相同，铺料管内管401插装在铺料管4内，负压吸管内管501外尺寸与负压吸管5内尺寸相同，负压吸管内管501插装在负压吸管5内。该结构可以在设备停工后更换铺料管内管401与负压吸管内管501，防止因清理不及时混凝土固化导致设备损坏失效。
螺旋犁设置有三个，沿铺料面均布。

Claims (9)

1.用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，其特征在于，包括基面对齐模板、铺料成型上模板、铺料管、负压吸管和螺旋犁；
其中，基面对齐模板为硬质金属板，用于贴附下方已铺设的铺料使设备与已铺设铺料对齐，负压吸管安装在基面对齐模板后端上部，其负压管口朝向后方，铺料管安装在负压吸管上部，其铺料管口朝向后方，铺料成型上模板安装在铺料管口上沿处，并水平向后延伸；
螺旋犁由螺旋犁头和犁轴组成，犁轴安装在基面对齐模板后端并向后延伸，螺旋犁头固定安装在犁轴上，螺旋犁头下部伸入已铺设的铺料内。
2.如权利要求1所述的用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，其特征在于，所述铺料成型上模板焊接在铺料管口上沿处，或与铺料管口钣金弯折成型。
3.如权利要求1所述的用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，其特征在于，所述基面对齐模板前部设置有上翘的坡面。
4.如权利要求1所述的用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，其特征在于，还包括铺料成型侧模板，铺料成型侧模板安装在设备两侧，为铺料管、负压吸管侧壁的延伸部。
5.如权利要求4所述的用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，其特征在于，所述铺料成型侧模板前部设置有上翘的坡面。
6.如权利要求5所述的用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，其特征在于，所述铺料成型侧模板与铺料成型上模板、基面对齐模板连接为一体，其连接处设置圆角。
7.如权利要求6所述的用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，其特征在于，所述铺料成型侧模板、铺料成型上模板、基面对齐模板外沿均设置上翘坡面，上翘坡面内侧安装连续的环形密封条。
8.如权利要求1所述的用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，其特征在于，还包括铺料管内管和负压吸管内管，铺料管内管外尺寸与铺料管内尺寸相同，铺料管内管插装在铺料管内，负压吸管内管外尺寸与负压吸管内尺寸相同，负压吸管内管插装在负压吸管内。
9.如权利要求1所述的用于3D打印装配式建筑的逐层铺料设备，其特征在于，所述螺旋犁有多个。
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