CN207582973U - 一种建筑3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种建筑3D打印机，包括两组Z轴支柱、两根X轴横梁、Y轴移动梁和打印组件；两组Z轴支柱均竖直设置，且相对布置，Z轴支柱的一侧连接有多根水平设置的挑架，挑架插接在墙体上的预留孔内；X轴横梁与Z轴支柱垂直设置，且滑动连接；Y轴移动梁的两端分别与两根X轴横梁滑动连接；打印组件设置在Y轴移动梁上，且与Y轴移动梁滑动连接；挑架插接在墙体内，打印组件对墙体的上一层建筑进行打印操作。本实用新型的建筑3D打印机，在Z轴支柱上设置多根挑架，穿设在墙体内，打印机可以设置在已建成的建筑墙体上，使得打印机不受高度的限制；此外，本实用新型结构简单化，整体结构轻量化，稳定性好，便于实际施工，适合广泛应用。

Description

一种建筑3D打印机

技术领域

本实用新型涉及建筑施工领域，尤其涉及一种建筑3D打印机。

背景技术

众所周知，3D打印建筑可以充分利用打印智能控制，使建筑一次成型，减少建筑中的材料和工艺损耗，它能够让未来的建筑工人劳动强度大大降低，工作环境大大改善，工作更高效，它还可以做到让建筑能耗大幅度降低，可有效地改善施工粉尘和噪音的影响，避免对环境造成污染。

虽然，3D打印技术离我们越来越近，早已不再是纸面上的概念，但是，目前的3D打印技术在建筑市场的应用还仅限于住宅建筑、小型场馆等小体量建筑的施工，其原因如下：现有的建筑用3D打印装置体积较小，而龙门架式3D打印装置的打印高度又受限，对于体量巨大的建筑物的施工而言，不仅不适用，而且工作效率低下。

可见，如何克服现有3D打印装置结构及施工方法上的局限性，使其能够适应大体量建筑物的施工，使未来的3D打印技术能够在建筑领域真正得以推广、应用具有十分重要的意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种建筑3D打印机，以解决上述技术问题的至少一种。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种建筑3D打印机，包括：

两组Z轴支柱，所述两组Z轴支柱均竖直设置，且相对布置，所述Z轴支柱的一侧连接有多根水平设置的挑架，所述挑架插接在墙体上的预留孔内；

两根平行设置的X轴横梁，所述X轴横梁与所述Z轴支柱垂直设置，且滑动连接；

Y轴移动梁，所述Y轴移动梁的两端分别与两根所述X轴横梁滑动连接；

打印组件，所述打印组件设置在所述Y轴移动梁上，且与所述Y轴移动梁滑动连接；

所述挑架插接在所述墙体内，所述打印组件对所述墙体的上一层建筑进行打印操作。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的建筑3D打印机，通过在Z轴支柱上设置多根水平设置的挑架，穿设在墙体内，使得打印机可以设置在已建成的建筑墙体上，对上一层的建筑进行打印时，在该层墙体打印完成后，再将Z轴支柱的挑架插入该层的预留孔内，对更上一层的建筑进行打印，重复这样的操作，能够使得打印机不受高度的限制；此外，本实用新型的建筑3D打印机建构简单化，整体结构的质量轻量化，稳定性好，便于实际施工需求，适合广泛应用。此外，还能够应用于打印除建筑以外的其他物品，应用范围广。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步地，所述Y轴移动梁上端沿其长度方向设置有Y轴导轨，所述Y轴导轨的一侧设置有Y轴齿条；所述Y轴移动梁向下连接有两组Y轴导轮和Y轴滚轮，两组所述Y轴导轮和Y轴滚轮位于所述Y轴移动梁的两端。

进一步地，所述X轴横梁的顶端沿其长度方向开设有X轴导轨，所述X轴导轨的一侧开设有X轴齿条，所述Y轴导轮位于所述X轴导轨的上方，且与所述X轴导轨滑动连接，所述Y轴滚轮位于所述X轴齿条的一侧，且与所述X轴齿条传动连接。

进一步地，所述滑动组件包括：

打印头滑车，所述打印头滑车的下方设置有滑车导轮，所述滑车导轮与所述Y轴导轨滑动连接，所述打印头滑车的侧面设置滑车滚轮，所述滑车滚轮与所述Y轴齿条传动连接；

打印头，所述打印头与所述滑动件固定连接，所述打印头竖直设置，所述打印头的下端为出料口，上端通过导料管与物料箱连接。

进一步地，所述物料为混凝土、尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、粉末状金属材料和橡胶材料中的一种。

采用上述进一步方案的有益效果是：可以根据不同的使用需要，使用不同的物料进行3D打印，满足了多种使用需求，应用范围广。

进一步地，所述物料为混凝土。

进一步地，所述Z轴支柱的侧面连接有提升装置，所述X轴横梁与所述提升装置固定连接；所述Z轴支柱的底端固定连接有卡槽底座，所述挑架与所述卡槽底座固定连接。

进一步地，所述挑架采用工字钢制成，所述挑架的一端与所述卡槽底座固定连接，另一端插接在墙体的预留孔内。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用工字钢制成的挑架插入到墙体当中，既能够增加整体装置的牢固性，也可以使得打印的高度不受到限制，能够随着墙体的高度上升而提高Z轴支柱的高度。

进一步地，每组所述Z轴支柱的数量为4个。

采用上述进一步方案的有益效果是：每组均采用4个Z轴支柱，两组Z轴支柱相对设置，起到对整体结构的支撑作用，牢固可靠，稳定性强。

附图说明

图1为本实用新型所述建筑3D打印机的整体结构图；

图2为本实用新型所述Z轴支柱与墙体的装配结构图；

图3为本实用新型所述Z轴支柱与墙体另一个角度的装配结构图；

图4为本实用新型所述X轴横梁与Y轴移动梁的装配结构图；

图5为本实用新型所述X轴横梁与Y轴移动梁另一个角度的装配结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、Z轴支柱；11、挑架；12、卡槽底座；2、X轴横梁；21、X轴导轨；22、X轴齿条；3、Y轴移动梁；31、Y轴导轨；32、Y轴齿条；33、Y轴导轮；34、Y轴滚轮；4、喷头组件；41、打印头滑车；411、滑车导轮；412、滑车滚轮；42、打印头；5、提升装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种建筑3D打印机，包括两组Z轴支柱1、两根X轴横梁2、Y轴移动梁3和打印组件4。所述两组Z轴支柱1均竖直设置，且相对布置，所述Z轴支柱1的一侧连接有多根水平设置的挑架11，所述挑架插接在墙体上的预留孔内；两根X轴横梁2相互平行设置，所述X轴横梁2与所述Z轴支柱1垂直设置，且滑动连接；所述Y轴移动梁3的两端分别与两根所述X轴横梁2滑动连接；所述打印组件4设置在所述Y轴移动梁3上，且与所述Y轴移动梁3滑动连接；所述挑架11插接在所述墙体内，所述打印组件4对所述墙体的上一层建筑进行打印操作。

相对于现有技术，本实用新型的建筑3D打印机，通过在Z轴支柱1上设置多根水平设置的挑架11，穿设在墙体内，使得打印机可以设置在已建成的建筑墙体上，能够使得打印机不受高度的限制；此外，本实用新型的建筑3D打印机建构简单化，整体结构的质量轻量化，稳定性好，便于实际施工需求，适合广泛应用。

如图2、3所示，所述Y轴移动梁3上端沿其长度方向设置有Y轴导轨31，所述Y轴导轨31的一侧设置有Y轴齿条32；所述Y轴移动梁3向下连接有两组Y轴导轮33和Y轴滚轮34，两组所述Y轴导轮33和Y轴滚轮34位于所述Y轴移动梁3的两端。

同时，所述X轴横梁2的顶端沿其长度方向开设有X轴导轨21，所述X轴导轨21的一侧开设有X轴齿条22，所述Y轴导轮33位于所述X轴导轨34的上方，且与所述X轴导轨21滑动连接，所述Y轴滚轮34位于所述X轴齿条22的一侧，且与所述X轴齿条22传动连接。

如图1-4所示，所述打印组件4包括打印头滑车41和打印头42，所述打印头滑车41的下方设置有滑车导轮411，所述滑车导轮411与所述Y轴导轨31滑动连接，所述打印头滑车41的侧面设置滑车滚轮412，所述滑车滚轮412与所述Y轴齿条32传动连接；所述打印头42与所述打印头滑车41固定连接，所述打印头42竖直设置，所述打印头42的下端为出料口，上端通过导料管与装有物料的物料箱连接。

在本实用新型的一些具体实施例当中，所述物料为混凝土。在进行打印时，由物料箱对整个打印装置进行供料，通过输送泵和导料管传输给打印头。当然，本实用新型的建筑3D打印机不仅仅可以应用到建筑领域，也可以在其他领域中进行打印操作。根据实际需求，所述物料为混凝土、尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、粉末状金属材料和橡胶材料中的一种。在实际生产中，根据待打印物品的特性，选用不同的物料，将物料放置在物料箱内，经导料管送入打印组件4内，以完成打印操作。例如，可以选用粉末状的金属材料打印出某些金属配件。由此可见，本实用新型的建筑3D打印机不仅仅能够应用于建筑领域，还可以根据实际需要适用于多个技术领域，具有广泛的应用前景。

为了促进打印组件4的上下方向移动，所述Z轴支柱1的侧面连接有提升装置5，所述X轴横梁2与所述提升装置5固定连接；所述Z轴支柱1的底端固定连接有卡槽底座，所述挑架11与所述卡槽底座固定连接。在本实用新型的一些实施例当中，所述挑架11采用工字钢制成，所述挑架11的一端与所述卡槽底座固定连接，另一端插接在墙体的预留孔内。采用工字钢制成的挑架11插入到墙体当中，既能够增加整体装置的牢固性，也可以使得打印的高度不受到限制，能够随着墙体的高度上升而提高Z轴支柱1的高度。在本实用新型的一些具体实施例当中，提升装置5可以通过与开设在Z轴立柱1上的滑轨滑动连接或者是通过齿条啮合传动，在驱动电机的带动下进行竖直方向上的提升或下降。

在本实用新型的一个具体实施例当中，每组所述Z轴支柱1的数量为4个，也就有8根Z轴支柱1，此外，还有两根X轴横梁2和一根Y轴移动梁3。在本实用新型当中，滑车滚轮412和Y轴滚轮44均采用步进电机驱动，分别与X轴齿条22和Y轴齿条32传动连接，能够提升装置的稳定性，尤其是在打印高度较高的情况下，能够进一步的提升安全性能。X轴导轨21和Y轴导轨31均用于与Y轴导轮33和滑车导轮411滑动连接，以实现打印组件的移动。

本实用新型的工作原理是：Z轴支柱1的挑架11插接在墙体的预留孔内，打印组件4随着Y轴移动梁3在X轴横梁2上的滑动、打印头滑车41在Y轴移动梁3上的移动和提升装置5在Z轴立柱1内侧的移动，物料由导料管进入到打印头42，从而完成3D打印，打印时，在每层的墙体上预留多个供挑架11插入的预留孔；在一层的建筑打印成后，挑架11插接在该层建筑的预留孔内，实现了Z轴支柱1的固定，进而打印下一层的建筑，根据实际需要重复多次上述操作，即可实现对高层建筑的3D打印操作。由此可见，本实用新型的建筑3D打印机不受待打印建筑物高度的限制，能够完成对高度较高的建筑物的3D打印操作，结构简单，效果明显，具有广泛的应用前景。

在本实用新型中，在对打印组件4进行定位时，采用激光测量装置进行水平定位和垂直定位。在使用本实用新型的建筑3D打印机进行打印时，Z轴支柱1可以随着建筑的不断升高而进行移动，而无需像现有的龙门架那种，需要制造很大的支架，既节省物料，也不受高度限制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种建筑3D打印机，其特征在于，包括：

两组Z轴支柱(1)，所述两组Z轴支柱(1)均竖直设置，且相对布置，所述Z轴支柱(1)的一侧连接有多根水平设置的挑架(11)，所述挑架(11)插接在墙体上的预留孔内；

两根平行设置的X轴横梁(2)，所述X轴横梁(2)与所述Z轴支柱(1)垂直设置，且滑动连接；

Y轴移动梁(3)，所述Y轴移动梁(3)的两端分别与两根所述X轴横梁(2)滑动连接；

打印组件(4)，所述打印组件(4)设置在所述Y轴移动梁(3)上，且与所述Y轴移动梁(3)滑动连接；

所述挑架(11)插接在所述墙体内，所述打印组件(4)对所述墙体的上一层建筑进行打印操作。

2.根据权利要求1所述的一种建筑3D打印机，其特征在于，所述Y轴移动梁(3)上端沿其长度方向设置有Y轴导轨(31)，所述Y轴导轨(31)的一侧设置有Y轴齿条(32)；所述Y轴移动梁(3)向下连接有两组Y轴导轮(33)和Y轴滚轮(34)，两组所述Y轴导轮(33)和Y轴滚轮(34)位于所述Y轴移动梁(3)的两端。

3.根据权利要求2所述的一种建筑3D打印机，其特征在于，所述X轴横梁(2)的顶端沿其长度方向开设有X轴导轨(21)，所述X轴导轨(21)的一侧开设有X轴齿条(22)，所述Y轴导轮(33)位于所述X轴导轨(21)的上方，且与所述X轴导轨(21)滑动连接，所述Y轴滚轮(34)位于所述X轴齿条(22)的一侧，且与所述X轴齿条(22)传动连接。

4.根据权利要求2所述的一种建筑3D打印机，其特征在于，所述打印组件(4)包括：

打印头滑车(41)，所述打印头滑车(41)的下方设置有滑车导轮(411)，所述滑车导轮(411)与所述Y轴导轨(31)滑动连接，所述打印头滑车(41)的侧面设置滑车滚轮(412)，所述滑车滚轮(412)与所述Y轴齿条(32)传动连接；

打印头(42)，所述打印头(42)与所述打印头滑车(41)固定连接，所述打印头(42)竖直设置，所述打印头(42)的下端为出料口，上端通过导料管与装有物料的物料箱连接。

5.根据权利要求4所述的一种建筑3D打印机，其特征在于，所述物料为混凝土、尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、粉末状金属材料和橡胶材料中的一种。

6.根据权利要求5所述的一种建筑3D打印机，其特征在于，所述物料为混凝土。

7.根据权利要求1所述的一种建筑3D打印机，其特征在于，所述Z轴支柱(1)的侧面连接有提升装置(5)，所述X轴横梁(2)与所述提升装置(5)固定连接；所述Z轴支柱(1)的底端固定连接有卡槽底座，所述挑架(11)与所述卡槽底座固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种建筑3D打印机，其特征在于，所述挑架(11)采用工字钢制成，所述挑架(11)的一端与所述卡槽底座固定连接，另一端插接在墙体的预留孔内。

9.根据权利要求1所述的一种建筑3D打印机，其特征在于，每组所述Z轴支柱(1)的数量为4个。