CN208133209U - 混凝土3d打印挤出头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种混凝土3D打印挤出头，包括电机(1)、固定盖(2)、送料管(3)、螺杆搅拌轴(4)、搅拌杆(5)、喷嘴(6)、液体速凝剂输送管(7)和混凝土浆体输送管(8)。优点为：(1)能够使混凝土与速凝剂充分搅拌均匀，并顺利从喷嘴挤出，防止混凝土凝固，从而实现按需挤出的功能，并能保证打印完成的部分状态保持良好，不会出现坍塌、倾斜等中断打印施工的现象。(2)清洗方便。
Description
技术领域
本实用新型属于3D打印技术领域，具体涉及一种混凝土3D打印挤出头。
背景技术
3D打印技术即为“增材制造”，又称为“快速成型技术”，是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术。
作为“第三次工业革命”标志性技术的3D打印技术引领时代潮流，在工业设计、航空航天到医疗等各大领域均已出现3D打印的足迹，其材料主要为PLA材料、金属粉末、尼龙及光敏树脂等，而在混凝土方面的涉及还比较少，主要是因为该技术目前尚不成熟，对于混凝土的施工性能和硬化混凝土的力学性能及耐久性都需要做进一步研究，更重要的是混凝土3D打印机挤出头的设计，决定了出料方式，能否顺利按照一定要求挤出对后续成型有至关重要的影响。
如果采用常规的3D打印机挤出头打印混凝土材料，由于混凝土材料易凝固，一方面，混凝土材料易在挤出头内部凝固，导致3D打印机挤出头无法顺利出料；另一方面，挤出头难清洗。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种混凝土3D打印挤出头，可有效解决上述问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型提供一种混凝土3D打印挤出头，包括电机(1)、固定盖(2)、送料管(3)、螺杆搅拌轴(4)、搅拌杆(5)、喷嘴(6)、液体速凝剂输送管(7)和混凝土浆体输送管(8)；
所述送料管(3)的顶端安装所述固定盖(2)；所述电机(1)位于所述送料管(3)的外部，所述电机(1)安装到所述固定盖(2)上，并且，所述电机(1)的动力轴穿过所述固定盖(2)而延伸到所述送料管(3)的内部；所述送料管(3)的底端设置所述喷嘴(6)；
在所述送料管(3)的内部安装所述螺杆搅拌轴(4)，所述螺杆搅拌轴(4)的顶端与所述电机(1)的动力轴连接，所述螺杆搅拌轴(4)的底端靠近所述喷嘴(6)；所述螺杆搅拌轴(4)的外部焊接固定所述搅拌杆(5)；
所述混凝土浆体输送管(8)与所述送料管(3)的上部连通；所述液体速凝剂输送管(7)与所述混凝土浆体输送管(8)连通。
优选的，所述搅拌杆(5)在所述送料管(3)中转动时，所述搅拌杆(5)的外缘与所述送料管(3)的内壁无缝相接触。
优选的，所述混凝土浆体输送管(8)向送料管(3)内混凝土挤出的反方向倾斜，即倾斜向上设置。
优选的，所述液体速凝剂输送管(7)与所述混凝土浆体输送管(8)连通的位置靠近所述送料管(3)。
优选的，所述喷嘴(6)与所述送料管(3)之间可拆卸安装。
优选的，所述喷嘴(6)的形状为圆形或椭圆形；所述喷嘴(6)的直径为5cm至8cm。
优选的，所述固定盖(2)的侧面设置有螺纹，所述固定盖(2)与所述送料管(3)的顶端之间螺纹连接；所述固定盖(2)的顶面设置用于安装电机(1)的螺丝孔。
优选的，所述电机(1)采用步进电机。
优选的，所述送料管(3)的管壁上侧设置两个用于与高压水枪连接的缺口(9)。
本实用新型提供的混凝土3D打印挤出头具有以下优点：
(1)能够使混凝土与速凝剂充分搅拌均匀，并顺利从喷嘴挤出，防止混凝土凝固，从而实现按需挤出的功能，并能保证打印完成的部分状态保持良好，不会出现坍塌、倾斜等中断打印施工的现象。
(2)清洗方便。
附图说明
图1为本实用新型提供的混凝土3D打印挤出头的主视图；
图2为本实用新型提供的混凝土3D打印挤出头的左视图；
图3为图2的A-A向剖视图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供一种混凝土3D打印挤出头，是一种非常适合于以混凝土作为打印材料的混凝土3D打印机的挤出头，解决混凝土浆体能按需顺利挤出、清洗方便并且已打印完成部分保持良好状态不会坍塌问题。
参考图1-图3，混凝土3D打印挤出头包括电机1、固定盖2、送料管3、螺杆搅拌轴4、搅拌杆5、喷嘴6、液体速凝剂输送管7和混凝土浆体输送管8；
送料管3的顶端安装固定盖2；电机1位于送料管3的外部，电机1安装到固定盖2上，并且，电机1的动力轴穿过固定盖2而延伸到送料管3的内部；实际应用中，固定盖2的侧面设置有螺纹，固定盖2与送料管3的顶端之间螺纹连接；固定盖2的顶面设置用于安装电机1的螺丝孔，可以为4个。电机1优选采用步进电机，方便控制。
送料管3的底端设置喷嘴6，实际中，喷嘴6与送料管3之间可拆卸安装，喷嘴6与送料管3分开加工，然后再组装在一起，这样可以使得挤出头用于多种不同需求的打印工作，而喷嘴6的形状可根据具体打印需求确定为圆形或椭圆形，喷嘴6的直径最好在5cm至8cm。
在送料管3的内部安装螺杆搅拌轴4，螺杆搅拌轴采用等螺距叶片，螺杆搅拌轴4的顶端与电机1的动力轴连接，螺杆搅拌轴4的底端靠近喷嘴6；螺杆搅拌轴4的外部焊接固定搅拌杆5；因此，螺杆搅拌轴4和搅拌杆5由电机1共同驱动，当螺杆搅拌轴在电机带动下正向转动时，搅拌并推送浆体挤出；当螺杆搅拌轴在电机带动下反向转时为，仅为对浆体搅拌。
混凝土浆体输送管8与送料管3的上部连通，用于向送料管3内输送混凝土浆体；液体速凝剂输送管7与混凝土浆体输送管8连通，用于向送料管3内输送液体速凝剂，螺杆搅拌轴4和搅拌杆5在电机1的驱动下将混凝土浆体与液体速凝剂充分搅拌后，并使其从喷嘴6处挤出。
为提高搅拌效果，搅拌杆5在送料管3中转动时，搅拌杆5的外缘与送料管3的内壁无缝相接触，并且能够保证搅拌杆5在送料管3内自由转动，进而实现更为充分的搅拌作用，防止混凝土凝结。
本实用新型中，混凝土浆体输送管8与液体速凝剂输送管7连通，分别输送混凝土浆体与液体速凝剂至送料管3内，再进行混合搅拌，具体地，可以将液体速凝剂输送管7设在靠近送料管3的位置，使混凝土浆体与速凝剂在被搅拌均匀之前减少接触时间，避免部分混凝土快速凝结，进而保证后面打印完成部分的凝固效果。
混凝土浆体输送管8与送料管3连接时，混凝土浆体输送管8可以向送料管3内混凝土挤出的反方向倾斜，即混凝土浆体输送管8倾斜向上延伸，使得混凝土材料能够顺利地进入送料管3内，且不会堵塞进料口。
此外，送料管3的管壁上侧设置两个用于与高压水枪连接的缺口9。缺口具体设置方式可以为：送料管顶端的固定盖用于连接电机和螺杆搅拌轴，电机安装在固定盖的上侧且其动力轴穿过固定盖后伸入送料管内与螺杆搅拌轴连接。同时，固定盖不完全盖住送料管，两侧各留一个缺口9。缺口用于当中断打印工作时，通过缺口及时用高压水枪清洗送料管内壁、螺杆搅拌轴和搅拌杆上的残余混凝土浆体。
本实用新型的工作方法是：将混凝土浆体和液体速凝剂分开输送，并使混凝土浆体和液体速凝剂在送料管的进口处混合，电机驱动螺杆搅拌轴在送料管内搅拌，这样可以使得混凝土与速凝剂在推送过程中被充分搅拌，被搅拌均匀的混凝土在螺杆搅拌轴的推动下经喷嘴挤出，按照图纸叠加打印成型，并且打印过程中已完成打印的部分会较快速的凝固，不至于导致坍塌而中断打印。
本实用新型提供的混凝土3D打印挤出头具有以下优点：
(1)能够使混凝土与速凝剂充分搅拌均匀，并顺利从喷嘴挤出，防止混凝土凝固，从而实现按需挤出的功能，并能保证打印完成的部分状态保持良好，不会出现坍塌、倾斜等中断打印施工的现象。
(2)清洗方便。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种混凝土3D打印挤出头，其特征在于，包括电机(1)、固定盖(2)、送料管(3)、螺杆搅拌轴(4)、搅拌杆(5)、喷嘴(6)、液体速凝剂输送管(7)和混凝土浆体输送管(8)；
所述送料管(3)的顶端安装所述固定盖(2)；所述电机(1)位于所述送料管(3)的外部，所述电机(1)安装到所述固定盖(2)上，并且，所述电机(1)的动力轴穿过所述固定盖(2)而延伸到所述送料管(3)的内部；所述送料管(3)的底端设置所述喷嘴(6)；
在所述送料管(3)的内部安装所述螺杆搅拌轴(4)，所述螺杆搅拌轴(4)的顶端与所述电机(1)的动力轴连接，所述螺杆搅拌轴(4)的底端靠近所述喷嘴(6)；所述螺杆搅拌轴(4)的外部焊接固定所述搅拌杆(5)；
所述混凝土浆体输送管(8)与所述送料管(3)的上部连通；所述液体速凝剂输送管(7)与所述混凝土浆体输送管(8)连通。
2.根据权利要求1所述的混凝土3D打印挤出头，其特征在于，所述搅拌杆(5)在所述送料管(3)中转动时，所述搅拌杆(5)的外缘与所述送料管(3)的内壁无缝相接触。
3.根据权利要求1所述的混凝土3D打印挤出头，其特征在于，所述混凝土浆体输送管(8)向送料管(3)内混凝土挤出的反方向倾斜，即倾斜向上设置。
4.根据权利要求1所述的混凝土3D打印挤出头，其特征在于，所述液体速凝剂输送管(7)与所述混凝土浆体输送管(8)连通的位置靠近所述送料管(3)。
5.根据权利要求1所述的混凝土3D打印挤出头，其特征在于，所述喷嘴(6)与所述送料管(3)之间可拆卸安装。
6.根据权利要求1所述的混凝土3D打印挤出头，其特征在于，所述喷嘴(6)的形状为圆形或椭圆形；所述喷嘴(6)的直径为5cm至8cm。
7.根据权利要求1所述的混凝土3D打印挤出头，其特征在于，所述固定盖(2)的侧面设置有螺纹，所述固定盖(2)与所述送料管(3)的顶端之间螺纹连接；所述固定盖(2)的顶面设置用于安装电机(1)的螺丝孔。
8.根据权利要求1所述的混凝土3D打印挤出头，其特征在于，所述电机(1)采用步进电机。
9.根据权利要求1所述的混凝土3D打印挤出头，其特征在于，所述送料管(3)的管壁上侧设置两个用于与高压水枪连接的缺口(9)。
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