CN210288863U - 全截面3d打印组合构件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种全截面3D打印组合构件，其包括FRP板材及3D打印于所述FRP板材表面的混凝土材料，所述FRP板材的表面设有突刺，所述突刺锚入所述混凝土材料中。该组合构件由多层水泥基建筑3D打印材料和多层FRP板材构成，以逐层打印的水泥基建筑3D打印材料为主，FRP板材按照一定间距间隔设置，充分发挥了建筑3D打印技术的优点，通过层层打印的方式形成，并结合了两种材料的优势，可以承压、抗拉和抗弯，可用于梁、柱、墙等基本结构构件；另外，通过FRP板材表面的突刺结构，使得两种材料有效结合、共同受力。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印建筑领域，尤其涉及一种全截面3D打印组合构件。
背景技术
目前3D打印制品的常用增强技术包括浸蜡、浸胶等手段。这些技术能够在一定程度上增强3D打印制品的强度，满足其运输及日常使用过程中不破损的基本要求，但对于建筑结构构件等承力构件的强度要求尚不能满足。因此必须开发更加有效的增强技术和方法。
实用新型内容
鉴于上述现有技术中存在或潜在的不足之处，本实用新型提供了一种承压、抗拉和抗弯能力优越的全截面3D打印组合构件。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种全截面3D打印组合构件，其包括FRP板材及3D打印于所述FRP板材表面的混凝土材料，所述FRP板材的表面设有突刺，所述突刺锚入所述混凝土材料中。
在本实用新型的一些实施例中，所述FRP板材全截面夹设于所述混凝土材料中。
在本实用新型的一些实施例中，所述FRP板材的数量为多块，多块所述FRP板材之间以一定间距间隔设置。
在本实用新型的一些实施例中，相邻所述FRP板材之间3D打印有多层所述混凝土材料。
在本实用新型的一些实施例中，所述FRP板材的两侧板面上均分布有多个所述突刺。
在本实用新型的一些实施例中，所述FRP板材的两侧板面上的所述突刺对齐布置。
在本实用新型的一些实施例中，所述FRP板材的第一侧板面上的所述突刺贯穿相邻所述FRP板材之间的多层所述混凝土材料并搭设于相邻所述FRP板材的第二侧板面上。
在本实用新型的一些实施例中，相邻所述FRP板材之间的所述突刺交错布置。
在本实用新型的一些实施例中，所述突刺呈杆状，并垂直连接于所述FRP板材的板面。
在本实用新型的一些实施例中，所述突刺的材质为FRP材料，且与所在FRP板材一体成型。
本实用新型的有益效果在于：该组合构件由多层水泥基建筑3D打印材料和多层FRP板材构成，以逐层打印的水泥基建筑3D打印材料为主，FRP板材按照一定间距间隔设置，充分发挥了建筑3D打印技术的优点，通过层层打印的方式形成，并结合了两种材料的优势，可以承压、抗拉和抗弯，可用于梁、柱、墙等基本结构构件；另外，通过FRP板材表面的突刺结构，使得两种材料有效结合、共同受力。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为本实用新型第一种实施例的全截面3D打印组合构件的剖面结构示意图。
图2为本实用新型第一种实施例的全截面3D打印组合构件中FRP板材的表面结构示意图。
图3为本实用新型第一种实施例的全截面3D打印组合构件中FRP板材的剖面结构示意图。
图4～6为本实用新型第一种实施例的全截面3D打印组合构件的制作过程的结构示意图。
图7为本实用新型第二种实施例的全截面3D打印组合构件的剖面结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细地说明。
首先参见图1，显示了本发明实施例的全截面3D打印组合构件的剖面结构示意图，如图所示，该全截面3D打印组合构件主要由多层FRP板材11和多层3D打印的混凝土材料12构成，多层FRP板材11全截面夹设于混凝土材料12中。
参见图4～6所示，在制作该组合构件时，先利用3D打印设备逐层打印两层混凝土材料12，该3D打印设备的打印头20出料口与组合构件设计宽度同宽，如图4所示；然后移走打印头，铺设FRP板材11，该FRP板材11全截面覆盖，可采用一整块FRP板材，也可以采用多块拼接，将FRP板材11下表面的突刺13完全刺入下方以打印的混凝土材料12中，如图5所示；之后，再移回打印头20，继续打印两层混凝土材料12，覆盖FRP板材11上表面的突刺，如图6所示；随后，再铺设FRP板材11……，依此类推，构成如图1所示的全截面3D打印组合构件。该组合构件由多层水泥基建筑3D打印材料和多层FRP板材构成，以逐层打印的水泥基建筑3D打印材料为主，FRP板材按照一定间距间隔设置，充分发挥了建筑3D打印技术的优点，通过层层打印的方式形成，并结合了两种材料的优势，FRP(Fiber Reinforced Polymer，即纤维增强复合材料)是由玻璃纤维或碳纤维等高性能纤维与树脂基体混合经过一定的加工工艺复合而成的非金属材料，它具有轻质、高强、施工成型方便、耐腐蚀等显著优点，可以承压、抗拉和抗弯，可用于梁、柱、墙等基本结构构件。
进一步地，FRP板材11的表面设有突刺13，突刺13锚入混凝土材料12中，通过FRP板材11表面的突刺结构，使得FRP和混凝土两种材料有效结合、共同受力。
配合图1～3，FRP板材11的两侧板面上均分布有多个突刺13，多个突刺在板面内以一定间距呈矩形矩阵形式布置。并且，FRP板材11的两侧板面上的多个突刺13两两对齐且垂直于所在板面，并且在图1～3的实施例中，FRP板材11的两侧板面上的突刺13的长度相同，约为单层混凝土材料12的厚度的一半。其中，突刺13呈杆状，其材质可采用FRP材料，且与所在FRP板材11一体成型。FRP板材11表面突刺13的设置可以有效增强FRP板材11与混凝土材料12的结合能力。
再参见图7，显示了本发明另一实施例的全截面3D打印组合构件的剖面结构示意图，如图所示，该全截面3D打印组合构件同样由多层3D打印的混凝土材料12和多层FRP板材11构成，在FRP板材11的两侧板面上同样设置有突刺13结构。不同的是，在本实施例中，相邻FRP板材11之间3D打印有三层混凝土材料12甚至更多，且每一FRP板材11的底部板面上的突刺13向下贯穿相邻FRP板材11之间的多层混凝土材料12并搭设于相邻FRP板材11的顶部板面上，即使得突刺13穿过的混凝土材料12的层数增多，这样可以增强层间连接性，同时把下方已打印的部分串起来，有效避免坍塌。进一步地，FRP板材11顶部板面上的突刺13较短，仅穿过上方的一层混凝土材料12，可便于打印上方的混凝土材料12，也可以避免层间突刺13过密而削弱组合构件的层间横向结合度。如图7所示，每一FRP板材11的两侧板面上的多个突刺13两两对齐且垂直于所在板面布置，相邻FRP板材11之间的突刺13交错布置，该突刺13亦呈杆状，其材质优选为FRP材料，且与所在FRP板材11一体成型。
图7实施例的全截面3D打印组合构件在制作时，先逐层打印三层混凝土材料12，然后在其上铺设一层FRP板材11，将FRP板材11底部板面上的突刺13向下插入下方已打印的混凝土材料12中，突刺13的下端埋设在最底层的混凝土材料12中；然后在该层FRP板材11上再逐层打印三层混凝土材料12，再铺设第二层的FRP板材11，使得该第二层的FRP板材11底部板面上的突刺13竖直向下贯穿下方的三层混凝土材料12并搭设在下一层的FRP板材11的顶部板面上；再于第二层的FRP板材11上继续打印三层混凝土材料12，铺设第三层FRP板材11，并使其底部板面上的突刺13向下穿过下方的三层混凝土材料12并搭设在第二层的FRP板材12上；最后，再于顶层的FRP板材11上打印一层混凝土材料12，将顶层的FRP板材11顶部板面上的突刺埋设在该顶层混凝土材料12中，完成该组合构件的制作。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种全截面3D打印组合构件，其特征在于：包括FRP板材及3D打印于所述FRP板材表面的混凝土材料，所述FRP板材的表面设有突刺，所述突刺锚入所述混凝土材料中。
2.如权利要求1所述的全截面3D打印组合构件，其特征在于：所述FRP板材全截面夹设于所述混凝土材料中。
3.如权利要求2所述的全截面3D打印组合构件，其特征在于：所述FRP板材的数量为多块，多块所述FRP板材之间以一定间距间隔设置。
4.如权利要求3所述的全截面3D打印组合构件，其特征在于：相邻所述FRP板材之间3D打印有多层所述混凝土材料。
5.如权利要求4所述的全截面3D打印组合构件，其特征在于：所述FRP板材的两侧板面上均分布有多个所述突刺。
6.如权利要求4所述的全截面3D打印组合构件，其特征在于：所述FRP板材的两侧板面上的所述突刺对齐布置。
7.如权利要求5所述的全截面3D打印组合构件，其特征在于：所述FRP板材的第一侧板面上的所述突刺贯穿相邻所述FRP板材之间的多层所述混凝土材料并搭设于相邻所述FRP板材的第二侧板面上。
8.如权利要求5所述的全截面3D打印组合构件，其特征在于：相邻所述FRP板材之间的所述突刺交错布置。
9.如权利要求1～8中任一项所述的全截面3D打印组合构件，其特征在于：所述突刺呈杆状，并垂直连接于所述FRP板材的板面。
10.如权利要求1～8中任一项所述的全截面3D打印组合构件，其特征在于：所述突刺的材质为FRP材料，且与所在FRP板材一体成型。
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| CN115217273A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-10-21 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 一种用于3d打印混凝土层间结构的筋材、装置及施工方法 |
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