CN215202523U - 一种混凝土3d打印机及挤出装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种混凝土3D打印机和挤出装置，包括电机、减速机、联轴器、螺杆、搅拌叶片、喷嘴、支撑框架、圆锥形料斗和料筒，所述的电机与减速机连接，所述的联轴器一端与减速机连接，另一端与螺杆的尾部连接；所述的圆锥形料斗固定于支撑框架内，所述的料筒的进料口与圆锥形料斗的出料口连接，料筒的出料口与喷嘴连接；所述的螺杆设于圆锥形料斗和料筒的中心线上，螺杆位于圆锥形料斗内的尾部段上设有搅拌叶片，所述的搅拌叶片为锥形螺旋叶片，与圆锥形料斗的锥度保持一致。本专利提供的混凝土3D打印机，有效增加了混凝土的流动性和均匀度，克服了长距离输送混凝土材料对挤出均匀度的影响，使得混凝土3D打印的产品质量得到了保证。
Description
技术领域
本实用新型涉及混凝土3D打印设备技术领域。
背景技术
3D打印，即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用各种不同类型的材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印设备来实现的。
混凝土3D打印，近年来一直是建筑学里数字建造热门的领域，可以通过数字建模软件(例如：Rhino等)及路径处理模块(例如：Grasshopper)进行较方便、快捷的生成非常复杂模型的混凝土打印路径，从而被业界所广泛应用。
但是，由于混凝土打印对材料的流动性、凝固时间以及出料稳定度、均匀度均有着较高的要求，直接影响打印产品的外观质量及内部性能等，普通的3D打印设备满足不了工艺指标。目前市面上的混凝土3D打印设备亦未能对以上不足之处进行很好的解决。
实用新型内容
本实用新型的目的就是解决上述已有技术中存在的不足之处，提供一种基于混凝土螺杆挤出装置的大尺寸3D打印设备，满足混凝土出料时的流动性和稳性。
为达上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
一种混凝土挤出装置，包括电机、减速机、联轴器、螺杆、搅拌叶片、喷嘴、支撑框架、圆锥形料斗和料筒，所述的电机与减速机连接，所述的联轴器一端与减速机连接，另一端与螺杆的尾部连接；所述的圆锥形料斗固定于支撑框架内，所述的料筒的进料口与圆锥形料斗的出料口连接，料筒的出料口与喷嘴连接；所述的螺杆设于圆锥形料斗和料筒的中心线上，螺杆位于圆锥形料斗内的尾部段上设有搅拌叶片，所述的搅拌叶片为锥形螺旋叶片，与圆锥形料斗的锥度保持一致。
进一步，所述的圆锥形料斗上设有气动振动器，使料斗震动，保证搅拌叶片混合后的混凝土有更好的流动性，将混凝土平稳且紧实的送入料筒内。
进一步，所述的料筒与喷嘴通过快装卡箍紧固连接，可进行快速拆卸及清洗操作。
进一步，所述的搅拌叶片与螺杆独立设置，活动连接，搅拌叶片在圆锥料斗内的位置可上下移动，调整搅拌效果。在避免与圆锥料斗的内壁摩擦条件下，搅拌叶片的位置尽量靠近圆锥料斗8的底部，搅动效果佳。更进一步，所述的搅拌叶片由锥形螺旋叶片和空心轴组成，空心轴套设于螺杆尾部的光轴段，通过顶丝或螺丝紧固，防止上下窜动。需要对搅拌叶片进行上下移动调节位置时，取出顶丝或螺丝，确定位置后重新横向插入紧固即可。
进一步，在支撑框架上设置光电传感器，测量和反馈圆锥料斗内的混凝土位置。料斗进料的自动化填充保证料位不会忽高忽低，从而保证挤出压力恒定，打印挤出更均匀。
进一步，在支撑框架上设置输送接口，通过接头与泵送管连接。泵送管的混凝土通过输送接口进入圆锥料斗，进行自动化填充。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供的混凝土挤出装置，在螺杆上设置搅拌叶片对混凝土进行二次混合搅拌，然后继续通过螺杆即时挤出，同时提高了流动性和均匀度。
料斗上设置的空气振动器使料斗保持震荡状态，也进一步提高了混凝土的流动性，保障将混凝土平稳且紧实的送入料筒。
本专利提供的混凝土挤出装置，有效增加了混凝土材料的流动性和均匀度，采用本专利提供的混凝土挤出装置的混凝土3D打印机，克服了长距离输送混凝土材料对挤出均匀度的影响，使得混凝土3D打印的产品质量得到了保证。
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式举例说明：
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的混凝土挤出装置主体结构示意图。
图2为本实用新型实施例提供的混凝土挤出装置混凝土混合挤出部分结构示意图。
图3本实用新型实施例提供的混凝土挤出装置的搅拌叶片结构示意图。
附图标记：
1电机、2减速机、3联轴器、4螺杆
5搅拌叶片、501锥形螺旋叶片、502空心轴
6喷嘴、7支撑框架、8圆锥形料斗、9料筒、10气动振动器
11快装卡箍、12顶丝或螺丝、13光电传感器、14输送接口
15通过接头、16泵送管
具体实施方式
此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利的技术方案，而非对公开技术方案的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开技术方案相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，实施例中提到的设备部件和/模块本身的结构如果没有详细说明，为本领域技术人员根据现有公开技术可理解或市售产品。
如图1、图2所示，本实施例提供的混凝土挤出装置，包括电机1、减速机2、联轴器3、螺杆4、搅拌叶片5、喷嘴6、支撑框架7、圆锥形料斗8和料筒9，所述的电机1与减速机2连接，所述的联轴器3一端与减速机2连接，另一端与螺杆4的尾部连接；所述的圆锥形料斗8固定于支撑框架7内，所述的料筒9的进料口与圆锥形料斗8的出料口连接，料筒9的出料口与喷嘴6连接；所述的螺杆4设于圆锥形料斗8和料筒9的中心线上，螺杆4位于圆锥形料斗8的尾部段上设有搅拌叶片5，所述的搅拌叶片5为锥形螺旋叶片，与圆锥形料斗8的锥度保持一致；所述的料筒9与喷嘴6通过快装卡箍11紧固连接。
在支撑框架7上还设置有光电传感器13，测量圆锥料斗8内的混凝土位置。当料位低于设定值时，光电传感器13给PLC反馈信号，PLC控制泵送机输送混凝土至圆锥料斗；光电传感器13检测料位达到设定值时，PLC控制泵送机关闭，停止向圆锥料斗供料。料斗进料的自动化填充保证料位不会忽高忽低，从而保证挤出压力恒定，打印挤出更均匀。
在支撑框架7上设置输送接口14，通过接头15与泵送管16连接。泵送管16的混凝土通过输送接口15进入圆锥料斗8，进行自动化填充。
进一步优选的方案之一，在圆锥形料斗8上设置气动振动器10，使料斗震动，保证搅拌叶片5混合后的混凝土有更好的流动性，将混凝土平稳且紧实的送入料筒9内。根据混凝土的多少可适当调节气动振动器的位置及振幅，混凝土的量越多，拌料越稠，设定的振幅越大。
进一步优选的方案之二，所述的搅拌叶片5与螺杆4独立设置，活动连接，搅拌叶片5在圆锥料斗8内的位置可上下移动，调整搅拌效果。在避免与圆锥料斗8的内壁摩擦条件下，搅拌叶片5位置尽量靠近圆锥料斗8的底部，搅动效果佳。例如图3所示，搅拌叶片5由锥形螺旋叶片501和空心轴502组成，空心轴502套设于螺杆4尾部的光轴段，通过顶丝或螺丝12紧固，防止上下窜动。需要对搅拌叶片进行上下移动调节位置时，取出顶丝或螺丝，确定位置后重新横向插入紧固即可。
实际生产应用，以最大挤出量在500kg/H为例，料斗可选用能装5L混凝土的圆锥形料斗，螺杆选用直径80mm的单线螺杆，螺距为50mm，棱高25mm，棱宽3mm，长度500mm。锥型结构的搅拌叶片选取搅拌片顶部大径为240mm、底部外径80mm、高度180的锥形叶片。将搅拌叶片的空轴套设于螺杆尾部的光杆上，通过螺丝横向插入固定。料斗上安装有气动振动器(K8)，气压0.6Mpa下可提供2950N的振动力，振动次数为45000次/min。喷嘴8通过φ159的快装卡箍紧固，可进行快速拆卸及清洗操作。
混凝土通过泵送机泵送管DN40接头输送进入料斗中，3kw伺服电机带动减速比为1：6的减速机，减速机与联轴器刚性连接，联轴器的输出端与螺杆通过平键传递动力，带动螺杆旋转。混凝土材料通过搅拌叶片及螺杆的逆时针旋转压入料筒，进而由喷嘴把混凝土材料塑形后挤出，均匀性和稳定性均超出现有可见混凝土挤出设备。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了举例说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种混凝土挤出装置，包括电机(1)、减速机(2)、联轴器(3)、螺杆(4)、喷嘴(6)、支撑框架(7)、圆锥形料斗(8)和料筒(9)，所述的电机(1)与减速机(2)连接，所述的联轴器(3)一端与减速机(2)连接，另一端与螺杆(4)的尾部连接；所述的圆锥形料斗(8)固定于支撑框架(7)内，所述的料筒(9)的进料口与圆锥形料斗(8)的出料口连接，料筒(9)的出料口与喷嘴(6)连接；其特征在于：所述的螺杆(4)设于圆锥形料斗(8)和料筒(9)的中心线上，螺杆(4)位于圆锥形料斗(8)内的尾部段上设有搅拌叶片(5)，所述的搅拌叶片(5)为锥形螺旋叶片，与圆锥形料斗(8)的锥度保持一致。
2.如权利要求1所述的混凝土挤出装置，其特征在于：所述的圆锥形料斗(8)上设有气动振动器(10)。
3.如权利要求1所述的混凝土挤出装置，其特征在于：所述的搅拌叶片(5)与螺杆(4)活动连接，搅拌叶片(5)在圆锥形料斗(8)内的位置根据需要上下移动。
4.如权利要求1所述的混凝土挤出装置，其特征在于：在避免与圆锥形料斗(8)的内壁摩擦条件下，搅拌叶片(5)靠近圆锥形料斗(8)的底部。
5.如权利要求3所述的混凝土挤出装置，其特征在于：所述的搅拌叶片（5）由锥形螺旋叶片(501)和空心轴(502)组成，空心轴(502)套设于螺杆(4)尾部的光轴段，通过顶丝或螺丝(12)紧固。
6.如权利要求1所述的混凝土挤出装置，其特征在于：所述的料筒(9)与喷嘴(6)通过快装卡箍(11)紧固连接。
7.如权利要求1所述的混凝土挤出装置，其特征在于：在支撑框架(7)上设置光电传感器(13)，用于测量和反馈圆锥形料斗(8)内的混凝土位置。
8.如权利要求1所述的混凝土挤出装置，其特征在于：在支撑框架(7)上设置输送接口(14)，通过接头(15)与混凝土泵送管(16)连接。
9.如权利要求2所述的混凝土挤出装置，其特征在于：所述的搅拌叶片(5)与螺杆(4)活动连接，搅拌叶片(5)在圆锥形料斗(8)内的位置可根据需要上下移动。
10.一种混凝土3D打印机，包括混凝土挤出机构，其特征在于：所述的混凝土挤出机构为权利要求1-9任一所述的混凝土挤出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121159351.9U CN215202523U (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种混凝土3d打印机及挤出装置 |
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| CN202121159351.9U CN215202523U (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种混凝土3d打印机及挤出装置 |
Publications (1)
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| CN215202523U true CN215202523U (zh) | 2021-12-17 |
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ID=79421728
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| CN202121159351.9U Active CN215202523U (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种混凝土3d打印机及挤出装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN215202523U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114776009A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-22 | 南京嘉翼精密机器制造股份有限公司 | 一种建筑混凝土3d打印头及3d打印机 |
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2021
- 2021-05-27 CN CN202121159351.9U patent/CN215202523U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114776009A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-22 | 南京嘉翼精密机器制造股份有限公司 | 一种建筑混凝土3d打印头及3d打印机 |
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