CN215881969U - 一种基于混凝土的3d打印速干装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于混凝土的3D打印速干装置，本实用新型有效解决现有混凝土3D打印过程中固化时间长而导致打印效率低下的问题；解决的技术方案包括：该装置可实现对打印出来的混凝土进行快速的烘干处理，并且还可对刚打印出来的混凝土以相对较为微弱的风速进行烘干（避免风速过大将还未固化的混凝土吹至形变），对打印出来时间较长的混凝土以相对来说较强的风速进行烘干，从而加快下层混凝土的固化效率（以实现对上层新打印出来的混凝土进行可靠的承托）。

Description

一种基于混凝土的3D打印速干装置

技术领域

本实用新型属于3D打印技术领域，具体涉及一种基于混凝土的3D打印速干装置。

背景技术

3D打印是近年来发展起来的高新技术，已经在机械制造等行业取得很大成功，在材料和建筑等领域也有所发展，当代建筑用量最大、范围最广、最经济的建筑材料-混凝土，已经成为当代社会使用量巨大的建筑工程材料，现有越来越多的混凝土制品也广泛倾向于3D打印，即，通过3D打印技术以混凝土为原材料进行各种水泥制品以及建筑的建造；

3D打印的混凝土材料由水泥、沙子、减水剂、水等拌合在一起而组成的复合凝胶材料，现有的混凝土3D打印设备在进行打印的时候没有配套相应的烘干装置，进而导致打印出来的混凝土无法在较短的时间内快速的固化，使得以一定形态打印且堆叠出来的混凝土产生塌陷或者下层混凝土固化程度不足以支撑上层所打印出来的混凝土，导致打印出来的产品具有一定的缺陷，严重的还会导致产品报废；

现有打印过程中，为了避免上述情况的发生，通常在完成产品一半的打印时，将半成品放入至烘烤箱内进行烘干、固化，然后取出继续进行打印，导致打印效率低下；

鉴于以上，我们提供一种基于混凝土的3D打印速干装置用于解决上述问题。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提供一种基于混凝土的3D打印速干装置，该装置可实现对打印出来的混凝土进行快速的烘干处理，并且还可对刚打印出来的混凝土以相对较为微弱的风速进行烘干（避免风速过大将还未固化的混凝土吹至形变），对打印出来时间较长的混凝土以相对来说较强的风速进行烘干，从而加快下层混凝土的固化效率（以实现对上层新打印出来的混凝土进行可靠的承托）。

一种基于混凝土的3D打印速干装置，包括打印架且打印架上设有纵向滑移组件，所述纵向滑移组件上竖向滑动安装有升降杆且升降杆上横向滑动安装有喷嘴，其特征在于，所述打印架上设有打印板，所述升降杆上固定安装有与打印板同轴心设置的环形腔且环形腔内圆面转动安装有与之连通的圆形凹腔，所述圆形凹腔上间隔环绕设有若干与之连通的L形管且L形管上转动安装有导向管，所述导向管连接有设于L形管上的往复驱动装置；

所述圆形凹腔经设于环形腔上的旋转电机驱动，所述打印板内设有空腔且空腔内设有加热装置，所述环形腔与空腔连通且空腔连通有送风装置。

优选的，所述L形管内设有隔板且经隔板分为两通道，其中一个通道与导向管连通，另一通道连通有设于L形管且位于导向管上方的导向筒，所述导向筒的出风口大于导向管的出风口。

优选的，所述导向管面向L形管一端经软管与设于L形管内的通道连通，往复驱动装置包括与导向管同轴转动的往复齿轮且往复齿轮啮合有竖向滑动安装于L形管上的齿条，所述齿条与L形管之间连接有往复弹簧且齿条上端连接有往复升降装置。

优选的，所述往复升降装置包括与齿条一体连接的圆板且圆板上端面间隔环绕设有若干弧形板，所述L形管上转动安装有与圆板配合的升降齿轮且升降齿轮下端面间隔环绕设有若干与弧形板配合的凸起，所述环形腔内圆面设有与升降齿轮配合的齿系。

优选的，所述导向管内滑动安装有伸缩管且伸缩管置于导向管外一端与导向管之间连接有复位弹簧，所述L形管上固定有与导向管转动部位同轴心设置的固定齿轮且固定齿轮配合有转动安装于导向管上的伸缩齿轮，所述伸缩齿轮同轴转动有线轮且线轮上缠绕有线绳，所述线绳自由一端与伸缩管连接。

优选的，所述旋转电机驱动有旋转齿轮且旋转齿轮啮合有与圆形凹腔同轴心固定安装的外齿圈。

上述技术方案有益效果在于：

（1）该装置可对刚打印出来的混凝土以相对较为微弱的风速进行烘干（避免风速过大将还未固化的混凝土吹至形变），对打印出来时间较长的混凝土以相对来说较强的风速进行烘干，从而加快下层混凝土的固化效率（以实现对上层新打印出来的混凝土进行可靠的承托）；

（2）在本方案中，当导向管进行摆动吹风的过程中，还可同步将收缩至内部的伸缩管向外伸出，用于延长风速以聚集状态下流动的通道，以实现避免热风过早的在空气中散失，使得热气流更好的吹向至混凝土表面，以实现更好的烘干、固化效果。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型整体结构正视示意图；

图3为本实用新型旋转处理、外齿圈配合关系示意图；

图4为本实用新型环形腔、圆形凹腔、外齿圈分离示意图；

图5为本实用新型环形腔剖视后结构示意图；

图6为本实用新型往复升降装置结构示意图；

图7为本实用新型伸缩管、导向管配合关系示意图；

图8为本实用新型伸缩管向外滑出时示意图；

图9为本实用新型L形管内部结构示意图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至9对实施例进行详细说明。

实施例1，一种基于混凝土的3D打印速干装置，如附图1所示，包括打印架1且打印架1上设有纵向滑移组件（纵向滑移组件包括纵向滑动安装在打印架1上的U形杆且U形杆由相应的电机驱动，由于为现有技术在此不对其做过多描述），纵向滑移组件（U形杆）上竖向滑动安装有升降杆27（升降杆27由安装在纵向滑移组件上的电机驱动，如附图1所示，电机驱动与升降杆27螺纹配合的丝杠进而实现带动升降杆27的竖向移动，同样为现有技术，在此不做过多的描述），如附图1所示，升降杆27上横向滑动安装有喷嘴26（喷嘴26连通有混凝土远离供料装置，喷嘴26同样螺纹配合有转动安装于升降杆27上的丝杠且丝杠经电机驱动，该部分为现有技术，在此不做过多描述），本方案的改进之处在于：

在打印架1上设有打印板2并且打印板2内设有空腔7，我们在设有加热装置（可为电阻丝29，电阻丝29经导线连接有外接电源），如附图2所示，并且空腔7底部连通有送风装置31（送风装置31可为风扇，用于将外界气流吹向至打印板2内的空腔7中并且气流流经电阻丝29实现对气流加热的效果，在本方案中，送风装置31与加热装置均电性连接有微控制器，工作人员通过微控制器控制两者的开启），如附图2所示，环形腔3经伸缩管30与空腔7上端连通（伸缩管30可为橡胶管或者其它耐热软管），在进行具体工作时，如附图2所示，初始时，升降杆27位于下端位置且喷嘴26处于打印板2上方，纵向滑移组件、升降杆27、喷嘴26均电性连接有控制系统并且在控制相同的控制下协调工作，而完成混凝土的3D打印过程（此过程为现有技术，在此不做过多描述），在开始打印后，工作人员通过微控制器控制送风装置31、加热装置启动工作，此时热空气经伸缩管30进入至环形腔3与圆形凹腔4所组成的空间内，如附图5中所示，关于环形腔3、圆形凹腔4的结构，可参照附图4所示，环形腔3内圆面一侧、圆形凹腔4外圆面一侧开放并且两者相配合构成一个密闭的空间（如附图5所示）；

如附图5所示，环形腔3与圆形凹腔4所组成的避免空间内连通有若干L形管5且L形管5上转动安装有导向管6，进入至环形腔3、圆形凹腔4所组成的密闭空间内的热空气进入至L形管5内并且经导向管6吹向至打印出来的混凝土表面（实现烘干、固化的效果），较好的，导向管6连接有设于L形管5上的往复驱动装置，在热气流经导向管6吹向打印出来的混凝土时，同步带动导向管6在竖向进行往复摆动，以实现将热气流能够覆盖所有已经打印出来的混凝土（即，使得更多已经打印出来的混凝土均可被进行烘干、固化，进一步加快的了混凝土的固化效率）；

如附图1所示，在进行打印过程中，设于环形腔3上的旋转电机28同步带动圆形凹腔4相对于环形腔3进行转动，进而实现带动若干L形管5（若干导向管6）围绕着打印板2进行转动，进而使得经导向管6流出的热气流能够对打印出来的混凝土从各个角度进行烘干，即，若干导向管6在进行上下摆动的同时（实现对处于不同高度位置的混凝土进行烘干），还可实现围绕打印出来的混凝土进行转动，以实现360°均可对混凝土进行烘干，从而使得经导向管6流出的热气流能够覆盖所有打印出来的混凝土，使得烘干、固化效果更佳。

实施例2，在实施例1的基础上，如附图9所示，我们在L形管5内设有隔板8且经隔板8分为两通道9（即，热气流经环形腔3与圆形凹腔4所组成的密闭空间进入L形管5时，会在隔板8的作用下，分别进入两个通道9内），如附图9所示，其中一个通道9与导向管6连通，另一通道9连通有设于L形管5且位于导向管6上方的导向筒10，在设置导向筒10的时候，使得其与喷嘴26处于同一水平位置，导向筒10的设置是为了对刚从喷嘴26内打印出来的混凝土进行烘干处理，另一部分热气流经另一通道9进入至导向管6中，用于实现对已经打印出来且位于下层的混凝土进行烘干处理；

注：如附图8、9所示，我们在设置导向筒10时，使得导向筒10的开口尺寸大于导向管6的开口尺寸，即，当热气流经L形管5进入至导向筒10内并且经气开口向外流出时，热气流的流速会相对来说小一些，而热气流经另一通道9进入导向管6中并且经气开口向外流出的流速会相对来说大一些（导向筒10的开口截面大于导向管6的开口截面，故，气流流出时，开口截面小的气流流速较大并且风速更为强劲），由于导向筒10内的气流直接吹向至刚从喷嘴26打印出来的混凝土，故，需要的气流流速相对来说微弱一些，以免风速过大将刚打印出来的混凝土吹至变形，而已经打印出来并且处于下层的混凝土，由于已经被打印出来一定时间且已经部分固化（风速大一些不会对其产生影响），故，以较为强劲的气流吹向至其表面，能够加快其的固化效率；

如附图5所示，我们设定导向管6初始时处于水平状态并且当其在竖向往复转动时，只能由水平位置向下进行转动（以确保不会吹到刚打印出来的混凝土）。

实施例3，在实施例2的基础上，如附图7所示，我们将导向管6面向L形管5一端经软管（图中未示出，如附图7中导向管6面向L形管5一端与L形管5之间有部分断开，该断开部分为软管，以配合导向管6在竖向的往复摆动），如附图6所示，往复驱动装置包括与导向管6同轴转动的往复齿轮11且往复齿轮11啮合有竖向滑动安装于L形管5上的齿条12，在打印过程中往复升降装置以一定的周期频率施加到齿条12上向下的作用力，加之与往复弹簧13的配合作用下实现带动齿条12在竖向进行往复升降移动，（设定初始时往复弹簧13处于被压缩状态，并且此时齿条12处于最下端位置，此时导向管6处于水平位置），当往复升降装置撤去施加在齿条12上的作用力时，此时齿条12在往复弹簧13的作用下上移进而同步带动往复齿轮11转动，使得导向管6由水平位置向斜下方进行转动（使得导向管6的开口指向从水平位置逐渐向斜下方移动），待导向管6向下转动至最大角度时，往复升降装置再次施加到齿条12上向下的作用力进而带动导向管6向上转动，以此实现带动导向管6在竖向进行往复摆动的效果，在导向管6往复摆动的过程中，实现对已经打印出来且处于下层的混凝土同步进行烘干、固化。

实施例4，在实施例3的基础上，如附图6所示，往复升降装置包括与齿条12一体连接的圆板14且圆板14上端面间隔环绕设有若干弧形板15，我们在 L形管5上转动安装有与圆板14配合的升降齿轮16且升降齿轮16下端面间隔环绕设有若干与弧形板15配合的凸起17，如附图3所示，我们在环形腔3内圆面底部间隔环绕设有与升降齿轮16相配合的齿系18，当旋转电机28带动圆形凹腔4相对于环形腔3进行转动过程中，在齿系18的作用下会同步带动升降齿轮16进行转动，伴随着升降齿轮16的转动，则通过相配合的弧形板15与凸起17的作用实现带动圆板14在竖向进行往复升降移动，如附图6所示，当弧形板15的顶部朝向凸起17的顶部移动时，会迫使圆板14向下移动（即，迫使齿条12向下移动并且使得往复弹簧13被压缩），当弧形板15与凸起17顶部与顶部之间不再接触时，此时圆板14在往复弹簧13的作用下向上移动（弧形板15顶部位于相邻两凸起17之间时，此时导向管6转动至水平位置），进而实现带动齿条12在竖向往复升降的效果。

实施例5，在实施例4的基础上，如附图8所示，较好的，我们在导向管6内滑动安装有伸缩管30且伸缩管30置于导向管6外一端与导向管6之间连接有复位弹簧20，L形管5上固定有与导向管6转动部位同轴心设置的固定齿轮21且固定齿轮21配合有转动安装于导向管6上的伸缩齿轮22，当导向管6相对于L形管5进行往复转动时，在固定齿轮21的作用下会同步带动伸缩齿轮22进行转动，伴随着伸缩齿轮22的转动，则同步带动线轮23转动，线轮23上缠绕有线绳，我们设定初始当导向管6处于水平位置时（此时复位弹簧20处于被压缩状态，此时线绳对伸缩管30有用力），伴随着导向管6的向下转动，则使得线轮23释放线绳进而使得伸缩管30在复位弹簧20的作用下向外滑出导向管6（线绳自由一端连接在伸缩辊固定复位弹簧20位置处，图中未将线绳画出），以至当导向管6向下转动至最大角度时，伸缩管30向外滑出导向管6最远距离，伸缩管30的设置，使得当导向管6向下层的混凝土进行吹风、烘干时，能够较好的避免热气流过早的在散失，使得热气流在导向管6、伸缩管30所组成的通道9内且以聚集的状态进行移动，从而能够实现将更多的热空气吹向至处于下层的混凝土表面，实现更好的固化效果，并且当导向管6转动至水平位置时，伸缩管30收缩至导向管6内，也不会使得伸缩管30触碰到所打印出来的混凝土。

实施例6，在实施例1的基础上，如附图3所示，旋转电机28驱动有旋转齿轮24且旋转齿轮24啮合有与圆形凹腔4同轴心固定安装的外齿圈25，外齿圈25固定安装在导向筒10的上端面进而实现与圆形凹腔4的固定连接，当旋转电机28通过旋转齿轮24带动外齿圈25转动时，进而同步带动圆形凹腔4相对于环形腔3进行转动。

上面所述只是为了说明本实用新型，应该理解为本实用新型并不局限于以上实施例，符合本实用新型思想的各种变通形式均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于混凝土的3D打印速干装置，包括打印架（1）且打印架（1）上设有纵向滑移组件，所述纵向滑移组件上竖向滑动安装有升降杆（27）且升降杆（27）上横向滑动安装有喷嘴（26），其特征在于，所述打印架（1）上设有打印板（2），所述升降杆（27）上固定安装有与打印板（2）同轴心设置的环形腔（3）且环形腔（3）内圆面转动安装有与之连通的圆形凹腔（4），所述圆形凹腔（4）上间隔环绕设有若干与之连通的L形管（5）且L形管（5）上转动安装有导向管（6），所述导向管（6）连接有设于L形管（5）上的往复驱动装置；

所述圆形凹腔（4）经设于环形腔（3）上的旋转电机（28）驱动，所述打印板（2）内设有空腔（7）且空腔（7）内设有加热装置，所述环形腔（3）与空腔（7）连通且空腔（7）连通有送风装置（31）。

2.根据权利要求1所述的一种基于混凝土的3D打印速干装置，其特征在于，所述L形管（5）内设有隔板（8）且经隔板（8）分为两通道（9），其中一个通道（9）与导向管（6）连通，另一通道（9）连通有设于L形管（5）且位于导向管（6）上方的导向筒（10），所述导向筒（10）的出风口大于导向管（6）的出风口。

3.根据权利要求2所述的一种基于混凝土的3D打印速干装置，其特征在于，所述导向管（6）面向L形管（5）一端经软管与设于L形管（5）内的通道（9）连通，往复驱动装置包括与导向管（6）同轴转动的往复齿轮（11）且往复齿轮（11）啮合有竖向滑动安装于L形管（5）上的齿条（12），所述齿条（12）与L形管（5）之间连接有往复弹簧（13）且齿条（12）上端连接有往复升降装置。

4.根据权利要求3所述的一种基于混凝土的3D打印速干装置，其特征在于，所述往复升降装置包括与齿条（12）一体连接的圆板（14）且圆板（14）上端面间隔环绕设有若干弧形板（15），所述L形管（5）上转动安装有与圆板（14）配合的升降齿轮（16）且升降齿轮（16）下端面间隔环绕设有若干与弧形板（15）配合的凸起（17），所述环形腔（3）内圆面设有与升降齿轮（16）配合的齿系（18）。

5.根据权利要求4所述的一种基于混凝土的3D打印速干装置，其特征在于，所述导向管（6）内滑动安装有伸缩管（30）且伸缩管（30）置于导向管（6）外一端与导向管（6）之间连接有复位弹簧（20），所述L形管（5）上固定有与导向管（6）转动部位同轴心设置的固定齿轮（21）且固定齿轮（21）配合有转动安装于导向管（6）上的伸缩齿轮（22），所述伸缩齿轮（22）同轴转动有线轮（23）且线轮（23）上缠绕有线绳，所述线绳自由一端与伸缩管（30）连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于混凝土的3D打印速干装置，其特征在于，所述旋转电机（28）驱动有旋转齿轮（24）且旋转齿轮（24）啮合有与圆形凹腔（4）同轴心固定安装的外齿圈（25）。

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