一种混凝土3D打印装置的制作方法

本发明涉及于建筑施工的，具体是一种混凝土3d打印装置。

背景技术：

1、3d打印混凝土技术是在3d打印技术的基础上发展起来的应用于混凝土施工的新技术，其主要工作原理是将配置好的混凝土浆体通过基础装置，在三维软件的控制下，按照预先设置好的打印程序，由喷嘴挤出进行打印。

2、公开号为cn117569598a的专利文件公开了一种建筑用3d打印设备及施工方法，设备包括两纵向轨道，各纵向轨道的两端分别安装有第一直线电机，各第一直线电机与作业架装配，两纵向轨道之间设有横向轨道，横向轨道的两端分别安装有第二直线电机，两第二直线电机与两纵向轨道装配；横向轨道上安装具有振捣机构的中间过渡装置，横向轨道上安装有行走式打印装置，中间过渡装置与行走式打印装置通过连接软管连通，行走式打印装置的两侧设有滚压抹平机构。

3、上述装置存在以下不足，上述装置在使用时只能打印与喷嘴厚度对应的房屋墙壁，且只能打印单层墙壁，打印范围和打印效果有局限性，且上述装置在打印时容易使的打印的混凝土在凝固前不断摊平，并使得已经修正好的部分由于需要凝固时间而再次凸出，修整效果不佳，同时上述装置的振捣过程局限在盛装部件的顶部，振捣过程中的振荡频率较低，除泡效果不佳。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述存在的问题和不足，提供一种混凝土3d打印装置，提升了整体的工作效率。

2、本发明至少能解决以下中的一个技术问题：

3、(1)上述装置在使用时只能打印与喷嘴厚度对应的房屋墙壁，且只能打印单层墙壁，打印范围和打印效果有局限性；

4、(2)上述装置在打印时容易使的打印的混凝土在凝固前不断摊平，并使得已经修正好的部分由于需要凝固时间而再次凸出，修整效果不佳；

5、(3)上述装置的振捣过程局限在盛装部件的顶部，振捣过程中的振荡频率较低，除泡效果不佳。

6、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种混凝土3d打印装置，包括工作支架，工作支架上安装有两组z轴升降机，每组z轴升降机的内侧分别安装有y轴平移机，每个y轴平移机上均安装有x轴平移机，两个x轴平移机呈上下对应且通过同步定位杆相互连接固定，位于上侧的x轴平移机的中部固定穿设有工作外筒，工作外筒设有两个，位于下侧的x轴平移机的中部固定穿设有上导送外筒，上导送外筒的下部贯通且转动连接有下导送外筒，上导送外筒的中部固定穿设有上导送内筒，下导送外筒的中部固定穿设有下导送内筒，下导送内筒与上导送内筒密封转动连接。

7、作为发明进一步的方案，下导送外筒的外周分别套设有安装支架和连接支架，上导送外筒和上导送内筒分别与其中一个工作外筒相连通，下导送外筒的下端两侧分别连通有第一喷头，下导送内筒的下端中部连通有第二喷头。

8、作为发明进一步的方案，安装支架在上方且与对应的x轴平移机固定连接，下导送外筒通过支撑套筒与安装支架转动连接，下导送外筒的外周固定套接有传动齿环，安装支架上安装有转角电机，转角电机的驱动轴上安装有转角齿轮，转角齿轮与传动齿环啮合传动。

9、作为发明进一步的方案，下导送外筒与连接支架固定连接，连接支架的下方安装有第一滑台和第二滑台，第一滑台与第二滑台关于第一喷头和第二喷头所在直线对称。

10、作为发明进一步的方案，第一滑台为双向对称滑台且通过第一连接杆与第一喷头相连，第二滑台通过第二连接杆与第二喷头相连，第二喷头的两侧均安装有信号发射块，两个第一喷头靠近第二喷头的一侧安装有信号触块，信号发射块与第二滑台信号连接。

11、作为发明进一步的方案，第一连接杆上均滑动穿设有第一滑杆，第二连接杆上滑动穿设有第二滑杆，第二滑杆的两端分别与其中一个第一滑杆相连，第一滑杆与第二滑杆相互平行，两个第一滑杆的相对一端均固定连接有限位环，第一滑杆上且位于第一连接杆和限位环之间套设有限位弹簧，且限位弹簧的两端分别与第一连接杆和限位环固定连接。

12、作为发明进一步的方案，工作外筒的内侧安装有工作内筒，工作外筒的顶部分别安装有工作电机和入料筒，入料筒密封固定贯穿工作外筒和工作内筒的顶部，工作电机的驱动轴贯穿工作外筒和工作内筒且与二者密封转动连接，工作电机的驱动轴下端安装有搅拌轴，搅拌轴上安装有若干个交错分布的搅拌件，交错的搅拌件的分层之间设有若干个交错分布的振捣筒。

13、作为发明进一步的方案，振捣筒通过支撑筒安装在工作内筒的内侧壁上，工作电机的驱动轴上固定套接有主动锥齿轮，工作外筒和工作内筒之间设有轮杆传动组，传动软轴杆与工作内筒转动连接，传动软轴杆位于振捣筒内的一端固定连接有振荡转块，传动软轴杆的另一端安装有传动锥齿轮，主动锥齿轮、轮杆传动组和传动锥齿轮依次啮合传动。

14、作为发明进一步的方案，工作内筒的侧壁上且位于支撑筒的轴心处穿设有若干个传动软轴杆，支撑筒的两端外周均安装有第一轴承，靠近振捣筒端部的第一轴承通过第一轴套与振捣筒相连，另一个第一轴承通过第二轴套与振捣筒的内侧中部相连。

15、作为发明进一步的方案，支撑筒靠近传动锥齿轮的一端内侧通过第二轴承与传动软轴杆转动连接，支撑筒的另一端内侧通过第三轴套与传动软轴杆活动套接，振捣筒的端部内侧安装有配合振荡转块的振荡传动环。

16、本发明的有益效果：

17、(1)工作时，两个工作外筒分别盛装用于外表面打印浇筑的混凝土和用于夹层打印浇筑的混凝土，并将用于外表面打印浇筑的混凝土输入上导送外筒中，将用于夹层打印浇筑的混凝土输入上导送内筒中，再通过下导送外筒将用于外表面打印浇筑的混凝土同步地输入两个第一喷头并向下喷出，通过下导送内筒将用于夹持打印浇筑的混凝土输入第二喷头并向两个第一喷头之间的区域喷出，从而同步形成墙壁的内外侧壁和夹层，通过x轴平移机和y轴平移机将各个打印浇筑用的部件沿着设定好的墙壁四周轨迹移动，移动时第二喷头沿着轨迹线移动，两个第一喷头则保持在第二喷头的两侧且两个第一喷头所在直线保持与轨迹线垂直，从而分层地有序打印出墙壁四周并形成夹层，通过z轴升降机在工作支架上不断提升，从而将四周墙壁同步打印出，打印时通过用于外表面打印浇筑的混凝土快速凝固定型的特点并通过定量输出形成打印的方式，构成墙壁外立面和内立面，并组成模具套，从而有利于形成夹层的混凝土在凝固的过程中能够避免外扩摊开，同时能够根据设计需求形成不同厚度的墙壁，在使用混凝土时扩大了混凝土的选择范围，对夹层混凝土使用凝固时间较长但具有其他优异性能的混凝土，提高了打印范围和使用效果，同时在墙体拐角处，通过本装置既可以打印出圆弧墙角，也能打印出直角墙角，且墙体和拐角同步打出，打印时第一喷头和第二喷头均保持输送量与移动速度的同步，从而确保每一层的每个打印点的混凝土的厚度一致，从而进一步地扩大打印范围并提高打印效果；

18、(2)工作时，当打印到拐角时，通过转角电机和转角齿轮驱动传动齿环，转动下导送外筒，同时转动连接支架，进而同步转动第一喷头和第二喷头，通过相互密封转动连接的上导送外筒和下导送外筒以及上导送内筒和下导送内筒的组合，既能方便混凝土的导送，并借助自身体积的等效放大从而盛装含有大粒径骨料的混凝土，同时方便转弯时混凝土的输送，避免管道输送时的缠绕等问题，当打印直角拐角的墙壁时，位于墙壁内侧壁上的第一喷头在移动至墙壁内墙角点上方时停止输送，直至在拐角处完成转弯后再次移动至墙壁内墙角点上方时才开始输送，位于墙壁外侧壁上的第一喷头则在第一滑台的移动下随着x轴平移机的移动以及连接支架的转动先向外侧移动、再向内侧移动，位于墙壁外侧壁上的第一喷头形成直角轨迹，从而形成墙壁外立面的直角拐角，在第二喷头输送夹层的混凝土时，通过第二滑台往复且对称地左右移动第二喷头，从而确保夹层的混凝土在每一层的量是等厚等量的，当第二喷头移动至其中一个第一喷头处时，信号触块与信号发射块接触，信号发射块随即发射信号使第二滑台反向驱动，从而快速准确地使第二喷头向夹层各处输送等量的混凝土，通过第一滑杆和第二滑杆的支撑防止第一喷头和第二喷头的移动有偏移，通过限位弹簧的弹力进一步地使第二喷头往复对称运动，从而确保打印浇筑的过程准确高效；

19、(3)工作时，通过入料筒将混凝土导入工作内筒中，通过工作电机提供动力，同步转动主动锥齿轮和搅拌轴，通过搅拌轴转动各个搅拌件，对混凝土加入抗凝剂并进行搅拌，使其在输送前保持不凝固，同时通过主动锥齿轮和轮杆传动组驱动各个传动软轴杆转动，转动时振荡转块随着转动与振荡传动环保持不规则的振荡接触和敲击，从而对振捣筒传动了不规则的振荡，使得振捣筒对外周的混凝土进行振捣，消除其中的气泡，通过第一轴承和第二轴承使得传动软轴杆的一端与振捣筒的一端均保持限位，促进振动的产生和传递，通过各个轴套的弹性支撑保持振荡的频率和振幅，提高振捣效果，通过分布式地深入设置，从而提高除泡效果，促进混凝土的材料强度以及成型强度和成型效果的提升。