可快速安装轻质高强3d打印桥梁的制作方法

本申请涉及3d打印，特别是涉及一种可快速安装轻质高强3d打印桥梁。

背景技术：

3d打印技术(英文全称：3dprinting)，是快速成形技术的一种。它以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体。过去3d打印技术常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型。现正逐渐用于一些结构的直接制造。特别是一些高价值应用，比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件，已经有使用这种技术打印而成的零部件。

但是，在利用3d打印技术打印大型的建筑构件时，往往耗时很长，由此失去了快速成形的意义，限制了3d打印技术在建筑领域的应用。因此，亟需研制出一种能够降低产品制造时间且能够实现快速安装的可快速安装轻质高强3d打印桥梁。

技术实现要素：

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

本申请提供了一种可快速安装轻质高强3d打印桥梁，包括：

多段桥梁单元，按照设计分段制作并拼接组装在一起，其中，每段桥梁单元包括：

桥梁壳体，采用3d打印而成，其具有底面及沿底面垂直延伸的壳壁以形成空腔，所述底面是所述3d打印桥梁的横截面，所述桥梁壳体的空腔中打印有与所述桥梁壳体相连的多组双连接板，所述多组双连接板将所述空腔中除所述多组双连接板之外的区域分隔为多个独立的壳体腔室，每组双连接板呈平行叠加状且中间设有间隔，每组双连接板与所述桥梁壳体之间形成独立的连接板腔室，

树脂灌装物，灌装在每一连接板腔室内，并与所述桥梁壳体及对应的双连接板相融，以使得灌装有树脂灌装物的多组连接板形成所述3d打印桥梁的骨架，

聚氨酯发泡灌装物，灌装在每一壳体腔室内，并与所述桥梁壳体及对应的双连接板相融，以实现所述3d打印桥梁轻质量及高强度；和

纤维织物及材料增强层，覆盖在拼接好的多段桥梁单元的上表面及下表面处，以将拼接好的多段桥梁单元连接在一起。

可选地，所述纤维织物及材料增强层为纤维织物及树脂复合增强层。

可选地，所述拼接好的多段桥梁单元的上表面处的纤维织物及材料增强层为纤维织物及混凝土基材料增强层，所述拼接好的多段桥梁单元的下表面处的纤维织物及材料增强层为纤维织物及树脂复合增强层。

可选地，所述每段桥梁单元的桥梁壳体的外表面复合有树脂复合层。

本申请的可快速安装轻质高强3d打印桥梁，利用3d打印技术打印每段桥梁单元中的桥梁壳体及与其相连的多组双连接板，然后在连接板腔室内灌装树脂灌装物，使得灌装有树脂灌装物的多组连接板形成骨架，在独立壳体腔室内灌装聚氨酯发泡灌装物，使得每段桥梁单元具有轻质、高强的特点。在每段桥梁单元的制造过程中，仅需要打印带有多组双连接板的桥梁壳体，相比现有3d打印产品的整体打印，大大缩短了打印时间，有效降低了产品的制造时间。采用多段桥梁单元拼接再通过纤维织物及材料增强层连接在一起，实现了3d打印桥梁的快速组装。将3d打印桥梁吊装到安装基础上固定从而实现了快速安装。因此，本申请的3d打印桥梁不但具有轻质、高强的特点，而且还实现了快速制造、快速安装。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的可快速安装轻质高强3d打印桥梁的示意性立体图；

图2是根据本申请一个实施例的每段桥梁单元的示意性立体图；

图3是图2中每段桥梁单元的示意性横截面图；

图4是图2中每段桥梁单元的3d打印状态的示意性横截面图；

图5是图4中每段桥梁单元的灌装后的示意性横截面图。

图中各符号表示含义如下：

100可快速安装轻质高强3d打印桥梁，

a桥梁单元，

10桥梁壳体，

11底面，12壳壁，13空腔，14双连接板，15壳体腔室，16连接板腔室，17树脂灌装物，18聚氨酯发泡灌装物，

20树脂复合层，

30纤维织物及材料增强层。

具体实施方式

图1是根据本申请一个实施例的可快速安装轻质高强3d打印桥梁的示意性立体图。图2是根据本申请一个实施例的每段桥梁单元的示意性立体图。图3是图2中每段桥梁单元的示意性横截面图。图4是图2中每段桥梁单元的3d打印状态的示意性横截面图。图5是图4中每段桥梁单元的灌装后的示意性横截面图。

如图1所示，还可参见图2-图5，本实施例提供了一种可快速安装轻质高强3d打印桥梁100，一般性可以包括：多段桥梁单元a和纤维织物及材料增强层30(参见图3)。如图1所示，多段桥梁单元a按照设计分段制作并拼接组装在一起。例如图1中，将整个桥梁分为四个桥梁单元。具体实施时，根据实际需要划分桥梁的段的数量。如图2所示，其中，每段桥梁单元a包括：桥梁壳体10、树脂灌装物17和聚氨酯发泡灌装物18。如图4所示，桥梁壳体10采用3d打印而成。桥梁壳体10具有底面11及沿底面11垂直延伸的壳壁12以形成空腔13。所述底面11是所述3d打印桥梁的横截面。所述桥梁壳体10的空腔13中打印有与所述桥梁壳体10相连的多组双连接板14。所述多组双连接板14将所述空腔13中除所述多组双连接板14之外的区域分隔为多个独立的壳体腔室15。每组双连接板14呈平行叠加状且中间设有间隔。每组双连接板14与所述桥梁壳体10之间形成独立的连接板腔室16。如图5所示，树脂灌装物17灌装在每一连接板腔室16内，并与所述桥梁壳体10及对应的双连接板14相融，以使得灌装有树脂灌装物17的多组连接板形成所述3d打印桥梁的骨架。聚氨酯发泡灌装物18灌装在每一壳体腔室15内，并与所述桥梁壳体10及对应的双连接板14相融，以实现所述3d打印桥梁轻质量及高强度。如图3所示，纤维织物及材料增强层30覆盖在拼接好的多段桥梁单元a的上表面及下表面处，以将拼接好的多段桥梁单元a连接在一起。

本实施例的工艺过程：如图4所示，利用3d打印技术打印每段桥梁单元a，即打印出桥梁壳体10及与其连接的多组双连接板14，并形成多个独立的壳体腔室15及多组独立的连接板腔室16。如图5所示，向每一壳体腔室15内灌装聚氨酯发泡灌装物18，向每一连接板腔室16内灌装树脂灌装物17。并可在桥梁壳体10外表面一层树脂复合层20。然后，如图1所示，将多段桥梁单元a运输至施工现场，进行拼装。在拼接好的多段桥梁单元a的上表面及下表面处覆盖一层纤维织物及材料增强层30，进而将拼接好的多段桥梁单元a连接在一起。

如图2所示，本申请的可快速安装轻质高强3d打印桥梁100，利用3d打印技术打印每段桥梁单元a中的桥梁壳体10及与其相连的多组双连接板14，然后在连接板腔室16内灌装树脂灌装物17，使得灌装有树脂灌装物17的多组连接板形成骨架。在独立壳体腔室15内灌装聚氨酯发泡灌装物18，使得每段桥梁单元a具有轻质量、高强度及承载力高的特点，提高本申请的减颤能力，增加行走的舒适感。在每段桥梁单元a的制造过程中，仅需要打印带有多组双连接板14的桥梁壳体10，相比现有3d打印产品的整体打印，大大缩短了打印时间，有效降低了产品的制造时间。多段桥梁单元a拼接在一起后，通过纤维织物及材料增强层30覆盖在拼接好的多段桥梁单元a的上表面及下表面处，将拼接好的多段桥梁单元a连接在一起，从而实现了3d打印桥梁的快速组装。将3d打印桥梁吊装到安装基础上固定从而实现了快速安装。

因此，本申请的可快速安装轻质高强3d打印桥梁100，不但具有轻质量、高强及承载力高度的特点，减颤能力好，行走舒适，而且还实现了快速制造、快速安装。

此外，本申请的可快速安装轻质高强3d打印桥梁100，能够打印各种造型，使得桥梁壳体10的外形可设计多种式样，不但满足结构设计，而且能够满足装饰性能，具有美观效果。

如图4所示，本实施例中，所述每段桥梁单元a的桥梁壳体10的外表面复合有树脂复合层20。如图2所示，本实施例中的树脂复合层20可以是将3d打印过程中的桥梁壳体10的外层壳体为双层，然后，如图5所示，向双层内灌装树脂材料而成。

参见图3，在其他实施例中，树脂复合层20还可以是在桥梁壳体10的外表面复合涂覆而成。

更具体地，如图3所示，本实施例中，所述纤维织物及材料增强层30为纤维织物及树脂复合增强层。即所述拼接好的多段桥梁单元a的上表面、下表面处的纤维织物及材料增强层30均为纤维织物及树脂复合增强层。

更具体地，参见图3，本实施例中，所述拼接好的多段桥梁单元a的上表面处的纤维织物及材料增强层30为纤维织物及混凝土基材料增强层，所述拼接好的多段桥梁单元a的下表面处的纤维织物及材料增强层30为纤维织物及树脂复合增强层。

更具体地，本申请中所采用的树脂基材料、发泡基材料及水泥基材料，的性能如下：

树脂基材料：力学性能优异、抗压强度一般、挠度较高、密度1.5-1.8吨/m³、可以做到b1级阻燃不能实现a级不燃。

水泥基材料：力学性能一般、抗压强度优异、密度2.7吨/m³、本身是无机材料可以实现a级不燃。

发泡基材料：力学性功能差、在一定厚度情况下可以提高构件刚性、密度0.04-0.1吨/m³、有良好的保温特性、可以做到b1级阻燃不能实现a级不燃。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。