一种建筑用3D打印机的制作方法

本发明涉及建筑工程3D打印设备技术领域，尤其涉及一种用于建筑类的3D打印机。

背景技术：

目前，国内外大型建筑用3D打印机的Z轴控制机构一般有以下几种情况，送料钢管随着Z轴提升而整体提升，但是采用该种方式设计的3D打印机需要的工作空间较大，必须给不断升高的送料管留出富余空间，随着送料钢管不断被提升，3D打印机重心上移，为了保证打印机不侧倾需要增加框架材料的成本；还有一种整体横梁随着Z轴移动，此类3D打印机需要在横梁的两侧增加提升机构，这样增加了3D打印机成本，而且后期维护费用也很高。

因此，如何提出一种工程建筑中应用的3D打印机，能够解决现有技术中大型3D打印机占用空间大、结构复杂、重量大且不易维护，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种建筑用3D打印机，能够解决现有技术中大型建筑用3D打印机占用空间大、结构复杂、重量大且不易维护的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种建筑用3D打印机，包括X轴机构、Y轴机构和Z轴成型机构，Z轴成型机构包括Z轴驱动机构、提升部件以及伸缩机构；

X轴机构和Y轴机构用于驱动Z轴成型机构沿X轴和Y轴方向移动。

所述驱动机构置于所述伸缩机构的固定端上；

所述提升部件一端与所述驱动机构连接，另一端与所述伸缩机构的活动端连接，用于提升所述伸缩机构；

所述伸缩机构上设有出料管。

进一步的，所述伸缩机构包括不少于两个的伸缩节。

进一步的，所述伸缩机构包括第一伸缩节、第二伸缩节以及第三伸缩节，所述第一伸缩节套接在所述第二伸缩节外侧，所述第二伸缩节套接在所述第三伸缩节的外侧。

进一步的，所述第一伸缩节上设有第一轨道，所述第二伸缩节上设有第一滑块，所述第一滑块与所述第一轨道相适配；

所述第二伸缩节上设有第二轨道，所述第三伸缩节上设有第二滑块，所述第二滑块与所述第二轨道相适配。

进一步的，所述第一伸缩节上设有第一限位块和第二限位块，所述第一限位块设于所述第一伸缩节的上端，所述第二限位块设于所述第一伸缩节的下端；

所述第二伸缩节上设有第三限位块和第四限位块，所述第三限位块设于所述第二伸缩节的上端，所述第四限位块设于所述第二轨道的下端。

进一步的，所述第一滑块设于所述第一限位块与所述第二限位块之间，所述第二滑块设于所述第三限位块与所述第四限位块之间。

进一步的，所述第三伸缩节上设有封板，所述出料管固定在所述封板上，所述提升部件与所述封板连接。

进一步的，所述驱动机构为电机，所述提升部件为链条，所述驱动机构上设有与所述提升部件相适配的驱动轮。

进一步的，所述封板上固定有定滑轮，所述提升部件与定滑轮相适配，所述驱动机构驱动提升部件用于提升封板。

进一步的，所述第一伸缩节、第二伸缩节以及第三伸缩节为筒状结构。

进一步的，所述第一伸缩节、第二伸缩节以及第三伸缩节分别包括不少于三根杆体，所述第一轨道固定在所述第一伸缩节的杆体上，所述第二轨道固定在所述第二伸缩节的杆体上。

本发明有益效果：

本发明通过采用驱动机构、提升部件以及伸缩机构来完成对出料管在Z轴上的提升和释放，实现了简化大型建筑用3D打印机的机构，使得大型建筑用3D打印机的施工空间大大减小，此外，由于本发明仅通过驱动机构、提升部件以及伸缩机构完成作业，大大减小了大型建筑用3D打印机的整体重量，伸缩机构在垂直方向能够伸缩，进而降低了该3D打印机对空间高度的要求，减少了不必要的提升机构，同时建筑用3D打印机高度上相对降低，易于运输。

附图说明

图1是本发明提供的建筑用3D打印机的结构示意图；

图2是图1在A处的放大图；

图3是其他实施例中提升部件的提升示意图。

图中：

1、驱动机构；11、驱动轮；2、提升部件；3、伸缩机构；31、第一伸缩节；311、第一轨道；32、第二伸缩节；321、第二轨道；33、第三伸缩节；4、出料管；51、第一滑块；52、第二滑块；61、第一限位块；62、第二限位块；63、第三限位块；64、第四限位块；7、封板。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本发明提供了一种建筑用3D打印机，仅通过驱动机构、提升部件以及伸缩机构就能完成大型3D打印机的出料管在Z轴方向的移动，结构简单，对空间要求较低，减少了不必要提升机构，易于运输，在室内、室外都取得了很好的应用效果。

如图1-图2所示，该建筑用3D打印机包括X轴机构、Y轴机构和Z轴成型机构，Z轴成型机构包括Z轴驱动机构1、提升部件2以及伸缩机构3；驱动机构1置于伸缩机构3的固定端上；提升部件2一端与驱动机构1连接，另一端与伸缩机构3的活动端连接，用于提升伸缩机构3；伸缩机构3上设有出料管4。其中，驱动机构1为电机，驱动机构1上设有驱动轮11，用于与提升部件2啮合；出料管4的上端连接送料软管，下端作为出料口使用，由于出料管4为建筑用3D打印机常见部件，本实施例中不再赘述。

X轴机构、Y轴机构和Z轴成型机构分别固定在机架上，其中，X轴机构、Y轴机构用于驱动Z轴成型机构沿X轴和Y轴方向移动。

伸缩机构3包括不少于两个的伸缩节，在大型建筑用3D打印机实际施工时，可根据实际作业的情况设计不同数量的伸缩节，以满足不同的施工、作业场合，在本实施例中伸缩机构包括三个伸缩节，包括第一伸缩节31、第二伸缩节32以及第三伸缩节33，第一伸缩节31、第二伸缩节32以及第三伸缩节33自上而下依次连接，第一伸缩节31、第二伸缩节32以及第三伸缩节33为筒状，第一伸缩节31的内径大于第二伸缩节32的外径，第二伸缩节32的内径大于第三伸缩节33的外径，在其他实施例中，也可以采用第一伸缩节31的外径小于第二伸缩节32的内径，第二伸缩节32的外径大于第三伸缩节33的内径，为了保证大型建筑用3D打印机的稳定性以及强度要求，本实施例采用第一伸缩节31的内径大于第二伸缩节32的外径，第二伸缩节32的内径大于第三伸缩节33的外径的方式设置，且第一伸缩节31套接在第二伸缩节32外侧，第二伸缩节32套接在第三伸缩节33的外侧。

第一伸缩节31上设有第一轨道311，第二伸缩节32上设有第一滑块51，第一滑块51与第一轨道311相适配且沿第一轨道311滑行，当第一滑块51沿第一轨道311滑行时，第二伸缩节32沿第一轨道311被提升时，第一轨道311对第二伸缩节32的提升有导向作用，通过第一滑块51沿第一轨道311滑行，使得第二伸缩节32可以顺畅地提升。

第二伸缩节32上设有第二轨道321，第三伸缩节33上设有第二滑块52，第二滑块52与第二轨道321相适配且沿第二轨道321滑行，当第二滑块52沿第二轨道311滑行时，第三伸缩节33沿第二轨道321被提升时，第二轨道311对第三伸缩节32的提升有导向作用，通过第二滑块52沿第二轨道321滑行，使得第三伸缩节33可以顺畅地提升。

第一轨道311与第二轨道321分别置于第一伸缩节31及第二伸缩节32上，且第一轨道311与第二轨道321均处于竖直状态，保证了整个伸缩机构3进行伸缩时的直线性。

第一伸缩节31上设有第一限位块61和第二限位块62，第一限位块61设于第一伸缩节31的上端，第二限位块62设于第一伸缩节31的下端，其中，上述第一滑块51置于第一限位块61与第二限位块62之间，且第一滑块51只能在第一限位块61与第二限位块62之间滑行，第一限位块61与第二限位块62对第一滑块51有限位作用，当第一限位块51向上移动时，不能超过第一限位块61的位置而向上运动，当第一限位块51向下移动时，第二限位块62不但能限制第一滑块51的行程，还能够防止第一滑块51脱离第一轨道311，避免了第二伸缩节32与第三伸缩节33从第一伸缩节31上掉落的危险，此外，通过第一滑块51在第一限位块61与第二限位块62之间滑行，保证了第二伸缩节32与第一伸缩节31进行滑接时的稳定性。

本实施例中，第一滑块51和第二滑块52分别设置两个，相应地，第一滑轨311与第二滑轨321也分别设置两个，以保证第二伸缩节32能够与第一伸缩节31实现更好地滑接以及第三伸缩节33能够与第二伸缩节32更好地滑接。

第二伸缩节32上设有第三限位块63和第四限位块64，第三限位块63设于第二伸缩节32的上端，第四限位块64设于第二轨道32的下端。其中，上述第二滑块52置于第三限位块63与第四限位块64之间，且第二滑块52只能在第三限位块63与第四限位块64之间滑行，第三限位块63与第四限位块64对第二滑块52有限位作用，当第二限位块52向上移动时，不能超过第三限位块63的位置而向上运动，当第二限位块52向下移动时，第四限位块64不但能限制第二滑块52的行程，还能够防止第二滑块52脱离第二轨道321，避免了第三伸缩节33从第二伸缩节32上掉落的危险，此外，通过第二滑块52在第三限位块62与第四限位块63之间滑行，保证了第三伸缩节33与第二伸缩节32进行滑接时的稳定性。

第三伸缩节33底面上设有封板7，出料管4固定在封板7上，提升部件2与封板7连接。

在本实施例中，提升部件2为链条，驱动轮11为链轮，提升部件2与封板7固定连接。驱动机构1通过轴上的驱动轮11卷动链条，出料管4与封板7固定连接，封板7与提升部件2固定连接，当驱动机构1驱动与提升部件2啮合的驱动轮11时，通过提升部件2与驱动轮11啮合转动，从而提升与提升部件2固定连接的封板7及固定在封板7上的出料管。其中链条一端固定连接封板，另一端悬空或连接有配重块。当封板7被提升部件2提升时，第三伸缩节33上的第二滑块52与第四限位块64分开并沿第二轨道321向上运动，同时，提升部件2在驱动机构1的驱动下，不断与驱动轮11啮合，使得提升部件2与封板7连接的一端不断升高，并带动封板7以及第三伸缩节33不断向上提升，当第二滑块52向上运动至与第三限位块63接触时，第二滑块停止运动；随着提升部件2与驱动机构1上的驱动轮11不断啮合传动，提升部件2与封板7连接的一侧不断缩短，提升部件2一直对封板7进行提升，当第二滑块52与第三限位块63接触后，第二滑块52通过第三限位块63对第二伸缩节32进行推动，第一滑块51与第二限位块62分离，并沿第一轨道311向上运动，同时，提升部件2与封板7连接的一侧不断缩短，当第一滑块51运动至与第一限位块61接触时，停止运动，此时，出料管4运动至最高点。

当释放出料管4时，驱动机构1反转，提升部件2与封板7连接的一侧不断被释放并伸长，封板7对第三伸缩节33的提升力也被释放，封板7以及伸缩机构3在自身重力的作用下向下运动，从而使得第二滑块52与第三限位块63分离而沿第二轨道321向下运动，当第二滑块52与第四限位块64接触时，第二滑块52在自身重力以及第三伸缩节33的拉力作用下对第四限位块64产生向下的拉力，使得第四限位块64带动第二伸缩节32上的第一滑块51沿第一轨道311向下运动，当第一滑块51与第一限位块61接触后，出料管4下降至最低点，伸缩机构3被完全释放。

在其他实施例中封板7上固定有定滑轮，提升部件2与动滑轮相适配，且提升部件2的两端分别固定在机架上，参考图3，驱动机构1驱动提升部件2，用于提升封板7，其中，提升部件2可以为链条也可以为传送带机构，驱动机构1上设置与提升部件2相适配的驱动轮11，驱动轮11为与链条相适配的链轮，还可以为与同步带相适配的带轮，驱动机构1驱动提升部件2并提升封板7，完成伸缩机构3的上升和叠套。封板7上设置动滑轮，提升部件2与动滑轮相适配以提升封板7，进而使得伸缩机构3叠套并完成出料管4的上升，提高了驱动机构1的工作效率，同时降低了驱动机构1的工作成本。封板7上设有与提升部件2相适配的定滑轮时，出料管4的提升过程与封板7与提升部件2固定连接时的提升过程的原理相同，不再赘述。

本实施例提供的建筑用3D打印机一般应用于800mm×800mm×800mm以上的建筑类打印机、工艺景观类3D打印机等，打印材料包括各种塑料、渣土、高标号混凝土等。

实施例二

在本实施例中，第一伸缩节31、第二伸缩节32以及第三伸缩节33分别包括不少于三根杆体，第一轨道311固定在第一缩节31的杆体上，第二轨道321固定在第二缩节32的杆体上，且第一轨道311与第二轨道321均处于竖直状态，保证了整个伸缩机构3进行伸缩时的直线性。本实施第一伸缩节31、第二伸缩节32以及第三伸缩节33均采用杆体结构，使得大型建筑用3D打印机的整体的重量较小，更有易于运输和携带，此外，容易观察打印机上各部件的运行情况，便于对打印机的维护及检修工作。

注意，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。