一种具有两级轨道框架结构的3d打印装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种具有两级轨道框架结构的3D打印装置。
【背景技术】
[0002 ]众所周知，3D打印建筑可以充分利用打印智能控制，使建筑一次成型，减少建筑中的材料和工艺损耗，它能够让未来的建筑工人劳动强度大大降低，工作环境大大改善，工作更高效，它还可以做到让建筑能耗大幅度降低，可有效地改善施工粉尘和噪音的影响，避免对环境造成污染。
[0003]虽然，3D打印技术离我们越来越近，早已不再是纸面上的概念，但是，目前的3D打印技术在建筑市场的应用还仅限于住宅建筑、小型场馆等小体量建筑的施工，其原因如下:现有的建筑用3D打印装置体积较小(如全球首批建筑用3D打印装置尺寸:长X宽X高分别为150mX10mX6.6m)，而龙门架式3D打印装置的打印高度又受限，可见，对于大体量建筑物的施工而言，现有的3D打印装置并不适用;实践证明，如果根据施工需要而扩大现有3D打印装置的尺寸，工作效率能够得到明显的提高，但是，打印头运行路线加长，随之而来的弊端是不能兼顾打印精度，无法保证施工质量。
[0004]综上所述，如何克服现有3D打印装置结构及施工方法上的局限性，使其能够适应大体量建筑物的施工，使未来的3D打印技术能够在建筑领域真正得以推广、应用具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0005]针对现有3D打印装置的打印尺度有局限，而尺寸扩大的3D打印装置无法兼顾工作效率和打印精度，不能满足大体量建筑物的施工需要的问题，本实用新型的目的是提供一种具有两级轨道框架结构的3D打印装置，将大体量建筑体当前横截面层划分为多个小面积区域逐块施工，通过设置两级轨道框架结构实现打印头的二次定位，在保证施工效率的同时提高了打印精度。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的一种具有两级轨道框架结构的3D打印装置，包括一闭合的一级轨道框架;设置于所述一级轨道框架内，且两端与所述一级轨道框架滑动配合的至少一根轨道横梁;每根所述轨道横梁上均设有与其滑动配合的二级轨道机构；所述二级轨道机构包括一闭合的二级轨道框架，设置于所述二级轨道框架内且与其滑动配合的至少一根打印头横梁，以及设置于所述打印头横梁上且能够沿所述打印头横梁滑动的至少一个打印头;所述二级轨道框架具有一对对称设置的滑道二，两端设有滑块或滚轮组的所述打印头横梁与所述滑道二滑动配合，使得所述打印头横梁的两端能够沿所述二级轨道框架滑动。
[0007]优选的，所述二级轨道框架还包括支撑架和连接杆，所述支撑架由若干杆件组成，每根所述杆件的一端固定于所述二级轨道框架的转角部，其另一端与所述连接杆的底端刚性连接;所述连接杆的顶端设有滑块或滚轮组，且所述连接杆通过所述滑块或滚轮组与设有滑槽的所述轨道横梁滑动配合，使得所述二级轨道框架能够通过所述连接杆沿所述轨道横梁滑动。
[0008]优选的，所述二级轨道机构还包括打印头连接架，所述打印头连接架包括能够与所述打印头横梁滑动配合的基座，以及与所述基座固定连接的打印头杆;所述打印头通过所述打印头杆连接在所述基座上，所述基座套设在所述打印头横梁上并能够沿所述打印头横梁滑动，从而带动所述打印头沿所述打印头横梁滑动。
[0009]优选的，所述一级轨道框架是由一对平行且对称设置的滑道一，及连接一对所述滑道一的连系梁一构成的闭合框架结构，两端设有滑块或滚轮组的所述轨道横梁与所述滑道一滑动配合，使得所述轨道横梁能够沿所述一级轨道框架滑动。
[0010]优选的，每根所述轨道横梁上部均设置对称的格构式支撑框架一，所述格构式支撑框架一是由型钢、钢管或组合截面杆件连接而成的杆系结构，所述格构式支撑框架一的对称轴与所述轨道横梁的纵轴线重合，且所述格构式支撑框架一的高度从中部到端部逐渐变小。
[0011]优选的，所述格构式支撑框架一由至少四个框架单元依次连接而成，其中，沿对称轴对称的两个框架单元一中，中心翼缘和相邻两根腹杆之间连接有斜杆，两个所述框架单元一通过侧翼缘与所述轨道横梁的两端连接，形成位于两侧的框架单元二，所述中心翼缘与所述侧翼缘构成连续的折线或弧线;所述格构式支撑框架一的各杆件之间均为铰接，所述轨道横梁上固接有若干转接板，所述格构式支撑框架一的杆件与所述转接板铰接。
[0012]优选的，所述滑道一上部设置对称的格构式支撑框架二，所述格构式支撑框架二的对称轴与所述滑道一的纵轴线重合，所述格构式支撑框架二由至少四个框架单元依次连接而成，其中，沿对称轴对称的两个框架单元A中，中心翼缘和相邻两根腹杆之间连接有斜杆，两个所述框架单元A通过侧翼缘与所述滑道一的两端连接，形成位于两侧的框架单元B，所述中心翼缘与侧翼缘构成连续的折线或弧线。
[0013]优选的，还包括连接于所述一级轨道框架底部的爬升装置，所述爬升装置包括两组框架式连系梁，两组所述框架式连系梁通过若干液压顶升机构连接成一个整体框架结构，且每组所述框架式连系梁通过附着装置连接在已打印建筑体的外立面；
[0014]所述液压顶升机构包括液压油缸一及其驱动单元一，所述液压油缸一的缸体和活塞分别固定在两组所述框架式连系梁上，所述驱动单元一能够控制所述液压顶升机构同步顶升或下降，进而带动所述框架式连系梁做相应的运动，使得所述爬升装置能够逐步相对于所述已打印建筑体爬升或下降；
[0015]所述附着装置包括横向液压机构和扩展板，所述横向液压机构包括液压油缸二及其驱动单元二，所述液压油缸二的一端连接在所述框架式连系梁上，所述液压油缸二的另一端固接所述扩展板，且与所述已打印建筑体的外立面相抵，所述驱动单元二能够控制连接在同一框架式连系梁上的所述液压油缸二同步伸长或收缩，进而使得相应的所述框架式连系梁附着或脱离所述已打印建筑体的外立面。
[0016]本实用新型的效果在于:针对目前大体量建筑物的打印施工无法兼顾工作效率及打印精度的问题，本实用新型的具有两级轨道框架结构的3D打印装置由两级轨道框架结构组成;一级轨道框架围合于已打印建筑体外侧并稳定附着于其外壁，轨道横梁设置于一级轨道框架内并与其滑动配合，使得轨道横梁能够在一级轨道框架内沿X轴方向上、下移动；二级轨道机构与轨道横梁滑动配合，使得二级轨道机构能够沿轨道横梁(即y轴方向)左、右移动，进而使得二级轨道机构能够在一级轨道框架所覆盖的平面内自由移动;更进一步，本实用新型在二级轨道机构的二级轨道框架内设置能够与其滑动配合的打印头横梁，用于输出建筑物料的打印头则与打印头横梁滑动配合;打印头首先在二级轨道框架所覆盖的较小范围内自由滑动并实施打印施工，再通过二级轨道机构在一级轨道框架所覆盖的较大范围内的自由滑动实现逐块逐行打印施工，从而使得打印头能够在已打印建筑体当前横截面层内基于xy平面灵活运动并打印建筑物料。可见，本实用新型的3D打印装置设置两级轨道框架结构，将大体量建筑体当前横截面层划分为多个小面积区域逐块施工，通过二级轨道机构实现打印头的二次定位，进而在保证施工效率的同时提高了打印精度。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型一实施例3D打印装置安装于已打印建筑体上的示意图；
[0018]图2为图1的俯视图；
[0019]图3为本实用新型一实施例中二级轨道机构的结构示意图；
[0020]图4为图3的A-A剖面图；
[0021]图5为图4的B-B剖面图；
[0022]图6为本实用新型一实施例格构式支撑框架一安装于轨道横梁上的结构示意图；
[0023]图7为图6的C部分的局部放大图；
[0024]图8为图6的D部分的局部放大图；
[0025]图9