一种具有两级轨道框架结构的3d打印装置的制造方法_3

文档序号:10290858阅读:来源:国知局
轨道横梁20因尺寸较大而导致的弯曲变形,使得打印头33运行稳定,以确保横截面层y轴方向的打印质量。
[0038]类似的,如图9所示,一级轨道框架10的滑道一1a上部也设置有结构及组成与格构式支撑框架一 40相似的格构式支撑框架二 60,格构式支撑框架二 60的对称轴ax ’与滑道一1a的纵轴线重合,格构式支撑框架二60由至少四个框架单元依次连接而成,其中,沿对称轴ax ’对称的两个框架单元A中,中心翼缘60a和相邻两根腹杆60b之间连接有斜杆60c,上述两个框架单元A通过侧翼缘60d与滑道一 1a的两端连接,由此形成位于两侧的框架单元B,上述中心翼缘60a与侧翼缘60d构成连续的折线或弧线。由于格构式支撑框架二 60覆盖滑道一 1a全长,且中心翼缘60a和侧翼缘60d构成的连续折线或弧线与滑道一 1a的弧形挠度曲线形状吻合较好,因此,能够避免滑道一 1a因尺寸较大而导致的弯曲变形,保证了滑道一 1a的平稳和畅通,以确保横截面层X轴方向的打印质量。
[0039]较佳的,如图7和图8所示,上述格构式支撑框架一40中各杆件之间均为铰接,轨道横梁20上固接有若干转接板一 50,格构式支撑框架一 40通过转接板一 50与轨道横梁20铰接;类似的,格构式支撑框架二40中各杆件之间也均为铰接,格构式支撑框架二60与固接于滑道一1a的转接板二(图中未示出)铰接,上述转接板的设置使得格构式支撑框架一40与轨道横梁20、格构式支撑框架二 40与滑道一 1a的连接更方便操作,而且对一级轨道框架10和轨道横梁20的结构损伤更小。
[0040]实施例二:结合图1、图2、图10和图11说明本实用新型的一种具有两级轨道框架结构的3D打印装置,与实施例一不同的是,3D打印装置还包括爬升装置70,一级轨道框架10底部连接有若干竖杆12,实施例一所述的3D打印装置通过上述竖杆12与爬升装置70的顶端刚性连接,竖杆12不但是3D打印装置与爬升装置70的连接构件,而且还调整了两者的间距,以保证3D打印装置与作业面适当的工作距离。前文所述刚性连接为焊接、螺栓连接等,本实施例优选螺栓连接,可实现3D打印装置与爬升装置70的快速组装及拆卸。
[0041]请参考图10和图11,本实施例的爬升装置70是由两组围合在已打印建筑体I的外立面,且在竖直方向上通过液压顶升机构73连接的框架式连系梁构成的一个整体框架结构,每组框架式连系梁均通过若干附着装置固定于已打印建筑体I的外立面。为描述方便,下文将位于上方的框架式连系梁称为框架式连系梁一 71,位于下方的框架式连系梁称为框架式连系梁二 72。两组框架式连系梁71、72通过附着装置固定在已打印建筑体I的外立面,从而为固定于爬升装置70上方的如实施例一所描述的3D打印装置提供稳定的支撑。上述液压顶升机构73包括液压油缸一及其驱动单元一,液压油缸一的缸体固定在框架式连系梁二72上,其活塞连接在框架式连系梁一71上,且缸体和活塞具有适当的长度,以保证伸长状态的长度能够满足3D打印装置的作业要求,所述驱动单元一与动力控制系统通信连接,动力控制系统能够向驱动单元一发送控制指令并同步控制液压油缸一的顶升和下降,使得框架式连系梁一 71能够以框架式连系梁二 72为基础逐步相对于已打印建筑体I沿z轴方向爬升或下降,进而带动3D打印装置爬升或下降。
[0042]上述附着装置包括横向液压机构74和扩展板75,横向液压机构74包括液压油缸二及其驱动单元二,液压油缸二的一端铰接在框架式连系梁上,其另一端与扩展板75固接后抵靠在已打印建筑体I的外立面,上述驱动单元二与动力控制系统通信连接,能够同步控制连接在同一框架式连系梁上的液压油缸二的伸长和收缩,进而使得框架式连系梁附着或脱离已打印建筑体I的外立面。上述横向液压机构74的数量可以根据建筑物体量的大小,及保证3D打印装置稳定性的前提下进行相应设置。扩展板75的设置,使得横向液压机构74与已打印建筑体I外立面的接触面积增大,且接触均匀,两者之间具有足够的摩擦力,既保证扩展板7 5在已打印建筑体I墙体上的附着可靠有效,又能够避免横向液压机构7 4的端部对已打印建筑体I墙体的破坏。
[0043]在施工过程中,当横向液压机构74全部为伸长状态时,液压力对扩展板75施加压力而使扩展板75与已打印建筑体I的墙体之间产生摩擦力,通过摩擦力使两组框架式连系梁71、72均稳定附着在已打印建筑体I外立面上,从而实现两组框架式连系梁71、72的定位,若此时液压顶升机构73为收缩状态,则同步收缩连接在框架式连系梁一 71上的横向液压机构74,使得框架式连系梁一 71脱离已打印建筑体I的外立面,同步顶升液压顶升机构73,将框架式连系梁一 71顶升至设定的高度,控制连接在框架式连系梁一 71上的横向液压机构74伸长,使得框架式连系梁一 71能够稳定附着在已打印建筑体I的外立面,然后,使连接在框架式连系梁二 72上的横向液压机构74收缩,使框架式连系梁二 72脱离已打印建筑体I的外立面,框架式连系梁二 72在液压顶升机构73的带动下向上提升至一定高度后,控制连接在框架式连系梁二 72上的横向液压机构74伸长,使得框架式连系梁二 72稳定附着在已打印建筑体I的外立面,如此往复,通过控制两组框架式连系梁71、72的交替爬升,使爬升装置70相对于已打印建筑体I沿z轴方向逐步爬升,并配合3D打印装置实现建筑体各横截面层自下向上的逐层打印施工。综上所述,爬升装置70框架式连系梁之间的液压顶升机构73在动力控制系统的控制下进行伸缩运动,使得框架式连系梁能够带动3D打印装置逐步地相对于已打印建筑体I沿z轴向上移动,进而使得上述3D打印装置在自动化爬升的同时完成建筑体各横截面层自下向上的逐层打印施工;而且,它能够通过自动控制爬升装置70框架式连系梁的交替爬升来实现3D打印装置的连续稳定爬升,以适应不同的建筑高度,爬升过程无需人工敷设导轨段,不但减轻了施工人员的劳动强度,而且避免了导轨段的安装对建筑体墙体的破坏,在保证施工安全可靠的同时还提高了工作效率。
[0044]下面结合图1?图11说明本实用新型的3D打印装置的工作过程,具体步骤如下:
[0045]SlO1:安装所述3D打印装置,使一级轨道框架10稳定支撑于待打印建筑体的地坪,打印头33位于地坪上方适当高度,并位于初始位置;
[0046]S102:通过动力控制系统向3D打印装置发送控制指令,使打印头33沿打印头横梁32移动,同时喷出建筑物料,打印头33每打印一行,打印头横梁32沿二级轨道框架31移动一设定距离,如此循环往复,逐步完成当前二级轨道框架31所覆盖区域的打印施工;
[0047]S103:当二级轨道框架31所覆盖区域打印结束后,使二级轨道机构30沿轨道横梁20水平移动一设定距离,进行下一覆盖区域的打印施工,二级轨道机构30每打印一行,二级轨道机构30沿一级轨道框架10移动一设定距离,如此循环往复,逐步完成一级轨道框架10所覆盖区域的打印施工;
[0048]S104:待建筑体当前横截面层打印结束后,将一级轨道框架10向上移动一设定距离,使得3D打印装置顶升至建筑体上一层待打印横截面层所在的高度;
[0049]S105:反复上述步骤S102至S104,自下向上逐层打印各横截面层直至完成建筑物整体的打印施工。
[0050]综上所述,首先,通过控制打印头33在二级轨道框架31所覆盖区域进行逐行打印,再通过二级轨道机构30沿轨道横梁20的相对运动,及二级轨道机构30沿一级轨道框架10的相对运动,完成当前横截面层的打印施工,待当前横截面层打印完成后,将3D打印装置顶升至建筑体上一层待打印横截面层所在的高度,并再次控制打印头33在当前横截面层逐行打印,如此循环往复,使3D打印装置逐层顶升,实
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