一种3D打印墙体及其拼接方法与流程

本发明涉及3D打印建筑制造领域，尤其涉及一种3D打印墙体及其拼接方法。

背景技术：

随着大规模的城市建设和工业发展，建筑材料的使用逐年大幅增加。建筑材料工业的高能耗、高物耗、高污染，增加了资源的消耗，并对环境造成了污染。

传统的墙体多是采用空心砖或混凝土砌块，这需要大量的劳动力将空心砖或混凝土砌块逐块砌筑，这种方式施工强度高、效率低下。

3D打印墙体可以很好的替代传统砌筑方式制作的墙体，但3D打印的墙体需要多个子墙体拼接而成，打印而成的子墙体之间如何拼接，成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种3D打印墙体及其拼接方法，解决现有技术中如何拼接墙体的问题。

为解决上述问题，本发明公开了如下第一技术方案：一种3D打印墙体，该3D打印墙体包括采用3D打印技术制成的第一墙体组件和第二墙体组件，所述3D打印墙体还包括采用3D打印技术制成的嵌缝板；

所述第一墙体组件连接所述嵌缝板；

所述嵌缝板连接所述第二墙体组件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一墙体组件和所述第二墙体组件均包括：第一墙壳、第二墙壳和支撑肋；

所述第一墙壳和所述第二墙壳平行设置；

所述支撑肋设置在所述第一墙壳和所述第二墙壳之间；

所述支撑肋与所述第一墙壳和所述第二墙壳连接；

所述第一墙壳和所述第二墙壳上连接有所述嵌缝板。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一墙壳和所述第二墙壳均包括：墙壳外表面、墙壳内表面和墙壳侧表面；

所述墙壳内表面与所述支撑肋连接；

所述墙壳外表面与所述墙壳内表面相对；

所述墙壳侧表面分别与所述墙壳外表面和所述墙壳内表面相邻且相交；

所述嵌缝板与所述墙壳外表面或所述墙壳内表面连接；

所述嵌缝板与所述墙壳侧表面连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述嵌缝板包括内组件和侧组件；

所述内组件与所述侧组件连接；

所述内组件与所述墙壳外表面或所述墙壳内表面连接；

所述侧组件与所述墙壳侧表面连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内组件的截面呈长方形或L形；

所述侧组件的截面呈长方形。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一墙体组件的高度和所述第二墙体组件的高度相等。

作为上述技术方案的进一步改进，所述嵌缝板的高度与所述第一墙体组件和第二墙体组件的高度相等。

本发明还公开了如下第二技术方案：一种3D打印墙体的拼接方法，该3D打印墙体包括采用3D打印技术制成的第一墙体组件和第二墙体组件,包括如下步骤：

通过采用3D打印技术制成嵌缝板；

在所述嵌缝板上涂覆密封胶；

所述第一墙体组件和所述第二墙体组件通过所述密封胶与所述嵌缝板连接；

所述第一墙体组件和所述第二墙体组件通过所述嵌缝板拼接形成拼接空间；

在所述第一墙体组件、所述第二墙体组件以及所述拼接空间内浇筑混凝土，形成3D打印墙体。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述拼接空间内设置有钢筋网片。

作为上述技术方案的进一步改进，所述钢筋网片呈网状结构，由若干根的横筋和纵筋交叉焊接构成。

本发明的有益效果是:通过本发明解决了墙体的拼接问题，本发明拼接方法操作简单，拼接后的墙体稳定好、可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面参照附图结合具体实施例对本发明做进一步的描述。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中一种3D打印墙体的第一墙体组件和第二墙体组件平行拼接的结构示意图；

图2为图1的一种3D打印墙体的俯视图；

图3为图1中第一墙体组件的结构示意图；

图4为图3中第一墙体组件的俯视图；

图5为图1中第二墙体组件的示意图；

图6为图5中第二墙体组件的俯视图；

图7为图1中嵌缝板的示意图；

图8为本发明实施例中一种钢筋网片的示意图；

图9为本发明实施例中一种3D打印墙体的第一墙体组件和第二墙体组件垂直拼接的俯视图；

图10为图9中第一墙体组件的俯视图；

图11为图9中第二墙体组件的俯视图；

图12为图9中嵌缝板的示意图。

图例说明

100-3D打印墙体；10-第一墙体组件；11-第二墙体组件；12-嵌缝板；13-钢筋网片；21-第一墙壳；22-第二墙壳；23-支撑肋；31-墙壳外表面；32-墙壳内表面；33-墙壳侧表面；41-内组件；42-侧组件；51-钢筋。

具体实施方式

下面将参照示出了本发明实施例的附图，在下文中更加充分地描述本发明。但是，本发明可以多种不同的形式出现，而不应该被解释为限于这里所阐述的实施例，通过实施例，本发明变得更加完整；相反，以示例性方式提供的这些实施例使得本公开将本发明的范围传达给本技术领域技术人员。此外，相同的数字始终表示相同或者类似的元件或者部件。

在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“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、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所述使用的术语仅为描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明。

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步的描述，但发明并不限于这些实施例。

实施例1

3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或者塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印通常是靠3D打印机进行打印来实现，随着3D打印技术的发展，3D打印在建筑领域也有广泛的应用。

3D打印出的墙体就是3D打印技术的一种应用。为了便于运输、施工等原因，都预先通过3D打印机打印出墙体子部件，再通过一种拼接方法将墙体组件拼接在一起。

如图1所示，为按照本发明所述方法拼接的3D打印墙体100的示意图。下面结合图1对本发明进行说明。

本发明提供一种3D打印墙体100，该3D打印墙体100包括采用3D打印技术制成的第一墙体组件10和第二墙体组件11，

3D打印墙体100还包括嵌缝板12；

第一墙体组件10和第二墙体组件11通过嵌缝板12连接。

3D打印墙体100的拼接方法，包括如下步骤：

通过采用3D打印技术制成嵌缝板12；

在嵌缝板12两侧涂覆密封胶；

将第一墙体组件10和第二墙体组件11通过密封胶连接在嵌缝板12的两侧；

第一墙体组件10和第二墙体组件11通过嵌缝板12拼接形成拼接空间；

在拼接空间内放入钢筋网片13；

如图2所示，在第一墙体组件10、第二墙体组件11以及拼接空间内浇筑混凝土，形成3D打印墙体100。

如图3所示，为一种第一墙体组件10的示意图。

3D打印制成的第一墙体组件10包括：采用3D打印一体成型的第一墙壳21、第二墙壳22和支撑肋23。第一墙壳21与第二墙壳22平行设置，第一墙壳21和第二墙壳22通过支撑肋23连接。第一墙壳21和第二墙壳22之间的距离，由支撑肋23的长度和连接角度控制。其中，第一墙壳21与第二墙壳22可以设置为相同的厚度。

如图4所示，第一墙壳21和第二墙壳22均包括有墙壳外表面31、墙壳内表面32和墙壳侧表面33，第一墙壳21和第二墙壳22的墙壳内表面32与支撑肋23连接，墙壳侧表面33是与墙壳内表面32相邻且相交的一个面。

为了保证第一墙体组件10结构强度，用于连接第一墙壳21和第二墙壳22的支撑肋23有两个或者多个。在本实施例中，具体使用两个支撑肋23。在图4中，2个支撑肋23等长，且相交于第一墙壳21上，两支撑肋23相交的角度可以设置为60°。但并不以此为限，在其他具体实施例中，可以根据具体的需要，支撑肋23的数量、尺寸及其设置方式也可以作出相应的改变。

其中，第一墙壳21与第二墙壳22高度相等，同时，支撑肋23的高度与第一墙壳21和第二墙壳22高度也相等。

在本文中，高度是指：3D打印墙体100垂直于水平面放置时，第一墙壳21、第二墙壳22及其他组件在竖直方向上的尺寸。

如图4所示，在支撑肋23上连接有钢筋51。相应的，可以在支撑肋23上设置有圆孔，具体的，可以通过3D打印直接成型。本实施例中，在支撑肋23连接有2根钢筋51，所选的钢筋51的直径为12mm，钢筋51平行于第一墙壳21和第二墙壳22。具体的，2根钢筋51所处的平面也与第一墙壳21和第二墙壳22平行。在其它具体实施例，可以根据具体的需要，钢筋51的数量、尺寸及其设置方式也可以作出相应的改变。

钢筋51通过圆孔与支撑肋23连接，之后在锚固在第一墙壳21和第二墙壳22之间。第一墙体组件10上连接的钢筋51水平延伸至第一墙壳21和第二墙壳22之外。钢筋51延伸出第一墙壳21和第二墙壳22的部分，用于在和第二墙体组件11拼接后，增强拉结强度。

钢筋51锚固后，增强混凝土与钢筋51的连接，使墙体更加牢固，使钢筋51和混凝土两者协同工作，承受来自各种载荷产生的压力、拉力等。

如图5所示，为一种第二墙体组件11的示意图。

第二墙体组件11的组成与第一墙体组件10相同，3D打印制成的第二墙体组件11包括：采用3D打印一体成型的第一墙壳21、第二墙壳22和支撑肋23。第一墙壳21与第二墙壳22平行设置，第一墙壳21和第二墙壳22通过支撑肋23连接。第一墙壳21和第二墙壳22之间的距离，由支撑肋23的长度和连接角度控制。

第一墙壳21和第二墙壳22均包括有墙壳内表面32和墙壳侧表面33，如图6，墙壳内表面32与支撑肋23连接，墙壳侧表面33是余墙壳内表面32相邻且相交的一个面。

为了保证第一墙体结构强度，用于连接的支撑肋23有多个。本实施例，参照第一墙体组件10，也使用2个支撑肋23。如图6，2个支撑肋23等长，且相交于第一墙壳21上，两支撑肋23相交的角度可以设置为60°。但并不以此为限，在其他具体实施例中，可以根据具体的需要，支撑肋23的数量、尺寸及其设置方式也可以作出相应的改变。

其中，第一墙壳21与第二墙壳22高度相等，同时，支撑肋23的高度与第一墙壳21和第二墙壳22高度也相等。

如图6，在支撑肋23连接有钢筋51。可以在支撑肋23上设置有圆孔，具体的，可以通过3D打印直接成型。本实施例中，在第二墙体组件11的支撑肋23上也连接有2根钢筋51，所选的钢筋51的直径为12mm，钢筋51平行于第一墙壳21和第二墙壳22。具体的，2根钢筋51所处的平面也与第一墙壳21和第二墙壳22平行。在其它具体实施例，可以根据具体的需要，钢筋51的数量、尺寸及其设置方式也可以作出相应的改变。

钢筋51通过圆孔与支撑肋23连接，之后在锚固在第一墙壳21和第二墙壳22之间。第二墙体组件11上连接的钢筋51，也水平延伸至第一墙壳21和第二墙壳22的之外。钢筋51延伸出第一墙壳21和第二墙壳22的部分，用于在和第一墙体组件10拼接后，增强拉结强度。

具体的，与第一墙体组件10相比，第二墙体组件11上钢筋51的位置与第一墙体组件10上钢筋51位置不同。当第一墙体组件10和第二墙体组件11拼接时，就不因为两者上钢筋51的位置而影响拼接。同时，第一墙体组件10和第二墙组件11体拼接后，会形成拼接空间，两者上连接的钢筋51都延伸至拼接空间内。之后会在拼接空间内浇筑混凝土，第一墙体组件10和第二墙体组件11的钢筋51与混凝土锚固后，因为两者上的钢筋51处于不同的平面，可以更有效的增加拼接后3D打印墙体100的牢固性。

具体的实施例中，在采用3D打印技术制成第一墙体组件10和第二墙体组件11的第一墙壳21和第二墙壳22时，可以在墙壳内表面32形成凹凸纹路。通过凹凸的纹路，在浇筑混凝土后，增加混凝土与第一墙体组件10和第二墙体组件11的连接强度，相比于平滑的表面，混凝土与墙壳内表面32的接触面积增大，有效的提高了结合强度。

为了使第一墙体组件10和第二墙体组件11拼接，还需要有嵌缝板12。嵌缝板12连接在第一墙体组件10和第二墙体组件11之间。

如图7所示，为一种嵌缝板12的示意图。

嵌缝板12通过3D打印制成。嵌缝板12包括有内组件41和侧组件42，内组件41和侧组件42连接，具体的，嵌缝板12的内组件41和侧组件42可以通过3D打印一体成型。一并参阅图2、图4、图6和图7，内组件41与墙壳内表面32连接，侧组件42与墙壳侧表面33连接。

如图7所示，内组件41的截面呈长方形，侧组件42的截面呈长方形。内组件41和侧组件42组合后形成嵌缝板12，具体的，嵌缝板12可以选择采用对称结构，制作时更加方便。

为了保证嵌缝板12与第一墙体组件10和第二墙体组件11连接的强度，嵌缝板12与第一墙体组件10和第二墙体组件11要充分接触并连接在一起，所以，嵌缝板12与第一墙体组件10和第二墙体组件11高度相同。其中，第一墙体组件10与第二墙体组件11的高度也相同。

嵌缝板12与第一墙体组件10和第二墙体组件11的连接，具体的，通过密封胶连接在一起。

上述的第一墙体组件10第二墙体组件11相互平行设置，具体的，第一墙体组件10的第一墙壳21和第二墙体组件11的第一墙壳21处于同一个平面，第二墙体组件11的第二墙壳22和第二墙体组件11的第二墙壳22处于同一个平面。

在另一个实施例中，如图9所示，第一墙体组件10和第二墙体组件11相互垂直设置。

一并参阅图10和图11，第一墙壳21比第二墙壳22长。

参见图12，为一种嵌缝板12的示意图。为了配合与第一墙体组件10和第二墙体组件11连接，内组件41的截面呈L形，侧组件的截面呈长方形。

第一墙体组件10和第二墙体组件11通过2个嵌缝板12连接在一起。参阅图9、图10、图11和图12，第一墙壳21的墙壳外表面31与嵌缝板12的内组件41连接，第二墙壳22的墙壳内表面32与嵌缝板12的内组件41连接，第一墙壳21和第二墙壳22的墙壳侧表面33与嵌缝板12的侧组件42连接。

3D打印墙体100的拼接方法，具体包括如下步骤：

a、预先通过3D打印技术制成第一墙体组件10、第二墙体组件11和2个嵌缝板12。

b、在2个嵌缝板12上涂覆密封胶。

具体为，在嵌缝板12的内组件41和侧组件42与第一墙体组件10和第二墙体组件11连接处涂覆密封胶。

c、嵌缝板12与第一墙体组件10连接：一个嵌缝板12的内组件41与第一墙壳21的墙壳内表面32位置相对应，嵌缝板12的侧组件42与第一墙壳21的墙壳侧表面33位置相对应，通过相互挤压使之紧密粘连在一起；另一个嵌缝板12的内组件41与第一墙壳21的墙壳内表面32位置相对应，嵌缝板12的侧组件42与第一墙壳21的墙壳侧表面33位置相对应，通过相互挤压使之紧密粘连在一起。

d、嵌缝板12与第二墙体组件11连接：一个嵌缝板12的内组件41与第一墙壳21的墙壳内表面32位置相对应，嵌缝板12的侧组件42与第一墙壳21的墙壳侧表面33位置相对应，通过相互挤压使之紧密粘连在一起；另一个嵌缝板12的内组件41与第一墙壳21的墙壳内表面32位置相对应，嵌缝板12的侧组件42与第一墙壳21的墙壳侧表面33位置相对应，通过相互挤压使之紧密粘连在一起。

e、插入钢筋网片13：第一墙体组件10和第二墙体组件11通过嵌缝板12连接后，第一墙体组件10和第二墙体组件11之间形成拼接空间，在拼接空间中，竖直插入钢筋网片13，通过钢筋网片13提高墙体的牢固性。根据需要所用的钢筋网片13可以是一个或者多个，如图8为一种钢筋网片13的示意图。混凝土网片呈网状结构，由若干根的横筋和纵筋交叉焊接构成。

f、浇筑混凝土：在第一墙体组件10、第二墙体组件11和拼接空间内浇筑混凝土，这样就形成了3D打印墙体100。

本发明的一种3D打印墙体100及其拼接方法，相对于现有的技术，本发明的操作简单，施工方便，墙体的整体性好。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“具体实施例”等的描述旨在结合该实施例描述的具体特征、结构等特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本发明说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、特点等都可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或者示例以及不同实施例或者示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些都属于本发明的保护范围。