建筑3D打印装置的制作方法

本实用新型属于建筑施工设备领域，尤其涉及一种建筑3D打印装置。

背景技术：

现有的建筑轮廓成型技术，机械手臂中，只有一个砂浆、混凝土喷嘴，用于建筑或打印墙体。在实际的房屋或建筑物建造过程中，还需要：1.加入钢筋，用来增强建筑物的抗拉强度；2.后期保养和墙面找平：需要向砂浆、混凝土浇筑成的墙体上进行喷水操作或墙面上再上一层细腻的砂浆或涂料；3.浇筑梁柱：在梁和柱子的地方，浇灌砂浆或混凝土的时候，需要人为的进行夯实，费时费力；4.预埋水电的线路：在水电线路的位置，预埋管道的话，需要人工后期开槽打孔操作；并且目前的轮廓成型暨3D建筑打印技术，在建筑物内特别是墙体内梁、柱子和楼板钢筋衍架的位置，植入钢筋及组合结构的时候，无法实现自动化作业，仍然需要人吊装操作。

如何将以上人工操作工序实现机械化操作已经成为3D打印技术领域急待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种效率高的、多功能的建筑3D打印装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种建筑3D打印装置，其包括移动龙门以及与所述移动龙门相连的砂浆混凝土喷料装置，还包括发泡剂喷料装置和或混凝土振捣器和或喷淋找平装置。

优选的，建筑3D打印装置还包括焊接装置和或抓取装置。

优选的，发泡剂喷料装置包括发泡枪以及分别与发泡枪相连的发泡剂溶液输送管路和压缩空气输送管路；所述发泡枪与移动龙门架相连；

所述发泡剂溶液输送管路上连接有用于输送发泡剂溶液的定量输液泵、控制管路开/闭的控制阀门以及第一流量计，所述压缩空气输送管路上设置有调压阀、第二控制阀门以及第二流量计。

优选的，混凝土振捣器包括安装基座、设置在安装基座上的控制器、通过软管与控制器相连的振动体，所述振动体内部设置有电机以及与电机相连的振动部。

优选的，喷淋找平装置包括送料仓、混料仓、挤出机以及空压机；送料仓通过输送泵向混料仓内送料；混料仓上设置有供水管路，所述混料仓内部设置有螺旋搅拌器；混料仓的出料口与挤出机相连，所述挤出机的出料口与喷淋头相连，所述喷淋头的输入端分别与挤出机和空压机相连。

优选的，喷淋头包括用于缓冲和混合物料的混合部、与混合部内部相通压缩空气进口和砂浆进料口以及与混合部相通的喷料头；喷料头内部的料道自进料端至出料端内径递减。

优选的，缩空气进口和砂浆进料口上分别设置有物料控制阀；喷淋头的喷料方向可调整。

优选的，混料仓的进料管路和供水管路上分别设置有固体原料输入监控阀和液体原料输入监控阀。

优选的，移动龙门包括主移动支撑底座、两个相对设置在主移动支撑底座上的X向移动部件、两端分别与两个X向移动部件相连的Z向移动部件以及设置在Z向移动部件上的Y向移动部件；所述X向移动部件可在主移动支撑底座上沿X方向移动，所述Z向移动部件可在X向移动部件沿Z方向运动，所述Y向移动部件可在Z向移动部件上沿Y向运动；所述X向移动部件、Z向移动部件以及Y向移动部件的可运动路径相互垂直。

优选的，X向移动部件与主移动支撑底座之间、Z向移动部件与X向移动部件以及Y向移动部件与Z向移动部件之间分别通过直线导轨副相连；直线导轨副分别与相对应的驱动电机相连；移动支撑底座包括两组相互平行的支承件和分别设置在两个支承件上的两个X向导向导轨，X向移动部件包括移动支撑臂，所述移动支撑臂的下端设置有与所述X向导向导轨相匹配的X向移动导轨；所述移动支撑臂侧壁上设置有Z向导向导轨，Z向移动部件包括平移梁、设置在平移梁上的Y向导向导轨和分别设置在平移梁两端的两个Z向移动导轨；所述Z向移动导轨与Z向导向导轨配合滑动；Y向移动部件包括Y向移动导轨，Y向移动导轨与Y向导向导轨配合滑动；砂浆混凝土喷料装置、发泡剂喷料装置、混凝土振捣器、喷淋找平装置、焊接装置和抓取装置通过连接座与Y向移动部件相连。

本实用新型的移动龙门上设有多种建筑3D打印的装置，可以用于建筑过程中的多个环节，实现高效的建筑自动搭建。通过移动龙门分别带动砂浆、砂浆混凝土喷料装置、发泡剂喷料装置、混凝土振捣器、喷淋找平装置、焊接装置和抓取装置进行各个方位的施工作业，其中砂浆、砂浆混凝土喷料装置对主建筑结构进行喷料打印，发泡剂喷料装置对水电管线所在的预留位置使用发泡胶喷料装置进行打印，将预留位置填充发泡剂；在对建筑进行打印的过程中，移动龙门带动抓取装置将钢筋等预应力组件抓取安放到需要预应力支撑的部位，通过焊接装置对钢筋等预应力组件进行焊接固定，然后通过砂浆混凝土喷料装置进行浇筑；浇筑后，移动龙门带动混凝土振捣器对浇筑部位进行夯实，确保混凝土紧密结合；发泡剂喷料装置对水电管线所在的预留位置使用发泡胶喷料装置进行打印；当建筑整体打印完成后，由移动龙门带动喷淋找平装置对整个建筑各个结构面进行喷淋养护和找平，整个施工过程事先设置好各个动作，极大的减少了人工，提高了建造速度，节省了施工成本。

附图说明

图1是本实用新型的发泡剂喷料装置的结构示意图；

图2是本实用新型的混凝土振捣器的结构示意图；

图3是本实用新型的喷淋找平装置的结构示意图；

图4是本实用新型的喷淋头的结构示意图；

图5是本实用新型的移动龙门结构示意图；

图6是本实用新型图6A部放大结构示意图；

图7是本实用新型图6B部放大结构示意图；

图8是本实用新型图6C部放大结构示意图。

在附图中，21控制器、22软管、23电机、24振动部、25安装基座、主电源、31发泡枪、32定量输液泵、33控制阀门、34第一流量计、35调压阀、36第二控制阀门、37第二流量计、4移动支撑底座、41支承件、42X向导向导轨、5X向移动部件、51移动支撑臂、511Z向导向导轨、52X向移动导轨、6Z向移动部件、61平移梁、62Y向导向导轨、63Z向移动导轨、7Y向移动部件、71Y向移动导轨、8送料仓、9混料仓、91供水管路、10挤出机、101喷淋头、102混合部、103喷料头、104压缩空气进口、105砂浆进料口、106外加剂进料口、11空压机、111输气管路。

具体实施方式

以下结合附图1至8给出的实施例，进一步说明本实用新型的具体实施方式。本实用新型不限于以下实施例的描述。

如图1-8所示：一种建筑3D打印装置，其包括移动龙门以及与所述移动龙门相连的砂浆混凝土喷料装置、发泡剂喷料装置、混凝土振捣器、喷淋找平装置、焊接装置和抓取装置。通过移动龙门带动砂浆混凝土喷料装置、发泡剂喷料装置、混凝土振捣器、喷淋找平装置、焊接装置和抓取装置进行各个方位的施工作业；其中砂浆混凝土喷料装置对主建筑结构进行喷料打印，发泡剂喷料装置对水电管线所在的预留位置使用发泡胶喷料装置进行打印，将预留位置填充发泡剂；在对建筑进行打印的过程中，移动龙门带动抓取装置将钢筋等预应力组件抓取安放到需要预应力支撑的部位，通过焊接装置对钢筋等预应力组件进行焊接固定，然后通过砂浆混凝土喷料装置进行浇筑；浇筑后，移动龙门带动混凝土振捣器对浇筑部位进行夯实，确保混凝土紧密结合；发泡剂喷料装置对水电管线所在的预留位置使用发泡胶喷料装置进行打印；当建筑整体打印完成后，由移动龙门带动喷淋找平装置对整个建筑各个结构面进行喷淋养护和找平，整个施工过程事先设置好各个动作，极大的减少了人工，提高了建造速度，节省了施工成本。显然，本实用新型的建筑3D打印装置可以设有砂浆混凝土喷料装置、发泡剂喷料装置、混凝土振捣器、喷淋找平装置、焊接装置和抓取装置中的任意一个或任意多个，即包括砂浆混凝土喷料装置，还包括发泡剂喷料装置和或混凝土振捣器和或喷淋找平装置和或混凝土振捣器和或喷淋找平装置和或焊接装置和或抓取装置。所述抓取装置和焊接装置可采用现有的一些设备。

优选的，移动龙门上设置有两个连接机械手臂，一个连接机械手臂用于连接砂浆混凝土喷料装置，另一个连接机械手臂上可分别连接发泡剂喷料装置、混凝土振捣器、喷淋找平装置、焊接装置和抓取装置中任意一个，在打印工作中，根据需要，将发泡剂喷料装置、混凝土振捣器、喷淋找平装置、焊接装置或抓取装置安装到机械手臂上，完成相应的建筑施工作业。

优选的，发泡剂喷料装置包括发泡枪31以及分别与发泡枪31相连的发泡剂溶液输送管路和压缩空气输送管路；发泡枪31与移动龙门架相连；进一步地，发泡剂溶液输送管路上连接有用于输送发泡剂溶液的定量输液泵32、控制管路开/闭的控制阀门33以及第一流量计34，压缩空气输送管路上设置有调压阀35、第二控制阀门36以及第二流量计37。在对建筑进行打印的过程中，对水电管线所在的预留位置使用发泡胶喷料装置进行打印，将预留位置填充发泡剂，整个建筑打印结束后，仅需要去除发泡剂便可得到水电管线孔，无需另外打孔。

优选的，混凝土振捣器包括安装基座25、设置在安装基座25上的控制器21、通过软管22与控制器21相连的振动体，所述振动体内部设置有电机23以及与电机23相连的振动部24；所述控制器21与主电源相连；整个混凝土振捣器通过安装基座25与移动龙门相连。本实用新型所述混凝土振捣器不限于以上优选结构，本技术领域人员常用到的能够实现对混凝土进行振捣夯实的振捣器同样适用于本实用新型。

优选的，喷淋找平装置包括送料仓8、混料仓9、挤出机10以及空压机11；送料仓8通过输送泵81向混料仓9内送料；混料仓9上设置有供水管路91，混料仓9内部设置有螺旋搅拌器；混料仓9的出料口与挤出机10相连，所述挤出机10的出料口与喷淋头101相连，所述喷淋头101的输入端分别与挤出机10和空压机11相连。

在找平作业使用时，送料仓8中填装有用于墙面找平原料(粉料或涂料等)，通过输送泵81将原料送入混料仓9，混料仓9上连接有供水管路91，通过调控供水量来调整原料的稀释程度，然后通过螺旋搅拌器将水与原料充分混合，混合搅拌后的原料由挤出机10向喷淋头101供送，在喷淋头101上同时连接有空压机11，空压机11将压缩气体送入喷淋头101，此时在喷淋头101内原料在压缩气的作用下迅速喷出喷淋头101，使得原料被打散并喷到墙体表面。喷淋头101的喷料方向可通过转轴或驱动气缸来调整，以此试用不同角度的喷淋面。在喷水养护时，只需要将输送泵81关闭，使得整个装置只供水，便可达到喷水养护的使用目的。

优选的，喷淋头101包括用于缓冲和混合物料的混合部102、与混合部102内部相通压缩空气进口104和砂浆进料口105以及与混合部102相通的喷料头103；所述空压机11通过输气管路111与压缩空气进口104相连；砂浆与压缩气在混合部102内缓冲并混合，并最终从喷料头103喷出；喷料头103内部的料道自进料端至出料端内径递减，形成一个变径式料道，喷料效果更佳。优选的，缩空气进口104和砂浆进料口105上分别设置有物料控制阀。

进一步，所述喷淋头101还包括外加剂进料口106，所述外加剂进料口106与混合部102内部相通，用于向混合部内添加一些功能性外加剂，如引气剂、保护剂、早强剂、防水抗渗剂等等，只需将外加剂的供料仓的供料管道与该外加剂进料口106相连即可。

进一步，混料仓9的进料管路和供水管路91上分别设置有固体原料输入监控阀和液体原料输入监控阀；通过原料输入监控阀和液体原料输入监控阀对整个喷淋装置的进料情况进行实时监控，增强养护找平的效果。

优选的，移动龙门包括主移动支撑底座4、两个相对设置在主移动支撑底座4上的X向移动部件5、两端分别与两个X向移动部件5相连的Z向移动部件6以及设置在Z向移动部件6上的Y向移动部件7；所述X向移动部件5可在主移动支撑底座4上沿X方向移动，所述Z向移动部件6可在X向移动部件5沿Z方向运动，所述Y向移动部件7可在Z向移动部件6上沿Y向运动；所述X向移动部件5、Z向移动部件6以及Y向移动部件7的可运动路径相互垂直。

优选的，X向移动部件5与主移动支撑底座4之间、Z向移动部件6与X向移动部件5以及Y向移动部件7与Z向移动部件6之间分别通过直线导轨副相连；直线导轨副分别与相对应的驱动电机相连。

优选的，移动支撑底座4包括两组相互平行的支承件41和分别设置在两个支承件41上的两个X向导向导轨42，X向移动部件5包括移动支撑臂51，移动支撑臂51的下端设置有与所述X向导向导轨42相匹配的X向移动导轨52。

移动支撑臂51侧壁上设置有Z向导向导轨511，Z向移动部件6包括平移梁61、设置在平移梁61上的Y向导向导轨62和分别设置在平移梁61两端的两个Z向移动导轨63；

所述Z向移动导轨63与Z向导向导轨511配合滑动；Y向移动部件7包括Y向移动导轨71，Y向移动导轨71与Y向导向导轨62配合滑动；所述砂浆混凝土喷料装置、发泡剂喷料装置、混凝土振捣器、喷淋找平装置、焊接装置和抓取装置通过连接座与Y向移动部件7相连。移动龙门通过X向移动部件5、Z向移动部件6以及Y向移动部件7相配合，可带动砂浆混凝土喷料装置、发泡剂喷料装置、混凝土振捣器、喷淋找平装置、焊接装置和抓取装置在预打印位置上进行立体式的运动，使得砂浆混凝土喷料装置、发泡剂喷料装置、混凝土振捣器、喷淋找平装置、焊接装置和抓取装置可以完成各个位置打打印工作。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。