一种混凝土3D打印喷头及混凝土3D打印装置的制作方法

本发明涉及混凝土3d打印设备，特别涉及一种混凝土3d打印喷头及混凝土3d打印装置。

背景技术：

1、3d打印技术又称为增材制造技术，是一种以数字模型为基础，通过逐层打印的方式实现快速成型的智能制造技术。目前，3d打印混凝土结构是逐层堆叠的方式实现的，层间粘结性能受环境、材料、打印工艺等的影响较大，存在层间薄弱界面，层间粘结力比基体小，在3d打印构件承受剪切应力、扰动破坏时容易出现结构性破损，影响3d打印构筑物的安全。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种混凝土3d打印喷头，能够在不影响3d打印效率的前提下，提高混凝土构件的层间粘结力及层间粘结力的一致性。

2、本发明还提出一种具有上述混凝土3d打印喷头的混凝土3d打印装置。

3、根据本发明第一方面实施例的混凝土3d打印喷头，包括：

4、储料筒，设有用于挤出混凝土层的喷嘴；

5、增强结构，连接于所述储料筒，位于所述储料筒的一侧，所述增强结构设有位于所述喷嘴上方的植入口，所述植入口能够植入竖立状态的植入带至所述混凝土层的上表面；

6、深度调节组件，连接于所述增强结构，并位于所述增强结构远离所述储料筒的一侧，所述深度调节组件用于调节所述植入带植入所述混凝土层的深度。

7、根据本发明第一方面实施例的混凝土3d打印喷头，至少具有如下有益效果：

8、1.储料筒沿预设方向移动同时喷嘴挤出混凝土层，以沿储料筒的移动路径打印第一混凝土层，然后，储料筒继续沿预设方向在第一混凝土层的上表面移动，同时喷嘴挤出混凝土层，以在第一混凝土层上表面打印第二混凝土层，储料筒逐层打印至第n混凝土层，通过3d打印n层混凝土层进而成型为混凝土构件，其中，混凝土构件存在相邻堆叠的第x-1混凝土层和第x混凝土层，第x-1混凝土层先于第x混凝土层成型，在第x-1混凝土层的铺设过程中，增强结构连接于储料筒，增强结构随着储料筒的移动而移动，且增强结构位于储料筒移动方向的后方，植入口对应于喷嘴挤出的混凝土层，以植入竖立状态的植入带至第x-1混凝土层的上表面，在储料筒的移动过程中，增强结构通过植入口同步植入植入带于储料筒打印的混凝土层上表面，植入带的植入流程不影响储料筒的打印效率；

9、2.在第x-1混凝土层打印完成且植入带植入完成后，储料筒在第x-1混凝土层的上方继续打印第x混凝土层，第x混凝土层的底部浸没位于第x-1混凝土层外的另一部分植入带，植入带连接第x-1混凝土层与第x混凝土层，以加强第x-1混凝土层与第x混凝土层之间的层间薄弱界面，使得混凝土构件的所有层间薄弱界面均能够通过植入带进行加强，进而提高混凝土构件整体所能够承受的剪切力，混凝土构件的层间粘结力更高，由此混凝土构件制作的构筑物的安全性更高；

10、3.在植入带植入第x-1混凝土层的过程中，深度调节组件可以主动调节植入带植入第x-1混凝土层内的深度，使得部分植入带没入第x-1混凝土层内，另外一部分植入带竖立于第x-1混凝土层外，深度调节组件能够调节植入带植入混凝土层的深度，以增加植入带与第x-1混凝土层的连接紧密度，同时，能够将每一植入带均植入固定深度在混凝土层中，不同层的植入带在不同层的混凝土层的植入深度接近，不同层植入带所增强的层间粘结力接近，混凝土构件不同层间的层间粘结力的一致性更高，质量更加可靠。

11、根据本发明的一些实施例，所述深度调节组件包括传动连接于所述增强结构的压板，所述压板位于所述植入口远离所述喷嘴的一侧，并位于所述植入口的上方，所述压板能够上下往复运动，以下压植入所述植入带至所述混凝土层内。

12、根据本发明的一些实施例，所述压板具有朝向所述增强结构的第一侧和相对于所述第一侧的第二侧，所述压板于所述第一侧和/或所述第二侧设有朝向所述压板上方弯折的弯折部。

13、根据本发明的一些实施例，所述深度调节组件还包括固定连接于所述增强结构的升降驱动件，所述升降驱动件与所述压板传动相连，以带动所述压板循环升降。

14、根据本发明的一些实施例，所述增强结构转动连接于所述储料筒，能够绕所述增强结构的轴线转动，以调节所述植入口与所述喷嘴之间的夹角。

15、根据本发明的一些实施例，所述储料筒包括储料部和转动连接于所述储料部底部的转动部，所述转动部能够绕所述储料筒的轴线相对所述储料部转动，所述转动部设有所述喷嘴，所述转动部连接有所述增强结构。

16、根据本发明的一些实施例，所述增强结构包括卷轴组件和转向输送组件，所述卷轴组件用于放置植入卷，所述转向输送组件用于承接所述植入卷放卷后的所述植入带并转向所述植入带至竖立状态，且所述转向输送组件能够输送竖立状态的所述植入带至所述植入口。

17、根据本发明的一些实施例，所述转向输送组件包括转向外壳、第一驱动对辊和第二驱动对辊，所述转向外壳内设有转向入口、转向出口和连通所述转向入口与所述转向出口的扭转通道，所述转向出口呈竖立状态，所述第一驱动对辊设置于所述转向入口所在一侧，以承接所述植入卷放卷的所述植入带，所述第二驱动对辊设置于所述转向出口所在一侧，且所述第二驱动对辊呈竖立状态，以输送处于竖立状态的所述植入带。

18、根据本发明的一些实施例，所述储料筒包括储料部和转动连接于所述储料部底部的转动部，所述转动部能够绕所述储料筒的轴线相对所述储料部转动，所述转动部设有所述喷嘴，所述转向输送组件连接于所述转动部，所述卷轴组件转动连接于所述储料部，并能够绕所述储料筒的轴线转动。

19、根据本发明第二方面实施例的混凝土3d打印装置，包括：

20、移动机构；

21、采用本发明第一方面实施例所述的混凝土3d打印喷头，连接于所述移动机构。

22、根据本发明第二方面实施例的混凝土3d打印装置，至少具有如下有益效果：采用本发明第一方面实施例的混凝土3d打印喷头，能够提高混凝土构件的结构强度及结构强度一致性，并且不影响3d打印效率。

23、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种混凝土3d打印喷头，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的混凝土3d打印喷头，其特征在于：所述深度调节组件包括传动连接于所述增强结构的压板，所述压板位于所述植入口远离所述喷嘴的一侧，并位于所述植入口的上方，所述压板能够上下往复运动，以下压植入所述植入带至所述混凝土层内。

3.根据权利要求2所述的混凝土3d打印喷头，其特征在于：所述压板具有朝向所述增强结构的第一侧和相对于所述第一侧的第二侧，所述压板于所述第一侧和/或所述第二侧设有向所述压板上方弯折的弯折部。

4.根据权利要求2所述的混凝土3d打印喷头，其特征在于：所述深度调节组件还包括固定连接于所述增强结构的升降驱动件，所述升降驱动件与所述压板传动相连，以带动所述压板循环升降。

5.根据权利要求1所述的混凝土3d打印喷头，其特征在于：所述增强结构转动连接于所述储料筒，能够绕所述增强结构的轴线转动，以调节所述植入口与所述喷嘴之间的夹角。

6.根据权利要求1所述的混凝土3d打印喷头，其特征在于：所述储料筒包括储料部和转动连接于所述储料部底部的转动部，所述转动部能够绕所述储料筒的轴线相对所述储料部转动，所述转动部设有所述喷嘴，所述转动部连接有所述增强结构。

7.根据权利要求1所述的混凝土3d打印喷头，其特征在于：所述增强结构包括卷轴组件和转向输送组件，所述卷轴组件用于放置植入卷，所述转向输送组件用于承接所述植入卷放卷后的所述植入带并转向所述植入带至竖立状态，且所述转向输送组件能够输送竖立状态的所述植入带至所述植入口。

8.根据权利要求7所述的混凝土3d打印喷头，其特征在于：所述转向输送组件包括转向外壳、第一驱动对辊和第二驱动对辊，所述转向外壳内设有转向入口、转向出口和连通所述转向入口与所述转向出口的扭转通道，所述转向出口呈竖立状态，所述第一驱动对辊设置于所述转向入口所在一侧，以承接所述植入卷放卷的所述植入带，所述第二驱动对辊设置于所述转向出口所在一侧，且所述第二驱动对辊呈竖立状态，以输送处于竖立状态的所述植入带。

9.根据权利要求7所述的混凝土3d打印喷头，其特征在于：所述储料筒包括储料部和转动连接于所述储料部底部的转动部，所述转动部能够绕所述储料筒的轴线相对所述储料部转动，所述转动部设有所述喷嘴，所述转向输送组件连接于所述转动部，所述卷轴组件转动连接于所述储料部，并能够绕所述储料筒的轴线转动。

10.一种混凝土3d打印装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种混凝土3D打印喷头及混凝土3D打印装置，混凝土3D打印喷头包括：储料筒、增强结构和深度调节组件，储料筒设有用于挤出混凝土层的喷嘴；增强结构连接于储料筒，增强结构位于储料筒的一侧，在储料筒移动时，便于调节增强结构至储料筒沿移动方向的后方，增强结构设有位于喷嘴上方的植入口，植入口能够植入竖立状态的植入带至混凝土层的上表面；深度调节组件连接于增强结构，并位于增强结构远离储料筒的一侧，深度调节组件的位置对应于已植入混凝土层的植入带，以用于调节植入带植入混凝土层的深度。能够在不影响3D打印效率的前提下，提高混凝土构件的层间粘结力及层间粘结力的一致性。

技术研发人员：魏子易,张亚梅,邓恺,王香港,唐振中,贾鲁涛,吴捷,欧翔
受保护的技术使用者：华润水泥技术研发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15