一种混凝土预制件生产装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种混凝土预制件生产装置。
【背景技术】
[0002]传统的3D打印技术，以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺，不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，并且精度和质量很高，因而3D打印将是生产制造的一次革命。
[0003]目前，3D打印技术被应用在建筑领域中，但大都采用传统混凝土，浇筑工艺仍没有较大创新。传统混凝土预制件的生产大都采用布料机对模台的浇筑，传统混凝土凝固时间，生产周期长，喷嘴尺寸大，浇筑精度差，很难实现异型预制件的浇筑。
[0004]目前，还没有采用超高性能混凝土进行3D打印混凝土预制件。超高性能混凝土 (ultra-high performance concretes，UHPC)源于 1991 年法国的活性粉末混凝土(Reactive powder concrete, RPC)，是一种具有韧性高，抗压强度高和耐久性能好等特点的新型材料。超高性能混凝土可以由多种方式制备而成，例如:由硅酸盐水泥+活性矿物掺合料+高效减水剂制成，由磨细矿渣+碱组分制成，由硅酸盐水泥+磨细砂+高效减水剂制成，由优质石灰+磨细砂+高效减水剂制成。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型提出一种混凝土预制件生产装置，以解决3D打印超高性能混凝土预制件的问题。
[0006]一方面，本实用新型提供了一种混凝土预制件生产装置，包括行车、第一驱动装置、第二驱动装置、喷嘴、输料装置、储料装置；第一驱动装置和第二驱动装置及喷嘴安装在行车上，行车可沿Y轴方向移动，喷嘴在第一驱动装置的驱动下可沿X轴方向移动，喷嘴在第二驱动装置的驱动下可沿Z轴方向移动；输料装置与储料装置连接，输料装置与喷嘴相连接。
[0007]进一步地，输料装置和储料装置均包括两个，输料装置与储料装置一对一连接，喷嘴包括左喷嘴和右喷嘴，左喷嘴与一个输料装置相连接，右喷嘴与另一个输料装置相连接。
[0008]进一步地，左喷嘴和右喷嘴的喷孔相对布置，左喷嘴和右喷嘴的喷射方向交叉。
[0009]进一步地，输料装置和储料装置均包括两个，输料装置与储料装置一对一连接，在喷嘴的进口处设置有混合空腔，至少有两个输料装置与混合空腔相连接。
[0010]进一步地，在喷嘴上开设有至少两个喷孔，在喷嘴上设置有用于开闭喷孔的开关。
[0011]进一步地，喷孔采用圆形或方形阵列布置。
[0012]进一步地，喷嘴包括至少两个，喷嘴沿X轴方向排列。
[0013]进一步地，第一驱动装置和第二驱动装置为电机或液压马达。
[0014]进一步地，包括轨道，轨道安装在地面上，轨道沿Y轴方向布置，行车坐落在轨道上，行车可沿轨道行走。
[0015]本实用新型提供的一种混凝土预制件生产装置，喷嘴可以在空间的X轴、Y轴、Z轴方向移动，可实现准确定位浇筑到预制件的每个部位。采用至少两个输料装置和储料装置，计量和输送不同超高性能混凝土原材料，不同的超高性能混凝土原材料在喷嘴的进口处混合，或者在两喷嘴的喷孔出口处混合，这种方式浇筑快速，喷嘴孔径减小，喷射精度高，生产周期短，非常适合可实现各种规格混凝土预制件的快速浇筑，大大减少异型预制件的浇筑时间。喷嘴采用多喷孔形式，即一个喷嘴上有多个喷孔，喷孔的开闭由开关控制，另外，也可以采用多个喷嘴沿X轴方向排列，每个喷嘴上的喷孔开闭由开关控制，这样可实现对异形模台精确浇筑。
【附图说明】
[0016]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0017]图1为本实用新型一种混凝土预制件生产装置结构示意图；
[0018]图2为本实用新型另一种混凝土预制件生产装置结构示意图；
[0019]图3为本实用新型再一种混凝土预制件生产装置结构示意图；
[0020]图4为本实用新型一种超高性能混土原材料计量和输送结构示意图；
[0021]图5为本实用新型另一种超高性能混土原材料计量和输送结构示意图；
[0022]图6为图3的一种喷嘴结构示意图；
[0023]图7为图3的另一种喷嘴结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0025]本实用新型所述的X轴、Y轴、Z轴是以空间坐标系进行定义的。
[0026]下面结合图1至图7，对本实用新型的优选实施例作进一步详细说明。
[0027]如图1所示，混凝土预制件生产装置包括轨道3，轨道3安装在地面上，轨道3沿Y轴方向布置，行车I坐落在轨道3上，行车I可沿轨道3行走。在行车I上安装有第一驱动装置(图中未示出)、第二驱动装置(图中未示出)、一个喷嘴2，喷嘴2在第一驱动装置的驱动下可沿X轴方向移动，喷嘴2在第二驱动装置的驱动下可沿Z轴方向移动；第一驱动装置和第二驱动装置为电机，也可以采用其它动力源。喷嘴2在X和Y两个方向的运动叠加实现预设运动轨迹的运动；喷嘴2在Z的上下向运动控制喷射高度。这样喷嘴2可实现三个方向的运动叠加，覆盖模台4每个角落和适应预制件厚度的变化。计算机首先根据模台4的3D模型计算出喷嘴2的运动轨迹和开关(图中未示出)状态，喷嘴2按运动轨迹和开关状态喷射高强度混凝土实现对模台4的浇筑。
[0028]如图4所示，超高性能混土原材料计量和输送结构由两个输料装置5、两个储料装置6组成，一个输料装置5与一个储料装置6相连接，另一个输料装置5与另一个储料装置6相连接，两个输料装置5和第二输料装置5分别与喷嘴2相连接。两个储料装置6分别计量和存储超高性能混凝土不同原材料，例如:超高性能混凝土由磨细矿澄+碱组分制成，一个储料装置6存储磨细矿渣，另一个储料装置6存储碱组分；或者，一个储料装置6存储超高性能混凝土，另一个储料装置6存储速凝剂。如果超高性能混凝土由3种原材料制成，可以增加一个储料装置6和输料装置5。
[0029]在喷嘴2的进口处设置有混合空腔(图中未示出)，两个输料装置5输送过来的不同超高性能混凝土原材料在混合空腔内混合，混合后从喷嘴2的喷孔20中排出。在混合空腔中可以设置搅拌装置，促使物料快速混合。
[0030]不同超高性能混凝土原材料混合可以采用另外一种方案，如图5所示，喷嘴2包括左喷嘴2.1和右喷嘴2.2，左喷嘴2.1和右喷嘴2.2的喷孔相对布置，左喷嘴2.1和右喷嘴2.2的喷射方向交叉。使得两个输料装置5输送过来的不同超高性能混凝土原材料在喷孔处混合，增强了混合的均匀性，防止物料在喷嘴2进口处混合后凝固，对喷嘴2造成堵塞。
[0031]如图2所示，另一种混凝土预制件生产装置，图2的一种混凝土预制件生产装置与图1不同在于:喷嘴2包括3个，3个喷嘴2沿X轴方向排列。可根据模台4大小和浇筑周期选择喷嘴2的数量，对于多喷嘴2形式，计算机会计算出每个喷嘴2的运动轨迹，每个喷嘴2按各自设定的运动轨迹运动实现浇筑。提高预制件浇筑效率和浇筑精度。喷嘴2喷射精度高，生产周期短，非常适合可实现各种规格混凝土预制件的快速浇筑。在喷嘴2上安装有用于开闭喷孔的开关，计算机根据模台4的3D模型计算出运动位置处各个喷嘴2的开关状态，对于喷嘴2下方有模台4浇筑处打开，没有处关闭，这样可实现对异形模台4的精确饶筑。
[0032]如图3所示，再一种混凝土预制件生产装置，与图1不同在于:在喷嘴2上开设有多个喷孔20，如图6所示，喷孔20采用圆形阵列布置。如图7所示，喷孔20也可以采用方形阵列布置。在喷嘴2上安装有用于控制每个喷孔20开闭的开关，计算机根据模台4的3D模型计算出运动位置处各个喷孔20的开关状态，对于喷孔20下方有模台4浇筑处打开，没有处关闭，这样可实现对异形模台4的精确浇筑。
[0033]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种混凝土预制件生产装置，其特征在于，包括行车(I)、第一驱动装置、第二驱动装置、喷嘴(2)、输料装置(5)、储料装置(6);第一驱动装置和第二驱动装置及喷嘴(2)安装在行车(I)上，行车(I)可沿Y轴方向移动，喷嘴(2)在第一驱动装置的驱动下可沿X轴方向移动，喷嘴(2)在第二驱动装置的驱动下可沿Z轴方向移动；输料装置(5)与储料装置(6)连接，输料装置(5)与喷嘴(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于，输料装置(5)和储料装置(6)均包括两个，输料装置(5)与储料装置(6) —对一连接，喷嘴(2)包括左喷嘴(2.1)和右喷嘴(2.2)，左喷嘴(2.1)与一个输料装置(5)相连接，右喷嘴(2.2)与另一个输料装置(5)相连接。
3.根据权利要求2所述的生产装置，其特征在于，左喷嘴(2.1)和右喷嘴(2.2)的喷孔相对布置，左喷嘴(2.1)和右喷嘴(2.2)的喷射方向交叉。
4.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于，输料装置(5)和储料装置(6)均包括两个，输料装置(5)与储料装置(6) —对一连接，在喷嘴(2)的进口处设置有混合空腔，至少有两个输料装置(5)与混合空腔相连接。
5.根据权利要求4所述的生产装置，其特征在于，在喷嘴(2)上开设有至少两个喷孔(20)，在喷嘴(2)上设置有用于开闭喷孔(20)的开关。
6.根据权利要求5所述的生产装置，其特征在于，喷孔(20)采用圆形或方形阵列布置。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的生产装置，其特征在于，喷嘴(2)包括至少两个，喷嘴⑵沿X轴方向排列。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的生产装置，其特征在于，第一驱动装置和第二驱动装置为电机或液压马达。
9.根据权利要求1至6任意一项所述的生产装置，其特征在于，包括轨道(3)，轨道(3)安装在地面上，轨道(3)沿Y轴方向布置，行车(I)坐落在轨道(3)上，行车(I)可沿轨道(3)行走。
【专利摘要】本实用新型公开了一种混凝土预制件生产装置，包括行车、第一驱动装置、第二驱动装置、喷嘴、输料装置、储料装置；第一驱动装置和第二驱动装置及喷嘴安装在行车上，行车可沿Y轴方向移动，喷嘴在第一驱动装置的驱动下可沿X轴方向移动，喷嘴在第二驱动装置的驱动下可沿Z轴方向移动；输料装置与储料装置连接，输料装置与喷嘴相连接。本实用新型解决了超高性能混凝土预制件3D打印的技术问题，增强了浇筑的精度和效率，可以对异性混凝土预制件浇筑。
【IPC分类】B28B1-00, B28B13-02
【公开号】CN204278167
【申请号】CN201420688330
【发明人】徐鑫, 程迪, 黄勃, 郭向东
【申请人】三一汽车制造有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月17日