基于3D打印技术的市政给水排水绿化带的制作方法

基于3d打印技术的市政给水排水绿化带
技术领域
[0001]
本实用新型属于市政河流桥梁给水排水领域，具体涉及一种基于3d打印技术的市政给水排水绿化带。


背景技术：

[0002]
传统市政工程的机械化和自动化程度较低，其发展迫切需要转型升级。随着3d打印技术的发展并逐渐成熟，该技术将给劳动力密集型的市政工程带来技术革新。3d打印技术具有机械化自动化程度高、一次成型、建筑耗材和工艺损耗少等特点，是实现建筑业转型升级的一种重要手段，是解决建筑（市政工程）高效、安全、数字化、自动化、智能化建造的有效途径，其研究已成为建筑业的发展趋势。现如今，越来越多的3d打印技术应用在市政河流桥梁的建筑施工（给水排水）中。
[0003]
中国发明专利cn2017114763346公开了一种桥梁工程3d打印装置及施工方法，其先组装3d打印装置并运至待施工区域，然后利用所述3d打印装置的轨道3d打印机构超前打印所述轨道支撑结构，再一边连续打印所述轨道支撑结构，一边利用所述桥梁3d打印机构施工3d打印桥梁。
[0004]
中国发明专利cn2018116074380公开了一种桥梁工程3d打印进度展示方法，其根据工程图纸建立三维模型，然后3d打印制作，对比传统沙盘制作，可准确表达施工内容；3d打印不受模具限制，可在机器打印能力范围内打印任意尺寸的三维实体模型，制作成与室内环境尺寸相协调的展示模型。
[0005]
中国发明专利cn201410462135x公开了一种可旋转切换打印头的双头3d打印机，其通过驱动机构驱动旋转的安装板，实现了使双打印头可相对上下可调高度的结构，始终保证工作的打印头在较低位置，不工作的打印头在较高位置，这样不工作的打印头就不会影响已成型工件的表面，也就解决了现有技术中基于fdm熔融沉积技术的双头3d打印机因双打印头始终处于同一高度而导致的打印质量差的问题。由上述公开专利可知，3d打印技术已经越来越多的应用在桥梁建筑施工中，而且与之配套的硬件和软件技术越来越成熟。
[0006]
现如今在市政河流桥梁建筑施工领域中却没有一种在已建好桥体上设置打印绿化带的市政河流桥梁。


技术实现要素：

[0007]
针对上述现有市政河流桥梁中的需求，本实用新型的目的是提供一种基于3d打印技术的市政给水排水绿化带。
[0008]
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
[0009]
一种基于3d打印技术的市政给水排水绿化带，包括架设在城市河流上的桥体，所述绿化带包括：
[0010]
与桥体侧面固定连接的连接件，
[0011]
设置在连接件下方的发泡胶，
[0012]
包覆住上述发泡胶的第一支撑层，
[0013]
设置在第一支撑层上并包覆住上述连接件的第一底层，
[0014]
以及设置在第一底层上的第一打印体，第一打印体为钝角折线形；
[0015]
所述第一支撑层、第一底层和第一打印体均由3d打印机打印制作。
[0016]
所述连接件为预留钢筋、膨胀螺栓或水泥钢钉中的一种。
[0017]
所述桥体的两侧设置有轨道，3d打印机滑动设置在轨道上。
[0018]
所述3d打印机为双头打印机。
[0019]
所述桥体的两侧设置有栏杆，栏杆为网格状，栏杆由3d打印机打印制作。
[0020]
所述绿化带包括：
[0021]
与桥体侧面固定连接的连接件，
[0022]
设置在连接件下方的发泡胶，
[0023]
包覆住上述发泡胶和连接件的第二支撑层，
[0024]
以及设置在第二支撑层上的第二打印体，第二打印体为直线型；
[0025]
所述第二支撑层和第二打印体均由3d打印机打印制作而成。
[0026]
本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的基于3d打印技术的市政桥梁用给水排水绿化带，通过在桥体的侧面设置发泡胶与连接件，利用3d打印机在发泡胶上设置打印支撑体，在支撑体的基础上设置打印底层，之后在底层的基础上设置打印打印体，以组成桥梁的绿化带，实现了利用3d打印机打印市政河流桥梁给水排水绿化带的需求，绿化带以连接件为连接基础，绿化带基础牢靠，完全能够满足市政河流桥梁绿化带的需求，弥补了3d打印技术在市政河流桥梁给水排水绿化带上的空白。
附图说明
[0027]
图1是桥梁的主视结构图。
[0028]
图2是桥梁绿化带的主视结构图。
[0029]
图3是栏杆的主视结构图。
[0030]
图4是桥梁的又一主视结构图。
[0031]
图5是图4中桥梁绿化带的主视结构图。
[0032]
图中，1是桥体，2是桥墩，3是连接件，4是发泡胶，5是第一打印体，51是斜板，52是直板，6是第一支撑层，7是第一底层，8是轨道，9是3d打印机，10是栏杆，11是网格线，12是网格孔，13是第二打印体，14是第二支撑层。
具体实施方式
[0033]
下面结合附图1～5对本实用新型的技术方案进行详细的描述和说明。
[0034]
需要说明的是，附图1～5仅是为了说明本实用新型的技术方案而作出的示意图，并不是对本实用新型技术方案的限定。图4中所述的“又一”可理解为在本实用新型技术方案的前提下，所作出的另一种可实行的实施例，其同样不能作为对本实用新型技术方案的限定。
[0035]
如图1～图3所示，一种基于3d打印技术的市政给水排水绿化带，该绿化带设置在已建好桥体1的市政河流桥梁上，该桥体1的下方设置有桥墩2，桥墩2用于支撑桥体1，关于
桥体1和桥墩2均是现有市政河流桥梁的常规技术手段，其不属于本实用新型的设计构思。在该桥体两侧设置有基于3d打印技术打印制作的绿化带和栏杆10，绿化带种植绿植起到美化环境的作用，栏杆10起到防护作用，防止行人从桥体上跌落。所述的绿化带和栏杆10均设置在桥体1的两侧，绿化带为悬空设置，栏杆10起到防护的作用，每个所述的绿化带由第一打印体5、第一底层7、第一支撑层6、连接件3、发泡胶4和桥体1的侧面构成，在第一打印体5和桥体1侧面组成的空白区域中填充种植土即可实现植物等绿植的种植。第一打印体5、第一底层7和第一支撑层6均由3d打印机9打印制作。
[0036]
第一打印体5为钝角折线形，即附图中r角为钝角，第一打印体5的下端为斜板51，上端为直板52，斜板51的一端通过第一底层7和连接件3与桥体1的侧面固定连接，斜板51的另一端与第一打印体5的直板52固定连接。实际3d打印时，斜板51和直板52可以一起打印。
[0037]
在设置该绿化带时，其设置过程可分为如下步骤：
[0038]
步骤一：在桥体1的侧面设置连接件3，所述的连接件3为预留在桥体1处的钢筋，或安装在桥体1上的膨胀螺栓，或安装在桥体1上的水泥钢钉；上述三种方式中，新的桥体1可采用预留钢筋的方式，已有桥体1可采用膨胀螺栓或水泥钢钉的方式。需要注意的是，连接件3均需要漏出桥体1的侧面一部分，漏出来的这一部分用来与第一底层7固定连接，使第一底层7与桥体1的侧面稳定连接。
[0039]
步骤二：在连接件3的下方设置发泡胶4，发泡胶4是一种具有发泡特性和粘接特性的胶，能够粘附在桥体1上。
[0040]
步骤三：使用3d打印机9在发泡胶4处打印包覆住发泡胶4的第一支撑层6，第一支撑层6的截面优选为长方形，发泡胶4首先粘接在桥体1的侧面，在此基础上再打印第一支撑层6，使得第一支撑层6能够起到支撑作用。
[0041]
步骤四：使用3d打印机9在第一支撑层6的支撑基础上打印包覆住连接件3的第一底层7，第一底层7的截面优选为长方形，第一底层7可以与连接件3固定连接，作为绿化带与桥体1侧面固定连接的基础。第一底层7是在第一支撑层6的基础上打印设置的，可以避免一开始就在连接件3处打印设置，而打印材料与桥体1侧面难以连接的问题。
[0042]
步骤五：使用3d打印机9在第一底层7的基础上打印设置钝角折线形的第一打印体5。
[0043]
需要说明的是，3d打印机现场打印制作物体（第一支撑层6、第一底层7和第一打印体5）为现有技术，不属于本实用新型的设计构思，
[0044]
在上述步骤三到步骤五中，首先利用发泡胶的粘性，使得3d打印机9的建筑材料能够粘附在发泡胶4上，以打印出来第一支撑层6，在第一支撑层6的基础上再打印包覆住连接件3的第一底层7，第一底层7是完全包裹住连接件3的，即第一底层7是与连接件3是稳定固定连接的，其具有非常牢靠的连接性，在打印完第一底层7之后，开始打印第一打印体5的斜板51部分，如图2所示，首先在第一底层7上打印第一层打印材料，在第一层打印材料的基础上打印与第一层错开的第二层，依次打印，直到斜板51满足所需的长度，之后再打印直板52部分。关于3d打印机9打印的技术为现有技术，本实用新型不再对其详细描述。
[0045]
上述的3d打印机9设置在桥体1上，桥体1的两侧设置有轨道8，3d打印机9滑动的设置在轨道8上，3d打印机9可以在轨道8上移动，以实现打印与桥体1侧面长度相等的绿化带。所述的3d打印机9为双头打印机，双头3d打印机可以同时打印两种材料，并分开打印。
[0046]
在桥体1的两侧利用双头3d打印机打印栏杆10，栏杆10为网格状，栏杆10由3d打印机打印9制作。
[0047]
在所述双头3d打印机中分别填充有石膏材料和水泥基复合材料，上述两种材料为3d建筑施工打印中的常规打印材料。
[0048]
上述网格状栏杆的3d打印过程为：首先使用双头3d打印机中的一个头利用水泥基复合材料打印网格状栏杆10的网格线11部分，使用双头3d打印机中的另一个头利用石膏材料打印网格状栏杆10的网格孔12部分；在打印成型以后，去掉网格孔12中的石膏材料，留下网格线11部分，即成为本实用新型的栏杆10。
[0049]
如图3所示，根据设计模型在双头3d打印机中输入预设程序（预设程序不属于本实用新型的设计构思），双头3d打印机打印栏杆10的网格线11部分时，其中一个打印头利用水泥基复合材料打印，当打印到网格孔12部分时，双头3d打印机切换到另一个打印头，另一个打印头利用石膏材料打印，在打印成型之后，敲掉网格孔12中的石膏材料，留下网格线11部分，即可成为网格状的栏杆10。
[0050]
本实用新型提供的基于3d打印技术的市政桥梁给水排水绿化带，通过在桥体1的侧面设置发泡胶4与连接件3，利用3d打印机9在发泡胶4的基础上设置打印第一支撑层6，在第一支撑层6的基础上设置打印第一底层7，之后在第一底层7的基础上设置打印第一打印体5，与桥体1的侧面共同组成该市政河流上桥梁的绿化带，实现了利用3d打印机9打印市政河流桥梁给水排水绿化带的需求，绿化带以连接件3为连接基础，绿化带基础牢靠，完全能够满足市政河流桥梁绿化带的需求，弥补了3d打印在市政河流桥梁给水排水绿化带上的空白。
[0051]
进一步的，如图4和图5所示，与设置上述钝角折线形的第一打印体5不同的是，还可以将绿化带的部分形状设置为直线形的第二打印体13，所述绿化带只需满足其与桥体1的侧面留有空间区域即可，该空间区域作为种植绿植的空间。所述设置直线形的第二打印体13的3d打印设置过程可分为如下步骤。
[0052]
步骤一：在桥体1的侧面设置连接件3，所述的连接件3为预留在桥体1处的钢筋，或安装在桥体1上的膨胀螺栓，或安装在桥体1上的水泥钢钉，需要注意的是，连接件3均需要漏出桥体1的侧面一部分。
[0053]
步骤二：在连接件3的下方设置发泡胶4，发泡胶4是一种具有发泡特性和粘接特性的胶，能够粘附在桥体1上。
[0054]
步骤三：使用3d打印机9在发泡胶4和连接件3处打印覆盖发泡胶4和连接件3的第二支撑层14，第二支撑层14的截面优选为直角三角形。也就是说，第二支撑层14相当于第一支撑层6和第一底层7的复合体，第二支撑层14即起到初步支撑的作用，又起到作为第二打印体13底层的作用。
[0055]
步骤四：使用3d打印机9在第二支撑层14的基础上打印直线形的第二打印体13。
[0056]
与上述钝角折线形的第一打印体5不同的是，在设置好发泡胶4以后，即利用3d打印机9以发泡胶4为基础逐层打印，且需要满足打印出来的模型完全覆盖住连接件3，使发泡胶4、连接件3以及该处的打印模型完全成为一体，在直角三角形的第二支撑层14打印完毕之后，利用3d打印机9直接在第二支撑层14上打印直线形的第二打印体13，以组成桥梁的绿化带。
[0057]
以上所述，仅是本实用新型的优选实施方式，并不是对本实用新型技术方案的限定，应当指出，本领域的技术人员，再本实用新型技术方案的前提下，还可以作出进一步的改进和改变，这些改进和改变都应该涵盖在本实用新型的保护范围内。