[发明专利]3D打印装置臂架系统及调试方法

说明书

本发明涉及一种3D打印装置臂架系统及调试方法，属于建筑施工3D打印技术领域。所述臂架系统包括竖向设置的门架、设置于所述门架两侧的吊臂架和平衡臂架、设置在平衡臂架的标准配重组件，以及液体循环平衡组件。所述调试方法包括：通过静载计算，确定标准配重组件的质量；通过动载计算，确定打印头水平驱动制动装置以速度v匀速运动时，流入流量或流出流量Q₁与速度v之间的关系；在3D打印施工中，通过控制流入流量或流出流量Q₁，使门架两侧的吊臂架和平衡臂架的力矩维持动态平衡。本发明可实现3D打印头匀速运动或匀加速运动中，臂架力矩的动态平衡，从而保证打印过程中高精度定位，为实现大型建筑的打印建造提供了保障。

技术领域

本发明涉及一种3D打印装置臂架系统及调试方法，属于建筑施工3D打印技术领域。。

背景技术

传统建筑业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建筑业带来技术革新。建筑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。

塔式3D打印装置是建筑3D打印的一种可用装置，具有自重轻、装拆标准化等特点。但是现有塔式3D打印装置存在以下不足：不适用打印大型建筑的打印建造，当打印机臂架超过5米后，由于臂架挠度过大，以及臂架上的作用力导致塔架的挠度过大，致使打印精度大幅度降低，无法达到施工要求。塔式3D打印装置存在这些不足的主要原因为现有打印机臂架刚度较低，配重件无法满足塔架两侧的臂架重力平衡。因此，研发一种新型塔式3D打印装置臂架，是本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

针对现有技术中塔式3D打印装置采用建筑用长臂架时，因挠度大导致打印精度降低的问题，本发明提供了一种3D打印装置臂架系统及调试方法，能够使门架两侧的臂架达到动态平衡，有效提高打印头定位和打印精度。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种3D打印装置臂架系统，包括：

竖向设置的门架；

分别设置于所述门架两侧的吊臂架和平衡臂架，所述吊臂架包括吊臂梁、设置于所述吊臂梁下方的导轨，所述导轨上设置有可沿所述导轨水平移动的打印头水平驱动制动装置；

设置于所述平衡臂架上的标准配重组件；

液体循环平衡组件，包括设置于所述平衡臂架上的标准平衡箱，还包括通过液体输入管道、液体输出管道与所述标准平衡箱循环连通的液体存储箱，位于所述液体输入管道上的流入流量控制阀和流入高压水泵，位于所述液体输出管道上的流出流量控制阀和流出高压水泵，以及与所述流入流量控制阀、流入高压水泵、流出流量控制阀和流出高压水泵信号连接的液体循环控制器。

进一步，所述液体循环平衡组件还包括设置于所述平衡臂架上的补偿平衡箱，所述补偿平衡箱与所述液体存储箱之间通过液体输入管道一、液体输出管道一循环流通，所述液体输入管道一上设置有流入流量控制阀一和流入高压水泵一，所述液体输出管道一上设置有流出流量控制阀一和流出高压水泵一，所述流入流量控制阀一、流入高压水泵一、流出流量控制阀一和流出高压水泵一与所述液体循环控制器信号连接。

进一步，所述吊臂梁为两组且相互平行，两组所述吊臂梁之间通过多个增强杆固定连接；所述吊臂架还包括用于将所述吊臂梁和门架的顶部固定连接上部臂架，所述上部臂架包括固定在两个所述吊臂梁悬臂端的横杆，两端分别固定在所述横杆和门架顶部的上部臂架梁，以及设置在所述吊臂梁和上部臂架梁之间的若干个上部臂架杆。

进一步，所述标准平衡箱内部设有防晃动组件。