[发明专利]台式混凝土3D打印机

说明书

本公开提供了一种台式混凝土3D打印机，包括：框架；三维运动平台，通过其X轴模组的两条滑轨上的支撑座可拆卸地固定于框架上；打印喷头，固定于三维运动平台的Y轴模组的滑块上；控制模块，用于控制三维运动平台中X轴模组、Y轴模组和Z轴模组的驱动电机运行，将打印喷头移动到设定位置；控制打印喷头内的打印电机运行将物料挤出。本公开中，三维运动平台通过支撑座可拆卸地固定于框架上，拆卸、安装、维护简单方便，支撑座可沿X轴前后滑动，安装方便，适用范围广。

技术领域

本公开涉及机电设备及建筑3D打印技术领域，尤其涉及一种台式混凝土3D打印机。

背景技术

3D打印技术(3D Printing，简称3DP)出现于20世纪90年代中期，其工作原理是通过电脑控制将“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图转变成实物产品。

建筑3D打印技术是在熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling，简称FDM)基础上发展出来的新型应用，其原理是通过三维切片软件对建筑构件的三维模型进行切片分层生成打印机运动代码，然后由打印机的三坐标移动平台驱动挤出机逐层挤出水泥砂浆，多次堆叠成型具有实用功能的建筑构件。

在实现本公开的过程中，申请人发现目前的混凝土3D打印机较为笨重，拆卸、安装、搬运、清洗都不方便；同时自动化程度较低，对物料料位、物料质量等参数的把握还停留在经验阶段，对人工的依赖较强。

公开内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种台式混凝土3D打印机，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

本公开提供了一种台式混凝土3D打印机，包括：框架；三维运动平台，通过其X轴模组的两条滑轨上的支撑座可拆卸地固定于框架上；打印喷头，固定于三维运动平台的Y轴模组的滑块上；控制模块，用于控制三维运动平台中X轴模组、Y轴模组和Z轴模组的驱动电机运行，将打印喷头移动到设定位置；控制打印喷头内的打印电机运行将物料挤出。

在本公开的一些实施例中，在X轴模组每条滑轨底部的两侧开设固定槽，每条固定槽对应至少两个支撑座，支撑座可滑动地卡接于该固定槽内，支撑座在其边角位置向下开设有固定孔；框架上开设有相应的固定孔；三维运动平台和框架通过固定孔内的固定件可拆卸连接。

在本公开的一些实施例中，对于框架：在框架主体的两侧各伸出两条支撑臂，每个支撑臂与卡接于X轴模组上的一支撑座相对应；在所述支撑臂上开设有固定孔；固定螺栓穿过支撑座上的固定孔和支撑臂上的固定孔，将所述三维运动平台固定在框架上。

在本公开的一些实施例中，还包括：连接装置；所述连接装置包括：固定安装板，固定安装于Y轴模组的滑块上；喷头安装板，固定于固定安装板上，呈水平方向设置；打印喷头包括：步进电机，固定于喷头安装板的上方，其输出轴竖直向下穿过喷头安装板；料筒，固定于喷头安装板的下方，其形成有斜向上方的进料口；喷头绞龙，竖直向下安装于料筒内，其上端通过联轴器连接至步进电机的输出轴；喷头，安装于料筒的下部。

在本公开的一些实施例中，料筒自上而下包括：进料套筒、锥形筒以及圆筒；进料套筒向下连接锥形筒的大口，其向上提供步进电机的电机轴和喷头绞龙的绞龙轴的连接空间，其斜向上方形成进料口；圆筒向上连接锥形筒的小口，向下螺接喷头；喷头绞龙贯穿进料套筒、锥形筒和圆筒。

在本公开的一些实施例中，还包括：料位传感器，设置于锥形筒内侧，用于感应表征料筒内物料量的第二料位L₂；压力传感器，设置于锥形筒和圆筒的连接位置，用于感应表征物料在挤出过程中压力的第二压力P₂；所述控制模块，用于根据所述第二料位L₂和第二压力P₂对打印喷头中的步进电机进行控制。

在本公开的一些实施例中，控制模块执行的控制逻辑如下：