[发明专利]用于建筑3D打印的微波加热打印头

说明书

本发明提供了一种用于建筑3D打印的微波加热打印头，包括：料仓，所述料仓的内部成形有供容置打印材料的空间，所述料仓的底部成形有出料口；可吸收微波的出料管，固定于所述出料口处；波导管，固定于所述出料管的周壁上，所述波导管的内部中空且一侧开口，与开口相对的波导管的侧壁上开设有天线插入孔；磁控管，所述磁控管上设有插设于所述天线插入孔内的天线，所述磁控管与所述波导管固定；向所述磁控管提供高压电流的电源，所述磁控管在所述电源的激励下产生微波，所述微波通过所述天线传递给所述波导管，所述波导管传递所述微波至所述出料管。本发明对出料管内的打印材料进行微波加热，有利于打印出来的构件快速成型。

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体来说涉及一种用于建筑3D打印的微波加热打印头。

背景技术

建筑3D打印材料的凝结硬化速率直接影响打印产品的质量，凝结硬化快则要求打印材料多次少量制备，且容易堵塞管道，打印期间要求设备运行顺畅、人员配合紧凑，容错率低；凝结硬化慢则能保证有足够的时间调整打印工序，容错时间长，但打印的构件容易坍塌。如何控制打印材料的凝结硬化时间是建筑3D打印技术关键。

市面上最常见的3D打印机用的是热熔树脂作为打印材料，是在料仓把材料加热融化后从打印头挤出来，完成打印；常见的建筑3D打印材料还包括水泥基材料，水泥基材料的凝结硬化速率与胶凝材料水化反应速率紧密相关。水泥基3D打印材料是靠水泥的水化反应固化的，作为一种化学反应，胶凝材料的水化反应速率随温度升高而变快，因此提高材料温度可以加快水泥基3D打印材料凝结硬化。水泥基3D打印现在的痛点就是打出来的材料不能快速硬化，打出来的构件很容易坍塌，限制了打印的速度，而在料仓里对水泥基材料进行加热则会导致水泥基材料硬化在料仓内，无法进行后续的打印工作。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供一种用于建筑3D打印的微波加热打印头，解决现有的水泥基材料硬化时间长，打印出来的构件容易坍塌的缺陷。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种用于建筑3D打印的微波加热打印头，包括：

料仓，所述料仓的内部成形有供容置打印材料的空间，所述料仓的底部成形有出料口；

可吸收微波的出料管，固定于所述出料口处；

波导管，固定于所述出料管的周壁上，所述波导管的内部中空，所述波导管的一侧开口，与开口相对的波导管的侧壁上开设有天线插入孔；

磁控管，所述磁控管上设有天线，所述磁控管与所述波导管固定，且所述天线插设于所述天线插入孔内；

向所述磁控管提供高压电流的电源，所述磁控管在所述电源的激励下产生微波，所述微波通过所述天线传递给所述波导管，所述波导管传递所述微波至所述出料管。

本发明实施例中，所述波导管与所述出料管固定的一侧成形为与所述出料管的表面相适应的弧形。

本发明实施例中，相邻所述波导管在所述出料管的径向上等间距设置，且相邻所述波导管在所述出料管的轴向上间隔布置。

本发明实施例中，所述料仓内设有螺旋搅拌轴，所述螺旋搅拌轴的顶端连接有供驱动所述螺旋搅拌轴转动的驱动机构。

本发明实施例中，所述螺旋搅拌轴上固定有壁刮杆，所述壁刮杆呈空心框状结构。

本发明实施例中，所述出料管可拆卸固定于所述出料口处。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

(1)微波加热是利用材料中的极性分子在微波电磁场的作用下高速摆动，使介质温度大幅度上升。本发明水泥基3D打印材料中的水是典型的极性分子，在微波磁场作用下高速摆动升温，通过在打印头端部给打印材料加热，打印材料经过端部的时间很短，微波加热可以快速而均匀地加热，缩短打印材料的硬化时间，避免打印出来的构件坍塌。