一種預應力樁3d打印系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種預應力樁3D打印系統(tǒng)及其使用方法，包括材料供應裝置和打印裝置、打印移動裝置和預制樁移動裝置，可以根據(jù)現(xiàn)場實際工程需要設計并制作相應長度的通長整樁，避免了施工過程中的接樁和截樁等技術問題，確保整體樁長的質(zhì)量和承載性能；同時，克服了預應力樁截面形式單一的問題、常規(guī)離心法制作預應力管樁施工中存在的樁身截面材料不一致的現(xiàn)象、樁側(cè)壁光滑的現(xiàn)象；不僅提高了樁基承載性能，而且使3D打印技術適應于樁基礎施工過程。
【專利說明】
一種預應力樁3D打印系統(tǒng)及其使用方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種預制粧制作技術，尤其涉及一種預應力粧3D打印系統(tǒng)及其使用方法，主要適用于粧基工程等技術領域。【背景技術】
[0002]預應力鋼筋混凝土粧因其單粧承載力高、結(jié)構(gòu)堅固耐久、不受地下水和潮濕變化的影響、施工速度快、功效高、工期短以及可按需要做成各種不同尺寸的斷面和長度等優(yōu)點而廣泛應用于粧基工程中。預應力鋼筋混凝土粧可分為實心粧和管粧兩種。為了方便制作， 預應力實心粧大多做成方形斷面，預應力管粧則采用離心法制作。采用離心法制作預應力粧需要模板，并且要求粧的橫截面是對稱形狀的，限制了粧身的截面形式;受交通運輸條件的限制，預應力鋼筋混凝土粧常被生產(chǎn)成固定長度的粧節(jié)(6?12m)，而現(xiàn)場應用時粧基設計深度是不確定的，這就使得在施工過程中需要接粧和截粧，這些工藝若施工不當，會嚴重影響預應力鋼筋混凝土粧的承載效果;另外，由于制作工藝的限制，預應力粧的截面形式局限于方形或圓形，采用離心法制作預應力粧的過程中，由于粗細骨料在離心作用下的運動距離不同，會導致粧身截面材料不一致，從而影響預應力粧的承載效果；同時，離心法制作的預應力粧其粧外側(cè)表面光滑，一定程度上降低了粧-土摩擦系數(shù)，從而影響其粧側(cè)摩阻力，需要后期的粧側(cè)處理使粧側(cè)壁粗糙。
[0003]本發(fā)明之前，專利號為ZL201310697608.X的中國發(fā)明專利“一種建筑物梁構(gòu)件的 3D打印方法”，公開了一種結(jié)合水泥基材料的3D打印建筑物梁構(gòu)件及其養(yǎng)護的技術方案；申請?zhí)枮?01410345502.8的中國發(fā)明專利申請“一種基于3D打印的鋼筋砼結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)施工方法”，公開了一種3D打印的一種裝配式鋼筋砼結(jié)構(gòu)及其施工方法；申請?zhí)枮?01410437818.X 的中國發(fā)明專利申請“基于3D打印的混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)及其施工方法”，公開了一種結(jié)合混凝土材料的3D打印剪力墻結(jié)構(gòu)及其施工方法；申請?zhí)枮?01410437931.8的中國發(fā)明專利申請“一種3D打印配筋砌體剪力墻結(jié)構(gòu)及其施工方法”，公開了一種基于配筋砌塊的3D打印砌體剪力墻結(jié)構(gòu)及其施工方法；申請?zhí)枮?01410827859.X的中國發(fā)明專利申請“3D打印內(nèi)隔墻及其施工方法”，公開了一種基于石膏等填充材料的3D打印內(nèi)隔墻及其施工方法。但是， 已有的技術方案都是針對結(jié)構(gòu)工程中梁、墻等建筑結(jié)構(gòu)，而尚未有針對粧基工程的技術方案，更沒有針對預應力粧的3D打印技術方案。[〇〇〇4]因此，針對常規(guī)預應力粧制作、運輸和施工過程中存在的缺陷與不足，結(jié)合3D打印技術，開發(fā)一種施工現(xiàn)場打印預應力粧的技術方法顯得尤為重要。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提出一種預應力粧3D打印系統(tǒng)及其使用方法，解決了現(xiàn)有技術中打印的預應力粧粧身長度與實際設計粧長不一致、預應力粧截面形式單一、離心法制作預應力粧導致的截面材料不一致和表面摩擦系數(shù)低的問題，在施工現(xiàn)場根據(jù)實際需要設計粧長，通過3D打印技術，制作相應長度的預應力粧，解決常規(guī)預應力粧施工過程中存在的接粧和截粧問題，可以制作多種截面形式的預應力粧或擴徑，如方粧、圓形粧、管粧、X形粧、楔形粧、螺紋粧、竹節(jié)粧以及支盤粧等，克服由離心法技術造成的截面材料不一致的問題，粗糙的粧側(cè)壁可以有效提高粧側(cè)摩阻力。
[0006]技術方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的預應力粧3D打印系統(tǒng)，包括:材料供應裝置和打印裝置、打印移動裝置和預制粧移動裝置;控制裝置分別與所述材料供應裝置、打印裝置、打印移動裝置和預制粧移動裝置相連接;所述材料供應裝置包括料池和輸料管，所述打印裝置包括儲料單元、打印單元和凝固單元，儲料單元通過輸料管與料池連接，打印單元和凝固單元設置在儲料單元的下方并可在豎直方向上自由伸縮;所述打印移動裝置包括支撐架和Y向滑軌，支撐架包括豎向支架和橫向支架，豎向支架固定在地面，橫向支架通過移動單元與豎向支架相連接，Y向滑軌與橫向支架之間通過移動單元相連接，所述儲料單元通過移動單元與Y向滑軌相連接;所述預制粧移動裝置包括移動板車，移動板車上設置有推進單元為其提供動力，移動板車的上表面還設置有兩個卡盤，兩個卡盤之間設置有鋼筋籠。
[0007]其中，所述鋼筋籠包括非預應力鋼筋和箍筋，所述箍筋作為鋼筋籠的外表面，其形狀決定了鋼筋籠的截面形狀，若干個非預應力鋼筋等間距設置在箍筋的內(nèi)表面，在箍筋所包圍的區(qū)域內(nèi)還規(guī)則地設置有預留孔。
[0008]其中，所述箍筋為圓形、方形或X形。
[0009]其中，所述移動板車通過軌道滾輪在地面導軌上移動。
[0010]其中，料池內(nèi)設置有攪拌單元，所述輸料管上設置有料漿栗，所述儲料單元的內(nèi)部設置有加熱單元。
[0011]其中，打印單元為L形，以鋼筋籠所放置方向為水平方向，則打印單元可在豎直方向上自由伸縮，其打印噴頭水平設置以實現(xiàn)打印材料的水平向噴射。
[0012]相應地，本發(fā)明還提供一種上述預應力粧3D打印系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟:[〇〇13](1)三維建模:利用3D建模軟件繪制預應力粧的三維立體模型，模型包括預應力粧的形狀、截面形式以及尺寸；
[0014](2)材料準備:將漿料裝入料池中，對打印材料進行攪拌得到水泥基漿液;根據(jù)預應力粧的長度以及截面形狀尺寸，綁扎相應的鋼筋籠，并將鋼筋籠固定在卡盤上；
[0015](3)3D打印施工過程:將水泥基漿液輸送至儲料單元中，并保證漿液溫度保持在30 ?5(TC;[〇〇16]根據(jù)3D建模軟件中繪制的預應力粧三維立體模型，將預應力粧三維立體模型劃分為多個豎向橫截面層，對于每一豎向橫截面層，儲料單元向打印單元輸送水泥基衆(zhòng)料，打印噴頭將水泥基漿料水平向噴射到需要打印的位置，凝固單元促使?jié){料凝固形成混凝土層， 分層進行打印直至整根粧打印完成；
[0017](4)養(yǎng)護成型:打印完成后，在標準養(yǎng)護條件下，對預應力粧體進行養(yǎng)護28?30d;[〇〇18](5)施加預應力:粧體混凝土達到齡期及其強度后，在粧體內(nèi)的預留孔中放入預應力鋼筋并對其施加預應力，完成3D打印預應力粧的制作施工。
[0019]其中，步驟(3)中對于每一豎向橫截面層的打印，以鋼筋籠所放置方向為X方向，以豎直方向為Z方向，以垂直于X方向和Z方向的方向為Y方向，包括以下步驟:
[0020]控制裝置向預制粧移動裝置發(fā)送指令調(diào)整移動板車和打印裝置的相對位置，定位打印單元使其打印噴頭在X方向上對準待打印的豎向橫截面層的起始位置；[0021 ]控制裝置控制打印裝置沿Y向滑軌實現(xiàn)打印單元的打印噴頭在Y方向的自由移動； [〇〇22]控制橫向支架上下移動以及打印單元上下伸縮，實現(xiàn)打印噴頭在Z方向的自由移動；
[0023]控制移動板車的左右移動實現(xiàn)打印噴頭在X方向上的相對自由移動。
[0024]有益效果:本發(fā)明的預應力粧3D打印系統(tǒng)及其使用方法，可以根據(jù)現(xiàn)場實際工程需要設計并制作相應長度的預應力粧，從而形成整粧，避免了施工過程中的接粧和截粧等技術問題，確保整體粧的質(zhì)量和承載性能;3D打印制作預應力粧，可以根據(jù)需要設計粧身截面以及粧側(cè)粗糙程度，然后直接打印成粧，不需要模板和離心，克服了預應力粧截面形式單一、粧側(cè)壁光滑、常規(guī)離心法制作預應力粧施工中存在的粧身截面材料不一致的現(xiàn)象，從而提高了預應力管粧的粧身質(zhì)量和粧側(cè)粗糙度(即提高粧側(cè)摩阻力)；已有的3D打印建筑物梁結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土墻、以及配筋砌體剪力墻等水泥基材料構(gòu)件，由于未施加預應力，構(gòu)件容易在運輸中或施工錘擊中損壞，從而不適用于粧基礎工程中，本發(fā)明不僅通過3D打印構(gòu)件， 而且在構(gòu)件的預留孔放入預應力鋼筋并施加預應力，不僅提高了粧基承載性能，而且使其適應于粧基礎施工過程。【附圖說明】[〇〇25]圖1為本發(fā)明中預應力粧3D打印系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明預應力粧橫截面形式結(jié)構(gòu)示意圖，圖2(a)為管粧的橫截面，圖2(b)為方粧的橫截面，圖2 (c)為X形粧的橫截面；[〇〇27]圖3為圖1中預應力粧3D打印系統(tǒng)使用方法的流程圖；
[0028]其中，1為控制裝置，2為數(shù)據(jù)線，3為豎向支架，4為橫向支架，5為移動單元，6為Y向滑軌，7為儲料單元，8為加熱單元，9為打印單元，10為凝固單元，11為移動板車，12為卡盤， 13為地面導軌，14為鋼筋籠，15為料池，16為攪拌單元，17為料漿栗，18為輸料管，19為預留孔，20為非預應力鋼筋，21為箍筋，22為管粧截面，23為方粧截面，24為X形粧截面?！揪唧w實施方式】[〇〇29]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作更進一步的說明。[〇〇3〇] 實施例1:
[0031]圖1中的預應力粧3D打印系統(tǒng)，包括:控制裝置1、空間位移裝置、材料供應裝置和打印裝置;控制裝置1采用計算機，通過數(shù)據(jù)線2分別與空間位移裝置、材料供應裝置和打印裝置相連接，空間位移裝置包括打印移動裝置和預制粧移動裝置;材料供應裝置包括料池 15和輸料管18,料池15內(nèi)設置有攪拌單元16,輸料管18上設置有料漿栗17;打印裝置包括儲料單元7、打印單元9和凝固單元10,儲料單元7通過輸料管18與料池15連接，其內(nèi)部設置有加熱單元8,打印單元9和凝固單元10設置在儲料單元7的下方;打印移動裝置包括支撐架和 Y向滑軌6,支撐架包括豎向支架3和橫向支架4,豎向支架3固定在地面，橫向支架4通過可上下移動的移動單元5與豎向支架3相連接，Y向滑軌6與橫向支架4之間通過移動單元5相連接，儲料單元7通過移動單元5與Y向滑軌6相連接;預制粧移動裝置包括地面導軌13和移動板車11，地面導軌13固定在地面，移動板車11通過軌道滾輪與地面導軌13連接，移動板車11 上設置有推進單元為移動板車11提供動力，移動板車11上還設置有兩個卡盤12,卡盤12可通過螺絲釘自由固定在移動板車11上任一位置，兩個卡盤12之間設置有鋼筋籠14;如圖2所示，鋼筋籠14包括非預應力鋼筋20和箍筋21，箍筋21作為鋼筋籠14的外表面，其形狀決定了鋼筋籠14的截面形狀，進一步?jīng)Q定了所打印的預應力粧的橫截面，若干個非預應力鋼筋20 等間距設置在箍筋21的內(nèi)表面，在箍筋21所包圍的區(qū)域內(nèi)還規(guī)則地設置有預留孔19;箍筋 21可以為如圖2(a)所示的圓形，所打印的預應力粧為管粧，其管粧截面22為環(huán)形，非預應力鋼筋20和預留孔19呈圓形分布;箍筋21也可以為如圖2(b)所示的方形，所打印的預應力粧為方粧，其方粧截面23為方形，非預應力鋼筋20和預留孔19呈方形分布;箍筋21還可以為如圖2(c)所示的X形，所打印的預應力粧為X形粧，其X形粧截面24為X形，非預應力鋼筋20和預留孔21呈圓形分布。[〇〇32]可以根據(jù)所打印的預應力粧來設置箍筋21的形狀，預應力粧的截面形式可以為圓形、方形、X形或Y形，還可以為管粧、楔形粧、竹節(jié)粧或支盤粧，其粧身外表面粗糙，其粧長根據(jù)現(xiàn)場設計粧身長度確定；橫截面尺寸可以為:圓形粧直徑為300?500mm;方形粧邊長為 300?500mm;X形或Y形粧的外包圓直徑為300?500mm、開弧角度為90?120° ;管粧外徑為 800?1200mm，內(nèi)徑為680?1050mm，管壁厚為120?150mm;楔形粧的上部直徑為300? 500mm，下部直徑為200?400mm;竹節(jié)粧或支盤粧的竹節(jié)或支盤直徑為700?900mm。預應力粧的材料為高強度混凝土。
[0033]上述豎向支架3和橫向支架4,其制作材料為鋼材或其他金屬材料，尺寸根據(jù)打印粧的尺寸確定，長為3?4m，寬為2?3m，高度為1.5?2.5m;上述Y向滑軌6，其制作材料為鋼材或其他金屬材料，形狀為線性，尺寸與支撐架的橫向支架相同。[〇〇34]上述移動板車11，由多個小型板車拼接而成，每個小型板車的長度為2?3m，寬度為1.5?2.5m，材質(zhì)為鋼材，移動板車11的長度可根據(jù)粧身設計長度自由拼接;上述地面導軌13,其材料為鋼材，其型號為43?60kg/m;上述推進單元，可以是驅(qū)動馬達或者步進電機或者其他形式的電動機，其功率為500?700W;上述卡盤12,其形狀根據(jù)打印粧鋼筋籠14的截面形狀確定，為直徑400?600mm的圓形或邊長400?600mm的方形。[〇〇35]上述料池15，其內(nèi)部設置的攪拌單元16，在粧的打印期間不間斷進行攪拌，保證膠結(jié)材料的流動性，攪拌速度為360?720r/min，料池15進料口的直徑為300?500mm，輸料口直徑為150?250mm，材料為高強度混凝土;攪拌單元16包括驅(qū)動電機、攪拌桿和攪拌頭，驅(qū)動電機的功率為1 〇〇?300W;上述料漿栗17，其出料口和進料口形狀和尺寸根據(jù)實際情況確定，可以為圓形或橢圓形，孔徑為150?250mm;上述輸料管18,其材料為軟質(zhì)塑料管，其直徑根據(jù)料池輸料口直徑確定，為20?30mm。
[0036]上述儲料單元7,為含有出氣孔的長方體密閉空腔，其尺寸根據(jù)漿料噴出速率和料漿栗輸入漿料速率確定，其長為500?1000mm，寬為400?800mm，高度為400?800mm;上述加熱單元8,主要對儲料單元7內(nèi)的楽:料進行加熱，其溫度控制范圍為30?50 °C ;上述打印單元 9為L形，包括高壓噴射部件和打印噴頭，打印噴頭為圓形或扁形;上述凝固單元10,采用激光燒結(jié)或其他快速凝結(jié)方式進行凝結(jié)。[〇〇37] 實施例2:[〇〇38]結(jié)合圖1和圖2,本實施例中介紹實施例1中的預應力粧3D打印系統(tǒng)打印預應力粧的方法，包括以下步驟:[〇〇39](1)3D打印系統(tǒng)安裝:首先，根據(jù)設計要求，制作長為3?4m，寬為2?3m，高度為1.5?2.5m的支撐架，支撐架的橫向支架4與豎向支架3通過移動裝置相互連接;將Y向滑軌6通過移動裝置連接到橫向支架4上，并通過移動裝置將儲料裝置7連接到Y(jié)向滑軌上6;在儲料裝置7內(nèi)安裝加熱裝置8,并在其下方并排安裝打印單元9和凝固單元10;連接料池15、攪拌裝置16、輸料管18、料漿栗17以及儲料裝置7構(gòu)成材料供應系統(tǒng);根據(jù)實際設計粧長將移動板車11拼接到相應的長度，并將卡盤12固定在移動板車11適當位置上;最后通過數(shù)據(jù)線將計算機與移動裝置、攪拌裝置16、料漿栗17、加熱裝置8、打印單元9、凝固單元10以及移動板車11相連接。[〇〇4〇] (2)三維建模:利用4此〇040、3011^1、？仰￡、1^或3〇11(1￥〇48等30建模軟件，繪制預應力粧的三維立體模型，模型包括預應力粧的形狀、尺寸以及截面形式;可以為圓形、方形、 X形或Y形，還可以為管粧、楔形粧、竹節(jié)粧或支盤粧，其粧身外表面粗糙，其粧長根據(jù)現(xiàn)場設計粧身長度確定；橫截面尺寸可以為:圓形粧直徑為300?500mm;方形粧邊長為300? 500mm;X形或Y形粧的外包圓直徑為300?500mm、開弧角度為90?120° ;管粧外徑為800? 1200mm，內(nèi)徑為680?1050mm，管壁厚為120?150mm;模形粧的上部直徑為300?500mm，下部直徑為200?400mm;竹節(jié)粧或支盤粧的竹節(jié)或支盤直徑為700?900mm;(本實施例為外包圓直徑400mm、開弧角度為90°的X形粧)。
[0041] (3)材料準備:將水泥、石子等分別按設計比例裝入料池中，打開料池15中的攪拌單元16,將攪拌單元16的速度調(diào)整為360?720r/min，對材料進行攪拌得到水泥基衆(zhòng)液;根據(jù)預應力粧的長度以及截面形狀尺寸，綁扎相應的鋼筋籠14;[〇〇42] (4)3D打印施工過程:打開料漿栗17以及加熱單元8,將水泥基漿液輸送至儲料單元7中，并保證漿液溫度保持在30?50°C ;根據(jù)3D建模軟件中繪制的預應力粧三維立體模型，將預應力粧三維立體模型分為多個豎向橫截面層，分層進行打印，如圖1中所示的打印好的兩個橫截面層和正在打印的橫截面層；
[0043]調(diào)整移動板車11和打印裝置的相對位置，使得打印單元9精確定位在需要打印的位置上，即待打印的豎向橫截面的起始位置；
[0044]定位完成后，儲料單元7向打印單元9輸送水泥基漿料，打印單元9的打印噴頭將水泥基漿料水平向噴射到需要打印的位置，凝固單元10促使?jié){料迅速凝固，形成混凝土層；
[0045]對于每個豎向橫截面層，打印過程中打印單元9通過如下方式改變打印位置:控制裝置1發(fā)送指令至空間位移裝置，由打印裝置沿Y向滑軌6實現(xiàn)打印噴頭在Y方向的自由移動；由橫向支架4的上下移動和打印單元9的伸縮實現(xiàn)打印噴頭在Z方向的自由移動；由移動板車11的左右移動實現(xiàn)打印噴頭在X方向上的相對自由移動，從而實現(xiàn)打印噴頭精確定位需要打印位置;每打印完一層，控制移動板車11沿X方向移動A X距離(AX等于每個橫斷面的寬度)，為5?10cm，使打印單元正對下一個橫斷面層，實現(xiàn)該橫斷面層的打??；依次類推， 重復上述步驟進行打印，直至整根粧打印完成；[〇〇46] (5)養(yǎng)護成型:打印完成后，在標準養(yǎng)護條件下，對預應力粧體進行養(yǎng)護28?30d; [〇〇47] (6)施加預應力:在粧體混凝土達到齡期及其強度后，在粧體內(nèi)預留孔19中放入預應力鋼筋并對其施加預應力，得到外包圓直徑400mm、開弧角度為90°的X形粧，完成3D打印預應力粧的制作施工。
[0048]以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種預應力粧3D打印系統(tǒng)，其特征在于，包括:控制裝置(1)、材料供應裝置和打印裝 置、打印移動裝置和預制粧移動裝置;控制裝置(1)分別與所述材料供應裝置、打印裝置、打 印移動裝置和預制粧移動裝置相連接;所述材料供應裝置包括料池(15)和輸料管(18)，所 述打印裝置包括儲料單元(7)、打印單元(9)和凝固單元(10)，儲料單元(7)通過輸料管(18) 與料池(15 )連接，打印單元(9 )和凝固單元(10 )設置在儲料單元(7 )的下方;所述打印移動 裝置包括支撐架和Y向滑軌(6)，支撐架包括豎向支架(3)和橫向支架(4)，豎向支架(3)固定 在地面，橫向支架(4)通過移動單元(5)與豎向支架(3)相連接，Y向滑軌(6)與橫向支架(4) 之間通過移動單元(5 )相連接，所述儲料單元(7 )通過移動單元(5 )與Y向滑軌(6 )相連接;所 述預制粧移動裝置包括移動板車(11)，移動板車(11)上設置有推進單元為其提供動力，移 動板車(11)的上表面還設置有兩個卡盤(12)，兩個卡盤(12)之間設置有鋼筋籠(14)。2.根據(jù)權利要求1所述的預應力粧3D打印系統(tǒng)，其特征在于，所述鋼筋籠(14)包括非預 應力鋼筋(20)和箍筋(21)，所述箍筋(21)作為鋼筋籠(14)的外表面，其形狀決定了鋼筋籠 (14)的截面形狀，若干個非預應力鋼筋(20)等間距設置在箍筋(21)的內(nèi)表面，在箍筋(21) 所包圍的區(qū)域內(nèi)還規(guī)則地設置有預留孔(19)。3.根據(jù)權利要求2所述的預應力粧3D打印系統(tǒng)，其特征在于，所述箍筋(21)為圓形、方 形或X形。4.根據(jù)權利要求2所述的預應力粧3D打印系統(tǒng)，其特征在于，所述移動板車(11)通過軌 道滾輪在地面導軌(13)上移動。5.根據(jù)權利要求1所述的預應力粧3D打印系統(tǒng)，其特征在于，料池(15)內(nèi)設置有攪拌單 元(16)，所述輸料管(18)上設置有料漿栗(17)，所述儲料單元(7)的內(nèi)部設置有加熱單元 (8)〇6.根據(jù)權利要求1所述的預應力粧3D打印系統(tǒng)，其特征在于，打印單元(9)為L形，以鋼 筋籠(14)所放置方向為水平方向，則打印單元(9)可在豎直方向上自由伸縮，其打印噴頭水 平設置以實現(xiàn)打印材料的水平向噴射。7.—種權利要求1所述的預應力粧3D打印系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括以下步 驟:(1)三維建模:利用3D建模軟件繪制預應力粧的三維立體模型，模型包括預應力粧的形 狀、截面形式以及尺寸；(2)材料準備:將漿料裝入料池(15)中，對打印材料進行攪拌得到水泥基漿液;根據(jù)預 應力粧的長度以及截面形狀尺寸，綁扎相應的鋼筋籠(14)，并將鋼筋籠(14)固定在卡盤 (12)上；(3)3D打印施工過程:將水泥基漿液輸送至儲料單元(7)中，并保證漿液溫度保持在30?50°C ;根據(jù)3D建模軟件中繪制的預應力粧三維立體模型，將預應力粧三維立體模型劃分為多 個豎向橫截面層，對于每一豎向橫截面層，儲料單元(7 )向打印單元(9 )輸送水泥基楽:料，打 印噴頭將水泥基漿料水平向噴射到需要打印的位置，凝固單元(10)促使?jié){料凝固形成混凝 土層，分層進行打印直至整根粧打印完成；(4)養(yǎng)護成型:打印完成后，在標準養(yǎng)護條件下，對預應力粧體進行養(yǎng)護28?30d;(5)施加預應力:粧體混凝土達到齡期及其強度后，在粧體內(nèi)的預留孔(19)中放入預應力鋼筋并對其施加預應力，完成3D打印預應力粧的制作施工。8.根據(jù)權利要求7所述的使用方法，其特征在于，以鋼筋籠(14)所放置方向為X方向，以 豎直方向為Z方向，以垂直于X方向和Z方向的方向為Y方向，步驟(3)中對于每一豎向橫截面 層的打印包括以下步驟:控制裝置(1)向預制粧移動裝置發(fā)送指令調(diào)整移動板車(11)和打印裝置的相對位置， 定位打印單元(9)使其打印噴頭在X方向上對準待打印的豎向橫截面層的起始位置；控制裝置(1)控制打印裝置沿Y向滑軌實現(xiàn)打印單元(9)的打印噴頭在Y方向的自由移 動；控制橫向支架(4)上下移動以及打印單元(9)上下伸縮，實現(xiàn)打印噴頭在Z方向的自由 移動；控制移動板車(11)的左右移動實現(xiàn)打印噴頭在X方向上的相對自由移動。
【文檔編號】E02D5/30GK105965664SQ201610289723
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】孔綱強, 李輝, 孟珍珠, 彭懷風
【申請人】河海大學