一種具有兩級軌道框架結(jié)構(gòu)的3d打印裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有兩級軌道框架結(jié)構(gòu)的3D打印裝置。
【背景技術(shù)】
[0002 ]眾所周知，3D打印建筑可以充分利用打印智能控制，使建筑一次成型，減少建筑中的材料和工藝損耗，它能夠讓未來的建筑工人勞動強度大大降低，工作環(huán)境大大改善，工作更高效，它還可以做到讓建筑能耗大幅度降低，可有效地改善施工粉塵和噪音的影響，避免對環(huán)境造成污染。
[0003]雖然，3D打印技術(shù)離我們越來越近，早已不再是紙面上的概念，但是，目前的3D打印技術(shù)在建筑市場的應(yīng)用還僅限于住宅建筑、小型場館等小體量建筑的施工，其原因如下:現(xiàn)有的建筑用3D打印裝置體積較小(如全球首批建筑用3D打印裝置尺寸:長X寬X高分別為150mX10mX6.6m)，而龍門架式3D打印裝置的打印高度又受限，可見，對于大體量建筑物的施工而言，現(xiàn)有的3D打印裝置并不適用;實踐證明，如果根據(jù)施工需要而擴大現(xiàn)有3D打印裝置的尺寸，工作效率能夠得到明顯的提高，但是，打印頭運行路線加長，隨之而來的弊端是不能兼顧打印精度，無法保證施工質(zhì)量。
[0004]綜上所述，如何克服現(xiàn)有3D打印裝置結(jié)構(gòu)及施工方法上的局限性，使其能夠適應(yīng)大體量建筑物的施工，使未來的3D打印技術(shù)能夠在建筑領(lǐng)域真正得以推廣、應(yīng)用具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有3D打印裝置的打印尺度有局限，而尺寸擴大的3D打印裝置無法兼顧工作效率和打印精度，不能滿足大體量建筑物的施工需要的問題，本實用新型的目的是提供一種具有兩級軌道框架結(jié)構(gòu)的3D打印裝置，將大體量建筑體當(dāng)前橫截面層劃分為多個小面積區(qū)域逐塊施工，通過設(shè)置兩級軌道框架結(jié)構(gòu)實現(xiàn)打印頭的二次定位，在保證施工效率的同時提高了打印精度。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的一種具有兩級軌道框架結(jié)構(gòu)的3D打印裝置，包括一閉合的一級軌道框架;設(shè)置于所述一級軌道框架內(nèi)，且兩端與所述一級軌道框架滑動配合的至少一根軌道橫梁;每根所述軌道橫梁上均設(shè)有與其滑動配合的二級軌道機構(gòu)；所述二級軌道機構(gòu)包括一閉合的二級軌道框架，設(shè)置于所述二級軌道框架內(nèi)且與其滑動配合的至少一根打印頭橫梁，以及設(shè)置于所述打印頭橫梁上且能夠沿所述打印頭橫梁滑動的至少一個打印頭;所述二級軌道框架具有一對對稱設(shè)置的滑道二，兩端設(shè)有滑塊或滾輪組的所述打印頭橫梁與所述滑道二滑動配合，使得所述打印頭橫梁的兩端能夠沿所述二級軌道框架滑動。
[0007]優(yōu)選的，所述二級軌道框架還包括支撐架和連接桿，所述支撐架由若干桿件組成，每根所述桿件的一端固定于所述二級軌道框架的轉(zhuǎn)角部，其另一端與所述連接桿的底端剛性連接;所述連接桿的頂端設(shè)有滑塊或滾輪組，且所述連接桿通過所述滑塊或滾輪組與設(shè)有滑槽的所述軌道橫梁滑動配合，使得所述二級軌道框架能夠通過所述連接桿沿所述軌道橫梁滑動。
[0008]優(yōu)選的，所述二級軌道機構(gòu)還包括打印頭連接架，所述打印頭連接架包括能夠與所述打印頭橫梁滑動配合的基座，以及與所述基座固定連接的打印頭桿;所述打印頭通過所述打印頭桿連接在所述基座上，所述基座套設(shè)在所述打印頭橫梁上并能夠沿所述打印頭橫梁滑動，從而帶動所述打印頭沿所述打印頭橫梁滑動。
[0009]優(yōu)選的，所述一級軌道框架是由一對平行且對稱設(shè)置的滑道一，及連接一對所述滑道一的連系梁一構(gòu)成的閉合框架結(jié)構(gòu)，兩端設(shè)有滑塊或滾輪組的所述軌道橫梁與所述滑道一滑動配合，使得所述軌道橫梁能夠沿所述一級軌道框架滑動。
[0010]優(yōu)選的，每根所述軌道橫梁上部均設(shè)置對稱的格構(gòu)式支撐框架一，所述格構(gòu)式支撐框架一是由型鋼、鋼管或組合截面桿件連接而成的桿系結(jié)構(gòu)，所述格構(gòu)式支撐框架一的對稱軸與所述軌道橫梁的縱軸線重合，且所述格構(gòu)式支撐框架一的高度從中部到端部逐漸變小。
[0011]優(yōu)選的，所述格構(gòu)式支撐框架一由至少四個框架單元依次連接而成，其中，沿對稱軸對稱的兩個框架單元一中，中心翼緣和相鄰兩根腹桿之間連接有斜桿，兩個所述框架單元一通過側(cè)翼緣與所述軌道橫梁的兩端連接，形成位于兩側(cè)的框架單元二，所述中心翼緣與所述側(cè)翼緣構(gòu)成連續(xù)的折線或弧線;所述格構(gòu)式支撐框架一的各桿件之間均為鉸接，所述軌道橫梁上固接有若干轉(zhuǎn)接板，所述格構(gòu)式支撐框架一的桿件與所述轉(zhuǎn)接板鉸接。
[0012]優(yōu)選的，所述滑道一上部設(shè)置對稱的格構(gòu)式支撐框架二，所述格構(gòu)式支撐框架二的對稱軸與所述滑道一的縱軸線重合，所述格構(gòu)式支撐框架二由至少四個框架單元依次連接而成，其中，沿對稱軸對稱的兩個框架單元A中，中心翼緣和相鄰兩根腹桿之間連接有斜桿，兩個所述框架單元A通過側(cè)翼緣與所述滑道一的兩端連接，形成位于兩側(cè)的框架單元B，所述中心翼緣與側(cè)翼緣構(gòu)成連續(xù)的折線或弧線。
[0013]優(yōu)選的，還包括連接于所述一級軌道框架底部的爬升裝置，所述爬升裝置包括兩組框架式連系梁，兩組所述框架式連系梁通過若干液壓頂升機構(gòu)連接成一個整體框架結(jié)構(gòu)，且每組所述框架式連系梁通過附著裝置連接在已打印建筑體的外立面；
[0014]所述液壓頂升機構(gòu)包括液壓油缸一及其驅(qū)動單元一，所述液壓油缸一的缸體和活塞分別固定在兩組所述框架式連系梁上，所述驅(qū)動單元一能夠控制所述液壓頂升機構(gòu)同步頂升或下降，進而帶動所述框架式連系梁做相應(yīng)的運動，使得所述爬升裝置能夠逐步相對于所述已打印建筑體爬升或下降；
[0015]所述附著裝置包括橫向液壓機構(gòu)和擴展板，所述橫向液壓機構(gòu)包括液壓油缸二及其驅(qū)動單元二，所述液壓油缸二的一端連接在所述框架式連系梁上，所述液壓油缸二的另一端固接所述擴展板，且與所述已打印建筑體的外立面相抵，所述驅(qū)動單元二能夠控制連接在同一框架式連系梁上的所述液壓油缸二同步伸長或收縮，進而使得相應(yīng)的所述框架式連系梁附著或脫離所述已打印建筑體的外立面。
[0016]本實用新型的效果在于:針對目前大體量建筑物的打印施工無法兼顧工作效率及打印精度的問題，本實用新型的具有兩級軌道框架結(jié)構(gòu)的3D打印裝置由兩級軌道框架結(jié)構(gòu)組成;一級軌道框架圍合于已打印建筑體外側(cè)并穩(wěn)定附著于其外壁，軌道橫梁設(shè)置于一級軌道框架內(nèi)并與其滑動配合，使得軌道橫梁能夠在一級軌道框架內(nèi)沿X軸方向上、下移動；二級軌道機構(gòu)與軌道橫梁滑動配合，使得二級軌道機構(gòu)能夠沿軌道橫梁(即y軸方向)左、右移動，進而使得二級軌道機構(gòu)能夠在一級軌道框架所覆蓋的平面內(nèi)自由移動;更進一步，本實用新型在二級軌道機構(gòu)的二級軌道框架內(nèi)設(shè)置能夠與其滑動配合的打印頭橫梁，用于輸出建筑物料的打印頭則與打印頭橫梁滑動配合;打印頭首先在二級軌道框架所覆蓋的較小范圍內(nèi)自由滑動并實施打印施工，再通過二級軌道機構(gòu)在一級軌道框架所覆蓋的較大范圍內(nèi)的自由滑動實現(xiàn)逐塊逐行打印施工，從而使得打印頭能夠在已打印建筑體當(dāng)前橫截面層內(nèi)基于xy平面靈活運動并打印建筑物料。可見，本實用新型的3D打印裝置設(shè)置兩級軌道框架結(jié)構(gòu)，將大體量建筑體當(dāng)前橫截面層劃分為多個小面積區(qū)域逐塊施工，通過二級軌道機構(gòu)實現(xiàn)打印頭的二次定位，進而在保證施工效率的同時提高了打印精度。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型一實施例3D打印裝置安裝于已打印建筑體上的示意圖；
[0018]圖2為圖1的俯視圖；
[0019]圖3為本實用新型一實施例中二級軌道機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為圖3的A-A剖面圖；
[0021]圖5為圖4的B-B剖面圖；
[0022]圖6為本實用新型一實施例格構(gòu)式支撐框架一安裝于軌道橫梁上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為圖6的C部分的局部放大圖；
[0024]圖8為圖6的D部分的局部放大圖；
[0025]圖9