[发明专利]单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统及方法

说明书

针对现有打印系统只有一个打印头，打印效率较低、系统控制复杂的问题，本发明提供一种单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统及方法，该系统包括打印装置与电动爬升装置，电动爬升装置设置于已打印建筑的外立面上，电动爬升装置能够带动打印装置在竖直方向上移动；打印装置包括一对平行轨道横梁、至少两根相平行的打印头横梁、打印头杆以及打印头，相邻打印头横梁通过伸缩机构连接，所述打印头横梁垂直于平行轨道横梁之间且能够沿着平行轨道横梁移动，设有打印头的打印头杆密布于整根打印头横梁上，从而将打印头在水平打印面内的双向移动转换为单向移动，提高了可靠性，且打印头横梁的每次移动可以完成至少两层的打印，提高了打印效率。

技术领域

本发明属于建筑施工领域，尤其涉及一种建筑用3D打印系统及方法。

背景技术

3D打印技术即三维打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等方式实现快速成型的技术。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有粉末状金属或塑料等可粘合材料，与电脑连接后，通过一层又一层的多层打印方式，最终把计算机上的蓝图变成实物。

随着3D打印技术的发展并逐渐成熟，3D打印技术给制造业带来技术革新。在劳动力密集型的建筑行业，如能引入3D打印技术进行工程施工生产，在施工效率，生产成本，工程工期，机械化自动化水平提高等方面均能有很大程度的提高。

建筑结构通常体量巨大，现有3D打印系统的打印头横梁上只设置一个打印头，打印效率较低。并且，现有的3D打印系统的打印头需要在打印区域内进行X向与Y向的双向运动，因此，需要分别设置X向与Y向的各自的驱动系统并使之协同作用，不但使得结构较复杂、控制繁琐，而且降低了3D打印系统的可靠性和精度。

因此，如何提供一种结构简单、性能可靠且具有较高打印效率的单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统及方法，已成为建筑施工界需进一步完善优化的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统及方法，通过在打印头横梁密布打印头，将打印头在水平打印面上的双向运动变为单向运动，简化了系统，有效提高了整个打印系统的可靠性，并且密布的打印头在水平打印面上每移动一次即可完成至少两层建筑横截面层打印，有效提高了打印效率。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统，包括打印装置与电动爬升装置，所述电动爬升装置设置于已打印建筑的外立面上，所述电动爬升装置能够带动所述打印装置在竖直方向上移动；所述打印装置包括一对平行轨道横梁、至少两根相平行的打印头横梁、若干打印头杆以及若干打印头，相邻打印头横梁通过伸缩机构连接，所述打印头横梁垂直于所述平行轨道横梁之间且能够沿着所述平行轨道横梁移动，所述打印头杆的一端固定连接于所述打印头横梁上，所述打印头杆的另一端设置所述打印头，且所述若干打印头杆密布于整根所述打印头横梁上。

优选的，在上述的单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统中，所述打印头杆能够伸缩，带动所述打印头上下移动。

优选的，在上述的单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统中，各所述打印头独立控制。

优选的，在上述的单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统中，所述伸缩机构采用剪叉式结构。

优选的，在上述的单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统中，所述轨道横梁具有一C型空腔，所述打印头横梁的两端分别与一滑块固定连接，所述滑块与所述C型空腔相匹配，所述滑块分别嵌设于对应轨道横梁的C型空腔内并能够沿着对应轨道横梁的C型空腔滑动，所述伸缩机构设置于相邻打印头横梁同侧端的滑块之间。