[发明专利]一种混凝土3D打印喷头及打印机

说明书

本发明提供一种混凝土3D打印喷头及打印机，属于混凝土3D打印技术领域。所述打印喷头包括主体套筒，固定衬套，套筒，速凝剂导入管以及喷嘴。主体套筒顶部设置有电机，内腔设置有螺旋搅拌轴，筒体上设置有进料筒，下端筒体外周设置有上支撑板；所述固定衬套的上端与上支撑板嵌合连接，下端嵌合有下支撑板，内腔设置有搅拌螺杆，搅拌螺杆的上端与螺旋搅拌轴的下端嵌合连接；所述套筒包括套筒内圈以及套筒外圈，套筒内圈及套筒外圈将速凝剂导入管紧紧嵌合在其间；所述喷嘴与套筒外圈的下端通过螺纹连接。本发明3D打印喷头在混凝土浆体输送末端加入速凝剂，既能满足3D打印对混凝土快速凝结的需求，又能避免混凝土材料在输送过程中凝结硬化过快造成的堵管。

技术领域

本发明属于混凝土3D打印技术领域，具体为一种混凝土3D打印喷头及打印机。

背景技术

3D打印是一种以数字模型为基础的快速成型技术，运用可粘合的材料，通过逐层堆积的方式来构造物体的技术。3D打印的根本是数据驱动的结果，不仅能大量节省原材料，还能造出结构更加复杂的物品。

混凝土3D打印是利用特殊的混凝土作为原材料，通过三维坐标建立模型，将混凝土材料逐层堆积起来形成坚硬的建筑物轮廓的方法。混凝土3D打印系统一般由模拟控制部分、机械运动部分及原材料搅拌输送部分组成。进行打印时，模拟控制部分发出指令后，机械运动部分便根据其建立的模型逐层进行封闭式运动，而此时混凝土材料也源源不断的输送到指定的位置。混凝土材料就会像牙膏一样挤压出来，再一层一层堆砌起来，直到打印过程结束。

普通混凝土材料具有不可避免的缺陷，其凝结时间长，初凝时间通常在六小时以上，这对打印来说是非常的不利，在堆高的过程中容易发生坍塌，以至于无法堆叠形成较高的建筑轮廓，实用意义较小。为此需要向混凝土中加入能使其快速硬化的速凝剂，使混凝土在较短的时间内凝结硬化，足以支撑后续打印。但快速凝结硬化时间仍受速凝剂浓度、速凝剂作用效果、环境温度、搅拌均匀程度等影响，具有不稳定性，通常在一个范围区间内。若在混凝土搅拌时便加入速凝剂，如遇上临时终止打印等情况的出现，极有可能使混凝土在管道中便凝结硬化，进而造成堵塞管道等严重后果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土3D打印喷头，本发明喷头能够将液体速凝剂较均匀的混合到混凝土中，稳定可控的挤压出混凝土材料，出料后又能简单抹平混凝土，且喷头装置拆卸简单，内部清洗方便，可根据需要推广应用至各类型的混凝土3D打印机上。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种混凝土3D打印喷头，包括主体套筒，位于主体套筒下端并与其连通的固定衬套，位于固定衬套下端并与其连通的套筒，嵌合于套筒内的速凝剂导入管以及位于套筒下端并与其连通的喷嘴；

所述主体套筒的顶部设置有电机，内腔设置有螺旋搅拌轴，螺旋搅拌轴上端与电机的转子通过嵌合方式连接，筒体上设置有与主体套筒连通的进料筒，下端筒体外周设置有上支撑板；

所述固定衬套的上端以嵌合的方式与上支撑板嵌合连接，下端嵌合有下支撑板，内腔设置有搅拌螺杆，搅拌螺杆的上端与螺旋搅拌轴的下端嵌合连接；

所述套筒包括套筒内圈以及套合在套筒内圈外周的套筒外圈，套筒内圈及套筒外圈将速凝剂导入管紧紧嵌合在其间，且套筒内圈安装在下支撑板上；

所述喷嘴与套筒外圈的下端通过螺纹连接。

作为本发明所述一种混凝土3D打印喷头的一个具体实施例，所述速凝剂导入管包括两个同圆心的管道圈Ⅰ和管道圈Ⅱ，将管道圈Ⅰ和管道圈Ⅱ连通且相互垂直连通的直管Ⅰ和直管Ⅱ以及与管道圈Ⅰ和直管Ⅰ连通的外接管道，管道圈Ⅰ、管道圈Ⅱ、直管Ⅰ及直管Ⅱ的底部设置有孔洞。

作为本发明所述一种混凝土3D打印喷头的一个具体实施例，所述直管Ⅰ和直管Ⅱ分布在管道圈Ⅰ的两个相互垂直的直径上。