[发明专利]建筑3D打印线宽补偿方法及系统

说明书

本发明涉及一种建筑3D打印线宽补偿方法及系统，该方法包括如下步骤：3D打印过程中，实时获取打印线条的实际宽度；依据线条的设计宽度，计算出所获取的打印线条的实际宽度与所述线条的设计宽度的差值；以及判断计算得出的差值是否在允许范围内，若否，则调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使所述差值在允许范围内。本发明的建筑3D打印线宽补偿方法通过实时监控打印线条的实际宽度，比对设计宽度和实际宽度，在两者的差值超出允许范围时，自动调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使得3D打印线条的实际宽度接近设计宽度，实现了实时检测，实时打印，实时调整，从而提高打印形成的构件的质量和精度。

技术领域

本发明涉及建筑施工工程领域，特指一种建筑3D打印线宽补偿方法及系统。

背景技术

建筑3D打印使用的材料是水泥砂浆，其颗粒度大，流动性差，因此实际打印期间轨迹线条宽度与设计宽度、出料口尺寸不完全一致。

3D打印机包括机架和设置在机架上的送料器，机架可沿XYZ三个方向进行移动，从而使得3D打印机在三维空间内可移动至任意所需的位置，送料器上设置有螺旋杆和出料口，通过螺旋杆的旋转而将料从出料口处送出并在打印位置形成打印线条。

其中机架的行走速度、螺旋杆的旋转速度、出料口的直径、砂浆流动性以及打印单层高等因素之间互相制约、限制，在螺杆轴旋转过快，容易导致材料内部出现旋转空腔，导致不出料；出料口过小，那么料筒到小出料口的变径部分，就会造成很大的流速损耗，甚至管道堵塞，导致不出料；砂浆流动性好，就难以控制出料后的成型，流动性不好，容易导致线条外表面粗造不平；机架行走速度过快，容易将出料线条拉细，甚至拉变形；行走过慢，容易导致线条变粗；因此这几个因素要设计成最优组合，才能在保证出料完好的情况下，提高打印速度，从而提高打印效率。而现有技术中，通常是依据所需的结构尺寸来设定好机架的行走速度和螺旋杆的旋转速度，而后依据该设定的行走速度和旋转速度进行3D打印作业，由于缺少反馈调节，而使得在上述各因素的相互影响下，所获得的3D打印构件在精度上难以满足设计要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种建筑3D打印线宽补偿方法及系统，解决现有的3D打印机过程缺少反馈调节而使得获得的打印构件在精度上难以满足设计要求的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种建筑3D打印线宽补偿方法，包括如下步骤：

3D打印过程中，实时获取打印线条的实际宽度；

依据线条的设计宽度，计算出所获取的打印线条的实际宽度与所述线条的设计宽度的差值；以及

判断计算得出的差值是否在允许范围内，若否，则调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使所述差值在允许范围内。

本发明的建筑3D打印线宽补偿方法通过实时监控打印线条的实际宽度，比对设计宽度和实际宽度，在两者的差值超出允许范围时，自动调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使得3D打印线条的实际宽度接近设计宽度，实现了实时检测，实时打印，实时调整，这样的反馈能够提高3D打印的质量，从而提高打印形成的构件的精度。

本发明的补偿方法的进一步改进在于，调节3D打印机的行走速度和/或出料速度的步骤，包括：

在所述差值大于所述允许范围的正值时，减小所述3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或增大所述3D打印机的行走速度以减小打印线条的宽度；

在所述差值小于所述允许范围的负值时，增大所述3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或减小所述3D打印机的行走速度以增加打印线条的宽度。

本发明的补偿方法的进一步改进在于，实时获取打印线条的实际宽度的步骤，包括：

于所述3D打印机的出料管上安装测距仪；