[发明专利]一种建筑3D切片建造方法及3D打印装置

说明书

本发明公开了一种建筑3D切片建造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取建筑数据的分层处理与节点数据；S2：将获取的数据通过xyz轴进行点云阵列转换成相对应的xyz轴坐标信息；S3：对xyz轴坐标信息进行横向和纵向的切片，完成闭环曲线；S4：通过各曲线形成相应的建筑表皮结构分段路径，对分段路径进行分包、序列化；S5：采用矩阵式3D打印分布式生产方式完成各个模块的制造。本发明实现非线性建筑的快速建造，降低对工人的施工要求与工艺要求，施工难度与造价成本低。

技术领域

本发明涉及建筑BIM快速成型领域，尤其是一种对混凝土3D造型布线路径的规划方法及相对该方法进行辅助的3D快速成型装置。

背景技术

现在有3D建筑的打印方法，但是复杂的3D建筑形体，与一般的以相对规整的建筑楼房不同，该建筑形体具有流线型，不规则型，雕塑形等特点，一般的常规建筑方式比较难以满足该建筑形式的建造，对工人的施工要求与工艺要求比较高，而且施工难度与造价成本相对偏高。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种，通过此方法降低施工难度，增加非线性建筑建造速度，并且大大降低了对施工人员经验和手艺的要求。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种建筑3D切片建造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取建筑数据的分层处理与节点数据；

S2：将获取的数据通过xyz轴进行点云阵列转换成相对应的xyz轴坐标信息；

S3：对xyz轴坐标信息进行横向和纵向的切片，完成闭环曲线；

S4：通过各曲线形成相应的建筑表皮结构分段路径，对分段路径进行分包、序列化；

S5：采用矩阵式3D打印分布式生产方式完成各个模块的制造。

进一步的，所述S1具体包括：将需要成型的建筑数据通过雕塑或者3D建模手段获取相对应的模型数据；所述3D建模手段包括：采用3D扫描仪对微缩版的建筑模型进行扫描或者根据3D建模工具获取3D模型。

进一步的，所述S2具体包括：

S20：在BIM可视化建模软件中输入建筑的层高、高度、应力、流线曲度参数，通过数据编辑进行点云转换，并生成点云数据参数坐标；

S21：核准校对坐标轴点，将点云数据生成点云坐标体系P＝[x,y,z]；

S22：将云点坐标系通过云点ICP算法成三角面。

进一步的，所述S20中，如果云坐标离合点无法获取相应平滑的曲线或者应力点无法满足，则坐标位置点采用代偿方式，获取可编辑的坐标点，并对该坐标点进行模拟测试与优化；如果满足应力与曲度要求，则生成具有xyz坐标数据的坐标参数点[x,y,z]。

进一步的，所述云点ICP算法步骤如下：

A:在目标点云P中取点集pi∈P；

B:找出源点云Q中的对应点集qi∈Q，使得||qi-pi||＝min；

C:计算旋转矩阵R和平移矩阵t，使得误差函数最小；

D:对pi使用上一步求得的旋转矩阵R和平移矩阵t进行旋转和平移变换，的到新的对应点集pi’＝{pi’＝R，pi+t,pi∈P}；

E:根据公式计算pi’与对应点集qi的平均距离d；

F:如果d小于某一给定的阈值或者大于预设的最大迭代次数，则停止迭代计算。

进一步的，所述S22具体包括：