[发明专利]一种耗材适应性可智能调控的建筑3D打印系统及打印方法

说明书

本发明公开了一种耗材适应性可智能调控的建筑3D打印系统及打印方法，所述建筑3D打印系统包括三维移动框架、泵送管道、喷头、自动供料装置及智能调控装置；所述喷头内安装稠度传感器、液位传感器及流变仪，可以实时将喷头中混凝土的流变学数据传送给智能调控装置，判断混凝土的性能是否处于可满足打印的范围，若满足，则继续打印，若不满足，则停止打印，通过电子计量方式加入粉料、纤维、水或外加剂等对混凝土流变性进行调节，调节至符合打印要求后，继续打印工作。打印完成后，可对设备进行清洗工作，降低设备清洗劳动量。本发明能够实时监测混凝土耗材的打印状态，智能调控混凝土的打印状态使打印过程更加顺畅。

技术领域

本发明属于建筑3D打印技术领域，具体涉及一种耗材适应性可智能调控的建筑3D打印系统及打印方法。

背景技术

近年来，随着3D打印技术在高分子材料、金属材料等领域发展的日渐成熟，3D打印混凝土技术也开始崭露头角。3D打印混凝土技术所用混凝土耗材不同于传统意义上的混凝土，它要求混凝土要具有通过管道顺利输送的可泵送性，通过喷头顺利挤出的可挤出性，从喷头挤出后能够顺利堆积的可堆叠性以及堆叠起来后保持稳定性的体积稳定性，混凝土耗材的这些性质主要与其流变性以及凝结时间有关系。

目前，对于3D打印混凝土技术混凝土耗材的研究，多采用反复适配混凝土耗材来满足打印设备的要求，对打印过程中混凝土耗材打印性能的评价，只能通过实际输送、挤出情况以及对耗材堆积状态进行肉眼观察确定，并且在打印过程中已拌和混凝土耗材的性质一般无法再进行调整。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种耗材适应性可智能调控的建筑3D打印系统，本发明能够实时采集、分析喷头内混凝土的流变学数据，判断混凝土是否适合打印，对不适合打印的混凝土进行调配，以及打印完成后，进行清洗工作。此外，本发明还要提供一种耗材适应性可智能调控的建筑3D打印方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种耗材适应性可智能调控的建筑3D打印系统，包括三维移动框架、喷头、泵送管道、自动供料装置及智能调控装置；

所述喷头安装于所述三维移动框架上，沿所述三维移动框架按照设定的轨迹做三维运动；

所述泵送管道连接所述自动送料装置的供料口及所述喷头的进料口，从自动供料装置输送混凝土到喷头；

所述喷头内设置有混凝土性能检测仪及挤出螺杆，所述自动供料装置的顶部设置有回收漏斗，所述自动供料装置随所述三维移动框架同步移动；

所述智能调控装置连接所述三维移动框架、所述混凝土性能检测仪、所述挤出螺杆、所述喷头及所述自动供料装置。

作为优选的技术方案，所述混凝土性能检测仪包括稠度传感器、液位传感器及流变仪，所述稠度传感器设置于所述喷头内部的顶部，所述液位传感器、所述流变仪设置于所述喷头的内部且位于所述挤出螺杆的上方，所述液位传感器位于所述流变仪的上方，所述液位传感器与所述稠度传感器齐平或位于所述稠度传感器的下方。

作为优选的技术方案，所述稠度传感器包括滑杆、滑动连接件、浮锥及阻隔球，所述滑杆的数量为两个，其竖直设置于喷头内部的两端，所述滑动连接件与所述滑杆滑动连接，所述浮锥安装于所述滑动连接件上，在滑杆的约束下随着滑动连接件沿滑杆做竖直方向的运动，所述阻隔球安装于所述滑杆的下端，所述浮锥上设置有电子测量元件用于测量浮锥沉入混凝土的深度。

所述浮锥设置为倒圆锥形，表面做疏水处理，可漂浮在混凝土液面上，尖部朝下，部分沉入混凝土内，根据浮锥沉入混凝土的深度判断混凝土稠度大小。