[发明专利]一种用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件及方法

说明书

本发明公开了一种用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件及方法，所述支撑构件用以支撑和带动3D打印机的打印装置随建筑物上升而向上移动，包括：竖直支撑构件和水平支撑构件，所述竖直支撑构件分布于已打印建筑物的四周；所述水平支撑构件为与所述建筑物的轮廓相匹配的闭合矩形框架，所述矩形框架的四个角与所述竖直支撑机构的上端连接并在所述竖直支撑机构的推动下沿竖直方向向上运动。本发明不但能适应大体量建筑物的打印要求，还具有非常高的安全系数、结构稳定性和运动精度。

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件及方法。

背景技术

3D打印是制造业领域具有工业革命意义的一项新兴技术，它无需机械加工或磨具，就可以直接从计算机软件设计的立体模型数据中生成任何形状的物体，缩短了产品生产周期，提高了生产率。1997年，3D打印机第一次使用水泥基材料进行建筑构件的3D打印，开启了3D打印机在建筑行业的新时代。与传统建筑技术相比，3D打印建筑的优势主要体现在：更高的建筑效率；减少了建筑成本和人力成本；更加绿色环保，减少建筑垃圾和建筑粉尘，降低噪声污染；突破现行设计理念，设计打印出传统建筑技术无法完成的复杂形状的建筑等。但是3D打印技术在建筑市场的应用仅限于一些低层住宅与小型场馆，其原因是有的3D打印装置体积较小，不适用于大体量建筑物的施工；有的3D打印装置，如龙门架式3D打印装置的打印高度又受限，也无法满足大体量建筑物的施工需求。为适应大体量建筑物的3D打印施工，需增大打印装置框架结构的覆盖面积，提高打印装置本身的升高幅度，使打印头在框架结构的支撑下进行更大、更高范围的打印施工。

因此需要有一个结构极其稳定的支撑构件，使打印装置在其支撑下稳定工作，从而提高打印精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件，该构件通过在已打印建筑物四周固定多个螺母座组，所述螺母座组中包含螺母和相适配的丝杆，通过丝杆支撑水平支撑构件和打印装置，使打印装置随建筑物升高而升高，不受建筑物本身高度的限制。在打印装置工作时，所述丝杆通过所述螺母座牢固附着在已打印建筑物上，增加了支撑构件整体结构的稳定性，提高了3D打印机的打印精度。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

本发明一个方面提供一种用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件，用以支撑和带动3D打印机的打印装置随建筑物上升而向上移动，包括：竖直支撑构件和水平支撑构件，所述竖直支撑构件分布于已打印建筑物的四周；所述水平支撑构件为与所述建筑物的轮廓相匹配的闭合矩形框架，所述矩形框架的四个角与所述竖直支撑机构的上端连接并在所述竖直支撑机构的推动下沿竖直方向向上运动。

进一步的，所述竖直支撑构件包括至少四个螺母座组，所述螺母座组固定在已打印建筑物的外立面上；所述螺母座组包含两个沿竖直方向上下布置的同轴螺母座，所述螺母座中包含有电机驱动可旋转的螺母；所述螺母中间有相适配的丝杆，且同一所述螺母座组中的螺母被同一丝杆穿过，所述丝杆的上端与所述矩形框架的四个角连接，所述丝杆一方面通过所述螺母和螺母座可移动的竖直附着在已打印建筑物上并与所述螺母配合使所述丝杆沿竖直方向向上运动，另一方面在打印装置工作时通过所述螺母座组牢固附着在已打印建筑物上以增加支撑构件整体结构的稳定性；

所述水平支撑构件包括沿X轴方向相对设置的轨道横梁，所述轨道横梁是横截面为C形的空腔梁，所述轨道横梁的C形空腔内设置有相匹配的横梁滑块。

进一步的，所述螺母设置有螺母控制单元，所述螺母控制单元设置于已打印建筑物外立面上且靠近相应的螺母座，所述螺母控制单元的螺母驱动电机驱动所述螺母转动，所述螺母转动带动丝杆做向上的直线运动，从而带动所述水平支撑构件及打印装置在Z轴方向做运动。