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原文传递利用螺旋钢纤维的水泥基材料3D打印装置及打印方法

专利名称：	利用螺旋钢纤维的水泥基材料3D打印装置及打印方法
摘要：	本发明涉及利用螺旋钢纤维的水泥基材料3D打印装置及打印方法，其中，利用螺旋钢纤维的水泥基材料3D打印装置，包括出料管以及控制器，出料管体上转动套设固定环板，固定环板的一侧固设钢纤维插接机构，出料管体上固定套设环形齿轮，固定环板的上表面固设第一电机，第一电机的输出轴上具有与环形齿轮啮合的第一主动齿轮，钢纤维插接机构包括导轨、行走小车钢纤维导向柱、钢纤维切割单元以及位于钢纤维切割单元右侧的钢纤维输送单元。本发明的3D打印装置，出料管和钢纤维插接机构设置在一个打印系统上即可，大大节省了成本，且有效防止干涉；另外，也完美解决了水泥基材料打印、钢纤维插接两套装置无法利用同一3D打印机轨道进行打印操作的问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	河南工程学院
发明人：	陈刚;朱茹梦;高远;张铟;朱海堂;张玉山;张建文;王航
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-08T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202311157661.0
公开号：	CN116985237A
代理机构：	郑州华隆知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	经智勇
分类号：	B28B1/00;B28B23/00;B28B17/00;B33Y10/00;B33Y30/00;B;B28;B33;B28B;B33Y;B28B1;B28B23;B28B17;B33Y10;B33Y30;B28B1/00;B28B23/00;B28B17/00;B33Y10/00;B33Y30/00
申请人地址：	450000 河南省郑州市新郑龙湖祥和路1号
主权项：	1.利用螺旋钢纤维的水泥基材料3D打印装置，包括供水泥基材料挤出的出料管以及控制器，出料管包括筒状的出料管体以及设于出料管体底部的锥状出料口，其特征在于:所述出料管体上通过轴承转动套设固定环板，所述固定环板的径向一侧固设钢纤维插接机构，所述出料管体上固定套设环形齿轮，所述固定环板的上表面固设第一电机，所述环形齿轮位于所述固定环板的上方，第一电机的输出轴上具有与所述环形齿轮啮合的第一主动齿轮，所述钢纤维插接机构包括固定在所述固定环板的径向一侧的导轨、设于导轨底部的由第二电机驱动的行走小车、设于行走小车下方的钢纤维导向柱、设于钢纤维导向柱右侧的钢纤维切割单元以及位于钢纤维切割单元右侧的钢纤维输送单元，所述钢纤维导向柱中设置与钢纤维吻合滑动配合的螺旋孔，所述螺旋孔的上口位于所述钢纤维导向柱的侧面且下口位于所述钢纤维导向柱的下端面上，所述钢纤维切割单元包括固定在小车底部的推杆以及设于推杆底部的紧贴钢纤维导向柱侧壁的切刀，钢纤维输送单元包括L形的固定板、设于固定板上的放线盘以及导引输送钢纤维的滚轮组，L形的固定板包括顶部固定在行走小车底部的竖板以及左端部固定在纤维导向柱侧壁的横板，滚轮组包括设于滚轮支架上的由第三电机驱动的主动轮以及与主动轮对应配合的从动轮，所述主动轮和从动轮形成压紧钢纤维的输送槽，控制器分别于第一电机、第二电机、第三电机以及推杆控制连接。 2.根据权利要求1所述的利用螺旋钢纤维的水泥基材料3D打印装置，其特征在于：第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机，所述推杆为电动推杆，所述控制器与电动推杆控制连接。 3.根据权利要求2所述的利用螺旋钢纤维的水泥基材料3D打印装置，其特征在于：所述导轨为工字型导轨。 4.根据权利要求3所述的利用螺旋钢纤维的水泥基材料3D打印装置，其特征在于：所述行走小车包括U形板、设于U形板内的由第二电机对应驱动的行走轮以及设于所述侧板内壁上的导向轮机构，所述行走轮与工字型导轨下部的翼缘板滚动设置，导向轮机构包括水平固定在于所述侧板内壁上的导向轮固定架以及与工字型导轨的腹板滚动配合的导向轮，第二电机与所述侧板的底部之间固设斜向加强板。 5.利用权利要求4的水泥基材料3D打印装置进行打印的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1 、控制器根据预先设定的打印路径控制机械臂或3D打印机轨道，使得安装在其上的水泥基材料3D打印装置的按照打印路径运行；步骤2、在水泥基材料3D打印装置按照打印路径运行的过程中，水泥基材料从出料管流出，控制器同时控制第一电机和第二电机将钢纤维导向柱送达预定的钢纤维植入点，然后控制第三电机继续输送钢纤维进入钢纤维导向柱螺旋孔中，推动螺旋孔中的钢纤维向下螺旋运动并旋入水泥基中，同时插入导向柱螺旋孔中的钢纤维在螺旋孔的约束下塑形成螺旋状，然后推杆向下推动切刀切断钢纤维并迅速回缩为下次钢纤维的插入让出位置，螺旋状的钢纤维旋入水泥基的过程中，第一电机和第二电机在控制器的控制下根据设定转动以便保持钢纤维导向柱始终位于植入点上方；步骤3、一个植入点的螺旋钢纤维植入完毕，控制器控制第一电机和第二电机跟随出料管将钢纤维导向柱送到下一个设定的植入点继续植入螺旋钢纤维。
所属类别：	发明专利