一种关于复杂形状混凝土制品的3D打印方法技术

本发明专利技术属于3D打印技术领域，公开了一种关于复杂形状混凝土制品的3D打印方法，所述关于复杂形状混凝土制品的制备方法包括：制品图像采集模块、原料称取模块、中央控制模块、原料混合搅拌模块、制品模型构建模块、3D打印模块、强度检测模块、显示模块。本发明专利技术通过制品模型构建模块有效解决现有方法中构建的复杂形状混凝土制品三维模型不准确的技术问题；同时，通过强度检测模块利用数字式回弹仪采集回弹值，而后利用云端服务器对上述回弹值加以分析处理，最终将分析处理的结果存储，处理效率高，数据准确度及可靠性高。据准确度及可靠性高。据准确度及可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种关于复杂形状混凝土制品的3D打印方法


[0001]本专利技术属于3D打印
，尤其涉及一种关于复杂形状混凝土制品的3D打印方法。

技术介绍

[0002]混凝土(Concrete)，简称为"砼(t
ó
ng)"：是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程；混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料(也称为骨料)，水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材，然而，现有关于复杂形状混凝土制品的制备方法构建的混凝土制品三维模型不准确；同时，对3D打印的混凝土制品强度检测不准确。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004](1)现有关于复杂形状混凝土制品的制备方法构建的混凝土制品三维模型不准确。
[0005](2)对3D打印的混凝土制品强度检测不准确。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种关于复杂形状混凝土制品的3D打印方法。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种关于复杂形状混凝土制品的制备方法包括以下步骤：
[0008]步骤一，通过制品图像采集模块采集目标混凝土制品图像；通过原料称取模块称取混凝土原料；
[0009]所述采集目标混凝土制品图像采集方法：
[0010]配置摄像设备参数，获取目标混凝土制品；对目标混凝土制品进行拍摄图像；获取目标混凝土制品原始图像；对含噪目标混凝土制品原始图像进行多层小波分解，以获得对应的多层小波系数；
[0011]根据所述多层小波系数的总数和每层小波系数对应的层序数，确定每层小波系数对应的噪声阈值；
[0012]利用基于所述多层小波系数对应的多个噪声阈值的小波阈值去噪函数，对所述多层小波系数进行去噪处理；以及利用去噪处理后的多层小波系数重构所述含噪目标混凝土制品原始图像对应的目标混凝土制品图像；
[0013]步骤二，中央控制模块通过原料混合搅拌模块对混凝土原料进行搅拌混合；
[0014]步骤三，通过制品模型构建模块构建目标混凝土制品三维模型；通过3D打印模块利用3D打印机构根据三维模型打印复杂形状混凝土制品；
[0015]步骤四，通过强度检测模块对混凝土制品强度进行检测；通过显示模块显示采集
的图像、制品模型、检测的强度数据。
[0016]进一步，所述关于复杂形状混凝土制品的制备方法如下：
[0017]首先，通过原料称取模块按重量份数称取水200份、快凝快硬硫铝酸盐水泥8份、硅酸盐水泥300份、石英砂90份、硅灰80份、短纤维10份、聚羧酸减水剂5份、消泡剂0.7份、引气剂0.05份、聚乙烯醇纤维0.6份、碳纤维0.2份；
[0018]然后，通过原料混合搅拌模块将快凝快硬硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、石英砂、硅灰、短纤维、聚乙烯醇纤维、碳纤维、消泡剂倒入搅拌机中混合15min，得到均匀的干粉混合物；
[0019]接着，将干粉混合物加入水和减水剂搅拌50s后，立刻加入引气剂，再接着搅拌10min，待全部原料均搅拌均匀后出料；
[0020]最后，将出料后的混合物进行浇筑或运输到泵送车中，并由泵料管道将其泵送到打印喷头处挤出，即可进行打印关于复杂形状混凝土制品的。
[0021]一种关于复杂形状混凝土制品的3D打印方法包括以下步骤：
[0022]步骤一，通过制品图像采集模块采集目标混凝土制品图像；通过原料称取模块称取混凝土原料；
[0023]所述采集目标混凝土制品图像采集方法：
[0024]配置摄像设备参数，获取目标混凝土制品；对目标混凝土制品进行拍摄图像；获取目标混凝土制品原始图像；对含噪目标混凝土制品原始图像进行多层小波分解，以获得对应的多层小波系数；
[0025]根据所述多层小波系数的总数和每层小波系数对应的层序数，确定每层小波系数对应的噪声阈值；
[0026]利用基于所述多层小波系数对应的多个噪声阈值的小波阈值去噪函数，对所述多层小波系数进行去噪处理；以及利用去噪处理后的多层小波系数重构所述含噪目标混凝土制品原始图像对应的目标混凝土制品图像；
[0027]步骤二，中央控制模块通过原料混合搅拌模块对混凝土原料进行搅拌混合；
[0028]步骤三，通过制品模型构建模块构建目标混凝土制品三维模型；通过3D打印模块利用3D打印机构根据三维模型打印复杂形状混凝土制品；
[0029]步骤四，通过强度检测模块对混凝土制品强度进行检测；通过显示模块显示采集的图像、制品模型、检测的强度数据；
[0030]所述关于复杂形状混凝土制品的制备方法如下：
[0031]首先，通过原料称取模块按重量份数称取水200份、快凝快硬硫铝酸盐水泥8份、硅酸盐水泥300份、石英砂90份、硅灰80份、短纤维10份、聚羧酸减水剂5份、消泡剂0.7份、引气剂0.05份、聚乙烯醇纤维0.6份、碳纤维0.2份；
[0032]然后，通过原料混合搅拌模块将快凝快硬硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、石英砂、硅灰、短纤维、聚乙烯醇纤维、碳纤维、消泡剂倒入搅拌机中混合15min，得到均匀的干粉混合物；
[0033]接着，将干粉混合物加入水和减水剂搅拌50s后，立刻加入引气剂，再接着搅拌10min，待全部原料均搅拌均匀后出料；
[0034]最后，将出料后的混合物进行浇筑或运输到泵送车中，并由泵料管道将其泵送到
打印喷头处挤出，即可进行打印关于复杂形状混凝土制品的。
[0035]进一步，所述制品模型构建模块构建方法如下：
[0036](1)获取待重建对象多个角度的复杂形状混凝土制品图像数据；基于所述复杂形状混凝土制品图像数据，确定所述待重建对象对应的复杂形状混凝土制品三维模型空间；根据预设的模型重建精度划分所述复杂形状混凝土制品三维模型空间，得到多个三维子空间；
[0037](2)计算所述三维子空间的角点坐标对应的有向距离值；基于各角点坐标对应的有向距离值，在所述复杂形状混凝土制品三维模型空间中形成所述待重建对象与所述三维子空间相交的至少一个三角面；基于形成的三角面，构建所述待重建对象的复杂形状混凝土制品三维模型；
[0038]其中所述计算所述三维子空间的角点坐标对应的有向距离值，包括：
[0039]获取所述待重建对象在预设相机下的三维坐标；
[0040]确定预设相机的焦距和主点；
[0041]根据所述三维坐标、预设相机的焦距和主点，计算所述三维子空间的角点在预设相机平面内的二维坐标；
[0042]根据所述二维坐标以及预设相机平面所有像素的有向距离值，确定所述三维子空间的角点坐标在预设相机平面内的有向距离值。
[0043]进一步，所述根据所述二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种关于复杂形状混凝土制品的3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，通过制品图像采集模块采集目标混凝土制品图像；通过原料称取模块称取混凝土原料；所述采集目标混凝土制品图像采集方法：配置摄像设备参数，获取目标混凝土制品；对目标混凝土制品进行拍摄图像；获取目标混凝土制品原始图像；对含噪目标混凝土制品原始图像进行多层小波分解，以获得对应的多层小波系数；根据所述多层小波系数的总数和每层小波系数对应的层序数，确定每层小波系数对应的噪声阈值；利用基于所述多层小波系数对应的多个噪声阈值的小波阈值去噪函数，对所述多层小波系数进行去噪处理；以及利用去噪处理后的多层小波系数重构所述含噪目标混凝土制品原始图像对应的目标混凝土制品图像；步骤二，中央控制模块通过原料混合搅拌模块对混凝土原料进行搅拌混合；步骤三，通过制品模型构建模块构建目标混凝土制品三维模型；通过3D打印模块利用3D打印机构根据三维模型打印复杂形状混凝土制品；步骤四，通过强度检测模块对混凝土制品强度进行检测；通过显示模块显示采集的图像、制品模型、检测的强度数据。2.如权利要求1所述关于复杂形状混凝土制品的制备方法，其特征在于，所述关于复杂形状混凝土制品的制备方法如下：首先，通过原料称取模块按重量份数称取水200份、快凝快硬硫铝酸盐水泥8份、硅酸盐水泥300份、石英砂90份、硅灰80份、短纤维10份、聚羧酸减水剂5份、消泡剂0.7份、引气剂0.05份、聚乙烯醇纤维0.6份、碳纤维0.2份；然后，通过原料混合搅拌模块将快凝快硬硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、石英砂、硅灰、短纤维、聚乙烯醇纤维、碳纤维、消泡剂倒入搅拌机中混合15min，得到均匀的干粉混合物。3.如权利要求2所述关于复杂形状混凝土制品的制备方法，其特征在于，所述方法进一步包括：将干粉混合物加入水和减水剂搅拌50s后，立刻加入引气剂，再接着搅拌10min，待全部原料均搅拌均匀后出料；将出料后的混合物进行浇筑或运输到泵送车中，并由泵料管道将其泵送到打印喷头处挤出，即可进行打印关于复杂形状混凝土制品的。4.如权利要求1所述关于复杂形状混凝土制品的制备方法，其特征在于，所述制品模型构建模块构建方法如下：(1)获取待重建对象多个角度的复杂形状混凝土制品图像数据；基于所述复杂形状混凝土制品图像数据，确定所述待重建对象对应的复杂形状混凝土制品三维模型空间；根据预设的模型重建精度划分所述复杂形状混凝土制品三维模型空间，得到多个三维子空间；(2)计算所述三维子空间的角点坐标对应的有向距离值；基于各角点坐标对应的有向距离值，在所述复杂形状混凝土制品三维模型空间中形成所述待重建对象与所述三维子空间相交的至少一个三角面；基于形成的三角面，构建所述待重建对象的复杂形状混凝土制品三维模型；
其中所述计算所述三维子空间的角点坐标对应的有向距离值，包括：获取所述待重建对象在预设相机下的三维坐标；确定预设相机的焦距和主点；根据所述三维坐标、预设相机的焦距和主点，计算所述三维子空间的角点在预设相机平面内的二维坐标；根据所述二维坐标以及预设相机平面所有像素的有向距离值，确定所述三维子空间的角点坐标在预设相机平面内的有向距离值。5.如权利要求4所述关于复杂形状混...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晶晶，马永春，徐卓君，邓卫琼，曲飞龙，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：