【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混凝土打印，尤其涉及一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，该打印喷头是一种可打印干、湿、潮混合料及粗骨料的喷射型混凝土3d打印装置。
技术介绍
1、现在主流的3d打印方式是挤出式3d打印，将搅拌好的混凝土材料通过管道送达打印喷头，在打印喷头的位置采用螺旋成条挤出、逐层堆叠的方式进行打印。因该工艺层间存在缺陷，造成打印强度低、耐久性差、各向异性明显、且不能实现悬空打印等一系列问题，导致3d打印的推广和应用存在困难。同时，在配料时需要加入促凝剂或缓凝剂等外加剂，拌合后再通过管道送至打印喷头，造成凝结时间过长，可建造性不良，成品强度降低，打印头及管道不容易清理等问题。
2、目前，主流的3d打印机主要打印砂浆为主，对于可打印粗骨料的打印设备的研究较少(粗骨料为粒径大于5mm的骨料)，混合物中缺少粗骨料造成打印强度难以进一步提升、成本高等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，能够实现干、湿、潮混合料及粗骨料打印，打印强度高，效率高。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，包括筒状结构的喷头主体、安装在喷头主体一端并与喷头主体连通的喷嘴、安装在喷头主体另一端并对喷头主体另一端进行密封的挡板；搅拌系统一端穿过挡板进入喷头主体内，另一端可转动地固定在挡板上；所述喷头主体上靠近挡板侧设有用于向喷头主体加入水和外加剂的加液装置，该加液装置与喷头主体内部相连通；所述喷
3、进一步地，如上述所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，所述加液装置包括水环套筒和外加剂套筒；水环套筒对接在喷头主体上并与喷头主体密封连接，外加剂套筒套在水环套筒外围并与水环套筒密封连接；水环套筒和外加剂套筒之间形成一个密封空腔，该密闭空腔通过两个隔板沿轴向将其分成两个独立的空腔，两个独立的空腔分别为上部空腔和下部空腔；在上部空腔对应的外加剂套筒上设置多个进水口，在下部空腔对应的外加剂套筒上设置多个进外加剂口；在水环套筒上设置多个与进水口和进外加剂口对应的导液孔。
4、进一步地，如上述所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，所述下部空腔占整个空腔体积的1/8-1/6。
5、进一步地，如上述所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，所述加液装置还包括水计量泵和外加剂计量泵；水计量泵和外加剂计量泵分别设置在外加剂套筒上部和下部；水计量泵的位置与所述外加剂套筒上进水口的位置相对应，外加剂计量泵位置与所述外加剂套筒上进外加剂口的位置相对应。
6、进一步地，如上述所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，所述喷嘴通过转向器可转动地固定在喷头主体上。
7、进一步地，如上述所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，所述转向器包括活动端、轴承b及固定端，活动端通过轴承b固定在固定端，固定端通过法兰盘固定在喷头主体上。
8、进一步地，如上述所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，所述活动端通过驱动装置驱动其转动，驱动装置包括驱动电机、主动齿轮及被动齿轮；驱动电机固定在活动端，主动齿轮与驱动电机上输出轴连接，被动齿轮固定在固定端，被动齿轮和主动齿轮相啮合。
9、进一步地，如上述所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，所述转向器内径、喷头主体内径和喷嘴进料侧内径一致。
10、进一步地，如上述所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，所述喷嘴采用变截面结构，其进料侧为圆形，出料侧为矩形，进料侧至出料侧的截面逐渐变小。
11、进一步地，如上述所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，所述搅拌系统包括螺杆和设置在螺杆上的搅拌叶片，螺杆通过传动模块带动其转动；搅拌叶片外边缘与喷头主体距离大于打印的粒径的3倍以上。
12、专利技术具有以下有益技术效果：
13、(1)本专利技术通过在喷头主体上设置加液装置，将外加剂、水和物料在喷头主体内混合，缩短了凝结时间，提高了打印强度、打印质量和可建造性。
14、(2)本专利技术通过在喷头主体上设置进气口，可对内喷头主体内的混合料进行二次加压，提高了打印密实度。
15、(3)本专利技术通过采用风动加压方式输送物料，可实现干、湿、潮混合料及粗骨料打印。
16、(4)本专利技术的喷嘴具有转动功能，确保打印宽度的一致性，提高打印质量。
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1.一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：包括筒状结构的喷头主体(8)、安装在喷头主体(8)一端并与喷头主体(8)连通的喷嘴(11)、安装在喷头主体(8)另一端并对喷头主体(8)另一端进行密封的挡板(3)；搅拌系统(13)一端穿过挡板(3)进入喷头主体(8)内，另一端可转动地固定在挡板(3)上；所述喷头主体(8)上靠近挡板(3)侧设有用于向喷头主体(8)加入水和外加剂的加液装置(17)，该加液装置(17)与喷头主体(8)内部相连通；所述喷头主体(8)上还设有用于向其内部进行二次加压的进气口(7)；所述挡板(3)上设有进料口(19)，该进料口(19)与喷头主体(8)内部相连通，物料采用风动加压方式向进料口(19)进料。
2.根据权利要求1所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：
3.根据权利要求2所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：所述下部空腔占整个空腔体积的1/8-1/6。
4.根据权利要求3所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：所述加液装置(17)还包括水计量泵(5)和外加剂计量泵(16)；水计量泵(5)和外
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：所述喷嘴(11)通过转向器(10)可转动地固定在喷头主体(8)上。
6.根据权利要求5所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：所述转向器(10)包括活动端(10-1)、轴承B(10-2)及固定端(10-3)，活动端(10-1)通过轴承B(10-2)固定在固定端(10-3)，固定端(10-3)通过法兰盘(9)固定在喷头主体(8)上。
7.根据权利要求6所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：所述活动端(10-1)通过驱动装置驱动其转动，驱动装置包括驱动电机(10-6)、主动齿轮(10-5)及被动齿轮(10-4)；驱动电机(10-6)固定在活动端(10-1)，主动齿轮(10-5)与驱动电机(10-6)上输出轴连接，被动齿轮(10-4)固定在固定端(10-3)，被动齿轮(10-4)和主动齿轮(10-5)相啮合。
8.根据权利要求7所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：所述转向器(10)内径、喷头主体(8)内径和喷嘴(11)进料侧内径一致。
9.根据权利要求8所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：所述喷嘴(11)采用变截面结构，其进料侧为圆形，出料侧为矩形，进料侧至出料侧的截面逐渐变小。
10.根据权利要求9所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：所述搅拌系统(13)包括螺杆(14)和设置在螺杆(14)上的搅拌叶片(12)，螺杆(14)通过传动模块(20)带动其转动；搅拌叶片(12)外边缘与喷头主体(8)距离大于打印的粒径的3倍以上。
...【技术特征摘要】
1.一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：包括筒状结构的喷头主体(8)、安装在喷头主体(8)一端并与喷头主体(8)连通的喷嘴(11)、安装在喷头主体(8)另一端并对喷头主体(8)另一端进行密封的挡板(3)；搅拌系统(13)一端穿过挡板(3)进入喷头主体(8)内，另一端可转动地固定在挡板(3)上；所述喷头主体(8)上靠近挡板(3)侧设有用于向喷头主体(8)加入水和外加剂的加液装置(17)，该加液装置(17)与喷头主体(8)内部相连通；所述喷头主体(8)上还设有用于向其内部进行二次加压的进气口(7)；所述挡板(3)上设有进料口(19)，该进料口(19)与喷头主体(8)内部相连通，物料采用风动加压方式向进料口(19)进料。
2.根据权利要求1所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：
3.根据权利要求2所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：所述下部空腔占整个空腔体积的1/8-1/6。
4.根据权利要求3所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：所述加液装置(17)还包括水计量泵(5)和外加剂计量泵(16)；水计量泵(5)和外加剂计量泵(16)分别设置在外加剂套筒(17-2)上部和下部；水计量泵(5)的位置与所述外加剂套筒(17-2)上进水口(17-7)的位置相对应，外加剂计量泵(16)位置与所述外加剂套筒(17-2)上进外加剂口(17-6)的位置相对应。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种可喷射粗骨料的3d打印喷头，其特征是：所述喷嘴(11)...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，张杰，徐薇，赵璐，高雷，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：
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