本發明涉及一種3D打印技術，具體涉及一種混凝土3D打印工藝。

技術背景

3D打印技術目前已經有了一定的應用基礎和市場推廣，但是在建筑領域的應用還鮮有報道，特別是具體的工藝方面，目前還在研究過程中，尚未有商品化的3D打印建筑材料的設備出現。為了促進3D打印在多領域的發展，解決3D打印在建筑領域應用過程中的瓶頸，本發明對3D打印在建筑領域中的應用提出了一種工藝，通過此工藝可以實現混凝土漿體的順利擠出和成功成型。

技術實現要素：

本發明克服了3D打印技術應用領域的局限性，提出了一種混凝土3D打印工藝，所述工藝可以實現3D打印技術在建筑領域的應用，解決3D打印在建筑領域應用過程中的瓶頸。

本發明的技術方案為：

一種混凝土3D打印工藝，所述工藝包括混凝土漿體的攪拌、輸送，液體速凝劑的添加，速凝劑添加及混合，間斷打印時噴頭組件內的清洗，混凝土漿體的回收，以及擠出后成型的過程；

所述工藝包含如下步驟：

步驟1：混凝土漿體的攪拌，將水泥粉末、水、骨料及相應添加劑，此步驟的添加劑不包含速凝劑，按照一定的比例混合后倒入平口混凝土強制攪拌機中進行進一步攪拌；

步驟2：混凝土漿體的輸送，將攪拌機中的混凝土漿體傳送至濕式螺桿式噴漿機中，利用噴漿機的泵出功能，使混凝土漿體能以一定壓力輸送至噴頭組件中；

步驟3：速凝劑的添加，利用泵將速凝劑以一定壓力輸送至噴頭組件中，通過噴頭組件中的螺桿與混凝土漿體混合；

步驟4：間斷打印時噴頭組件內的清洗，利用截止閥停止混凝土漿體往噴頭組件內的輸送，同時利用水泵輸出的高壓水柱結合水閥控制快速對噴頭內進行清洗；

步驟5：混凝土漿體的回收，利用平口混凝土強制攪拌機內裝有的溢流裝置將多余的混凝土漿體回收至攪拌機內，溢流裝置主要是通過氣壓和混凝土漿體的壓差來實現漿體的回收；

步驟6：擠出后進行成型，利用機床的控制軟件輸出G代碼進行運動控制，實現三維成型。

所述步驟1中的平口混凝土強制攪拌機內裝有類似于溢流閥的溢流裝置，由于噴漿機泵出的漿體流量始終大于噴頭擠出的流量，因此需要進行多余混凝土漿體的回收。

所述步驟3中的速凝劑為液體速凝劑，與常見在混合材料時加入不同，此步驟在混凝土輸送至噴頭組件內時再加入速凝劑，可以防止提前加入速凝劑時，在輸送過程中過快硬化，或者也可以控制速凝劑添加比例，有助于工藝參數的調整。

在所述步驟2噴漿機與噴頭組件之間加入截止閥裝置，可以阻止混凝土漿體進入噴頭組件內。

所述步驟4還包括利用高壓水泵以及水閥輸出帶高壓的水柱對速凝劑泵和噴頭組件內進行清洗的步驟。

所述步驟6的擠出后成型的過程是通過將噴頭組件安裝在機床上，通過機床控制系統中的G代碼實現噴頭組件的相關位置運動，實現三維成型。

本發明具有如下有益效果：

1)本發明通過液壓裝置(溢流裝置和截止閥)實現了對流體傳輸過程中的有效控制，避免了噴頭的堵塞，回收了多余的漿體。

2)本發明在水泥漿體傳輸至噴頭組件時，加入液體速凝劑，可以有效防止混凝土漿體在前面傳輸過程中提早硬化，還可以通過泵的調節控制速凝劑的添加比例，有助于實現相關工藝參數的調整。

3)本發明可以實現混凝土的擠出和三維成型，有助于3D打印技術在建筑領域的應用，創造一定的社會價值。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式進一步說明本發明。

圖1為本發明的工藝圖。

圖2為本發明的結構簡化示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖進一步說明：

參見圖1和圖2所示，本發明包括混凝土3D打印工藝，所述工藝主要包括混凝土漿體的攪拌、輸送，液體速凝劑的添加，速凝劑添加及混合，間斷打印時噴頭組件內的清洗，混凝土漿體的回收，以及擠出后成型的過程；其中所述混凝土漿體的攪拌是利用平口混凝土強制攪拌機1實現的，所述輸送是利用濕式螺桿式噴漿機4泵出輸送的，所述速凝劑的添加及攪拌是通過速凝劑泵9和噴頭組件11內的螺桿實現的，所述間斷打印時噴頭組件內的清洗是通過高壓水泵5、第一截止閥3、第二截止閥6、第一水閥7、第二水閥8和第三水閥10共同作用實現的，所述混凝土漿體的回收是通過溢流裝置2實現的，所述擠出后的成型過程是通過機床控制系統進行運動控制實現的。

步驟1：混凝土漿體的攪拌，將水泥粉末、水、骨料及相應添加劑，此處不包含速凝劑，按照一定的比例混合后倒入平口混凝土強制攪拌機1中進行進一步攪拌；

步驟2：混凝土漿體的輸送，將攪拌機中的混凝土漿體傳送至濕式螺桿式噴漿機4中，利用噴漿機的泵出功能，使混凝土漿體能以一定壓力輸送至噴頭組件11中，在停止打印后，關閉第一截止閥3，阻止漿體向下輸送；

步驟3：速凝劑的添加，利用速凝劑泵9將速凝劑以一定壓力輸送至噴頭組件中，通過噴頭組件11中的螺桿與混凝土漿體混合；

步驟4：間斷打印時噴頭組件內的清洗，利用第一截止閥3和第二截止閥6停止混凝土漿體往噴漿機和噴頭組件內的輸送，同時利用水泵5輸出的高壓水柱結合第一水閥7、第二水閥8和第三水閥10控制快速對噴頭內進行清洗；

步驟5：混凝土漿體的回收，利用平口混凝土強制攪拌機1內裝有的溢流裝置2將多余的混凝土漿體回收至攪拌機內，溢流裝置2主要是通過氣壓和混凝土漿體之間的壓差來實現漿體的回收；

步驟6：擠出后進行成型，利用機床的控制軟件輸出G代碼進行運動控制，實現三維成型。

所述平口混凝土強制攪拌機內裝有類似于溢流閥的溢流裝置，由于噴漿機泵出的漿體流量始終大于噴頭擠出的流量，因此需要進行多余混凝土漿體的回收。所述速凝劑為液體速凝劑，與常見在混合材料時加入不同，此處在混凝土輸送至噴頭組件內時再加入速凝劑，可以防止提前加入速凝劑時，在輸送過程中過快硬化，也可以控制速凝劑添加比例，有助于工藝參數的調整。

所述在噴漿機與噴頭組件之間加入截止閥裝置，可以阻止混凝土漿體進入噴頭組件內。所述利用高壓水泵以及水閥輸出帶高壓的水柱對速凝劑泵和噴頭組件內部進行清洗。所述的擠出后成型過程是通過將噴頭組件安裝在機床上，通過機床控制系統中的G代碼實現噴頭組件的相關位置運動，實現三維成型。

本發明中水泵的應用可以及時避免噴頭內部組件的堵塞，減少了噴頭容易堵塞、需要頻繁更換的麻煩。本發明將3D打印技術應用在了新的領域，使用了新的不同材料，能夠促進3D打印技術的多方向發展，通過3D打印成型可以節省時間，減少勞動力，與傳統的建筑制造相比，保護了環境，保證了安全。

本發明所述的具體實施方式并不構成對本申請范圍的限制，凡是在本發明構思的精神和原則之內，本領域的專業人員能夠作出的任何修改、等同替換和改進等均應包含在本發明的保護范圍之內。