3D打印墙体、房屋及其建造方法与流程

3d打印墙体、房屋及其建造方法
技术领域
1.本发明涉及3d打印建筑技术领域，尤其涉及一种3d打印墙体、房屋及其建造方法。


背景技术：

2.当前，3d打印技术在房屋建筑领域的应用日趋广泛。目前，3d打印墙体的建造方法一般是在场地空间允许的情况下，利用大型建筑用3d打印机直接打印房屋的墙体结构，完成3d打印后在墙体结构内部浇注混凝土或水泥砂浆。
3.可以理解的是，常见的房屋的长宽高尺寸分别在2米以上，这就要求大型建筑用3d打印机在房屋的长宽高三个方向的运动行程在2米以上，这种大型建筑用3d打印机工作过程占地面积和占用空间非常大，对工作环境要求较高。因此，目前的3d打印墙体只能在环境中具有足够位置空间时才能建造，导致3d打印墙体的应用受限。
4.为解决上述问题，亟待提供一种3d打印墙体、房屋及其建造方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提出一种3d打印墙体、房屋及其建造方法，以通过尺寸和体积较小的堆砌模块逐一堆砌形成层叠组件，然后层叠组件层层叠加堆砌建造3d打印墙体，降低建筑3d打印墙体对占地面积和占用空间的要求，有利于提高3d打印墙体的应用范围。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种3d打印墙体，包括：
8.多个层叠组件，多个所述层叠组件层层叠加堆砌，每个所述层叠组件包括多个堆砌模块，多个堆砌模块首尾连接，所述堆砌模块为中空结构，且相邻两个所述堆砌模块以及相邻两层所述层叠组件之间彼此连通。
9.作为一种可选方案，所述堆砌模块包括：
10.外侧壁和内侧壁，所述外侧壁和所述内侧壁至少部分平行且间隔设置，且所述外侧壁和所述内侧壁首尾间隔设置，形成连通口；
11.连接筋，设置在所述连通口处，且所述连接筋架设于所述连通口两侧的所述外侧壁和所述内侧壁上。
12.作为一种可选方案，所述连接筋为多个，多个所述连接筋平行且间隔设置。
13.作为一种可选方案，所述连接筋的材质为玻璃钢纤维棒。
14.作为一种可选方案，所述外侧壁包括：
15.本体；以及
16.折弯部，与所述本体连接，并向所述内侧壁方向折弯，所述连接筋搭设在所述折弯部上。
17.作为一种可选方案，所述堆砌模块还包括：
18.保温板，平行于所述外侧壁，并靠近所述外侧壁设置在所述外侧壁和所述内侧壁之间。
19.作为一种可选方案，所述堆砌模块包括标准块、l型转角、t型转角或十字型转角。
20.作为一种可选方案，所述3d打印墙体上设有窗口和/或门，所述3d打印墙体还包括：
21.支撑板，搭设在所述窗口和/或门两侧的所述堆砌模块的上端面上。
22.一种3d打印房屋，其特征在于，通过如权利要求1～9任一项所述的3d打印墙体围设形成。
23.一种3d打印墙体的建造方法，用于建造如上所述的3d打印墙体，所述建造方法包括：
24.3d打印成型堆砌模块；
25.多个所述堆砌模块连接形成层叠组件；
26.所述层叠组件层层叠加堆砌形成所述3d打印墙体；
27.插入竖向钢筋；以及
28.向堆砌的所述3d打印墙体中浇注混凝土或水泥砂浆。
29.本发明的有益效果为：
30.本发明提供一种3d打印墙体，该3d打印墙体包括多个层叠组件，多个层叠组件层层叠加堆砌，每个层叠组件包括多个堆砌模块，多个堆砌模块首尾连接，堆砌模块为中空结构，且相邻两个堆砌模块以及相邻两层层叠组件之间彼此连通，该堆砌模块尺寸小、体积小，便于搬运和码放。该3d打印墙体通过尺寸和体积较小的堆砌模块逐一堆砌形成层叠组件，然后层叠组件层层叠加堆砌建造3d打印墙体，降低建筑3d打印墙体对占地面积和占用空间的要求，有利于提高3d打印墙体的应用范围，进而扩大3d打印墙体的适用范围。与此同时，该3d打印墙体的外观美观，也与传统的砌块外观有着明显的不同，也不需要再进行装饰。
31.本发明还提供一种3d打印房屋，通过上述3d打印墙体围设形成，从而降低建筑3d打印墙体对占地面积和占用空间的要求，有利于提高3d打印墙体的应用范围。
32.本发明还提供一种3d打印墙体的建造方法，其步骤包括：3d打印成型堆砌模块，多个堆砌模块连接形成层叠组件；层叠组件层层叠加堆砌形成3d打印墙体；插入竖向钢筋，最后向堆砌的3d打印墙体中浇注混凝土或水泥砂浆。该建造方法降低了建筑3d打印墙体对占地面积和占用空间的要求，有利于提高3d打印墙体的应用范围，进而扩大3d打印墙体的适用范围。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
34.图1是本发明实施例提供的3d打印墙体的结构示意图；
35.图2是本发明实施例提供的3d打印墙体的建造方法逻辑图；
36.图3是本发明实施例提供的层叠组件的结构示意图；
37.图4是图3中a处的局部放大图；
38.图5是本发明实施例提供的带保温板的堆砌模块的结构示意图；
39.图6是图5中c处的局部放大图；
40.图7是图1中b处的局部放大图。
41.图中标记如下：
42.100-层叠组件；110-堆砌模块；111-外侧壁；1111-本体；1112-折弯部；112-内侧壁；113-连接筋；114-连通口；115-保温板；
43.200-支撑板；
44.300-窗口；
45.400-门；
46.500-水平钢筋。
具体实施方式
47.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分结构而非全结构。
48.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内结构的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
51.目前，3d打印墙体的建造方法一般是在场地空间允许的情况下，利用大型建筑用3d打印机直接打印房屋的墙体结构，完成3d打印后在墙体结构内部浇注混凝土或水泥砂浆。可以理解的是，常见的房屋的长宽高尺寸分别在2米以上，这就要求大型建筑用3d打印机在房屋的长宽高三个方向的运动行程在2米以上，这种大型建筑用3d打印机工作过程占地面积和占用空间非常大，对工作环境要求较高。因此，目前的3d打印墙体只能在环境中具有足够位置空间时才能建造，导致3d打印墙体的应用受限。
52.为了解决上述问题，如图1所示，本实施例提供一种3d打印墙体，该3d打印墙体包括多个层叠组件100，多个层叠组件100层层叠加堆砌，每个层叠组件100包括多个堆砌模块110，多个堆砌模块110首尾连接，堆砌模块110为中空结构，且相邻两个堆砌模块110以及相
邻两层层叠组件100之间彼此连通，该堆砌模块110尺寸小、体积小，便于搬运和码放。该3d打印墙体通过尺寸和体积较小的堆砌模块110逐一堆砌形成层叠组件100，然后层叠组件100层层叠加堆砌建造3d打印墙体，降低建筑3d打印墙体对占地面积和占用空间的要求，有利于提高3d打印墙体的应用范围，进而扩大3d打印墙体的适用范围。与此同时，该3d打印墙体的外观美观，也与传统的砌块外观有着明显的不同，也不需要再进行装饰。
53.本实施例还提供一种3d打印房屋，通过上述3d打印墙体围设形成，从而降低建筑3d打印墙体对占地面积和占用空间的要求，有利于提高3d打印墙体的应用范围。
54.如图1和图2所示，本实施例还提供一种3d打印墙体的建造方法，其步骤包括：3d打印成型堆砌模块110，多个堆砌模块110连接形成层叠组件100；层叠组件100层层叠加堆砌形成3d打印墙体；插入竖向钢筋，最后向堆砌的3d打印墙体中浇注混凝土或水泥砂浆。该建造方法降低建筑3d打印墙体对占地面积和占用空间的要求，有利于提高3d打印墙体的应用范围，进而扩大3d打印墙体的适用范围。
55.更优的，在层层堆砌层叠组件100过程中，还可以铺设水平钢筋500，以增强3d打印墙体的结构强度。
56.具体而言，多个堆砌模块110首尾连接时，可以是通过胶粘剂、水泥、混凝土或水泥砂浆或其他用于堆砌砖块的粘结剂，以保证堆砌模块110之间连接强度。多个层叠模块连接形成的结构可以是一面墙体，也可以是房屋，然后多个层叠组件100层层叠加，从而逐渐增加墙体或房屋的高度。与此同时，由于多个堆砌模块110之间以及每层层叠模块之间相互连通，浇注混凝土或水泥砂浆后，混凝土或水泥砂浆自动在多个堆砌模块110之间以及每层层叠模块之间流通，从而连接3d打印墙体的每块堆砌模块110。此外，混凝土或水泥砂浆可以是分层进行浇注。
57.堆砌模块110为3d打印成型，有利于降低堆砌模块110的成型成本。
58.如图3和图4所示，堆砌模块110包括外侧壁111、内侧壁112以及连接筋113。外侧壁111和内侧壁112至少部分平行且间隔设置，且外侧壁111和内侧壁112首尾间隔设置，形成连通口114，连接筋113设置在连通口114处，且连接筋113架设于连通口114两侧的外侧壁111和内侧壁112上，该内侧壁112和外侧壁111形成3d打印墙体的内侧和外侧，连接筋113起到连接效果，有利于保证3d打印墙体的强度。本实施例中，外侧壁111和内侧壁112的首尾指同一层层叠组件100中，相互连接的外侧壁111和内侧壁112之间，彼此连接的位置为外侧壁111和内侧壁112的首尾。与此同时，连接筋113连接内侧壁112和外侧壁111能够保证相连两个堆砌模块110之间能够连通。与此同时，内侧壁112和外侧壁111之间的上端面和下端面为打开状态，从而保证相邻两层层叠组件100之间彼此连通。
59.连接筋113为多个，多个连接筋113平行且间隔设置，从而进一步提高堆砌模块110的结构强度，进而提高3d打印墙体的强度。
60.连接筋113的材质为玻璃钢纤维棒，玻璃钢纤维棒的材质不易生锈，有利于提高堆砌模块110的使用寿命。玻璃钢纤维棒的拉力等同于钢筋，从而保证堆砌模块110的结构强度，进而保证3d打印墙体的强度。与此同时，玻璃钢纤维棒导热率低，不易产生冷桥，能够让3d打印墙体取到很好的保温效果。
61.进一步地，外侧壁111包括本体1111和折弯部1112。折弯部1112与本体1111连接，并向内侧壁112方向折弯，连接筋113搭设在折弯部1112上，从而起到结构强度局部加强的
作用。可以理解的是，内侧壁112的结构与外侧壁111相同，且内侧壁112和外侧壁111的折弯部1112按相向的方向折弯，能够进一步加强堆砌模块110的强度。
62.可选地，如图5和图6，堆砌模块110还包括保温板115，保温板115平行于外侧壁111，并靠近外侧壁111设置在外侧壁111和内侧壁112之间，从而提高墙体的3d打印保温效果。进一步地，该保温板115可以是多层层叠组件堆叠之后安装，也可以在制造堆砌模块110时安装，本示例对此不作限定。
63.为了使堆砌模块110能够拼接形成多种不同形状的墙体，本实施例中堆砌模块110包括标准块、l型转角、t型转角或十字型转角。具体而言，当堆砌无拐角的直线型墙体时，同一层的标准块首尾连接，多层标准块之间层层叠加。而堆砌带有转角的墙体时，在转角处通过l型转角连接。当堆砌t型结构的墙体时，在墙体t型连接位置，可以利用t型转角位置进行连接。在墙体的十字型交叉位置，通过十字型转角连接两侧墙体。
64.标准块的包括第一标准块和第二标准块，第一标准块的长度大于第二标准块的长度，相邻两层层叠组件100之间，第一标准块交错设置，利用长度较大的第一标准块首尾连接形成层叠组件100的主要结构，在层叠结构的部分边角处，利用第二长度的标准块进行补充，以便于适用于不同尺寸的墙体。同时，相邻两层层叠组件100之间的第一标准块交错设置，有利于提高3d打印墙体的结构强度。
65.请参见图7，d打印墙体上设有窗口300和/或门400，3d打印墙体还包括支撑板200，搭设在窗口300和/或门400两侧的堆砌模块110的上端面上，以便于适用于不同尺寸的窗口300和门400。同时，支撑板200对其上层的层叠组件100起到支撑作用，且支撑板200能够承接位于该支撑板200上方的堆砌模块110内浇注的混凝土或水泥砂浆。
66.注意，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种3d打印墙体，其特征在于，包括：多个层叠组件(100)，多个所述层叠组件(100)层层叠加堆砌，每个所述层叠组件(100)包括多个堆砌模块(110)，多个堆砌模块(110)首尾连接，所述堆砌模块(110)为中空结构，且相邻两个所述堆砌模块(110)以及相邻两层所述层叠组件(100)之间彼此连通。2.根据权利要求1所述的3d打印墙体，其特征在于，所述堆砌模块(110)包括：外侧壁(111)和内侧壁(112)，所述外侧壁(111)和所述内侧壁(112)至少部分平行且间隔设置，且所述外侧壁(111)和所述内侧壁(112)首尾间隔设置，形成连通口(114)；连接筋(113)，设置在所述连通口(114)处，且所述连接筋(113)架设于所述连通口(114)两侧的所述外侧壁(111)和所述内侧壁(112)上。3.根据权利要求2所述的3d打印墙体，其特征在于，所述连接筋(113)为多个，多个所述连接筋(113)平行且间隔设置。4.根据权利要求2所述的3d打印墙体，其特征在于，所述连接筋(113)的材质为玻璃钢纤维棒。5.根据权利要求2所述的3d打印墙体，其特征在于，所述外侧壁(111)包括：本体(1111)；以及折弯部(1112)，与所述本体(1111)连接，并向所述内侧壁(112)方向折弯，所述连接筋(113)搭设在所述折弯部(1112)上。6.根据权利要求2所述的3d打印墙体，其特征在于，所述堆砌模块(110)还包括：保温板(115)，平行于所述外侧壁(111)，并靠近所述外侧壁(111)设置在所述外侧壁(111)和所述内侧壁(112)之间。7.根据权利要求1所述的3d打印墙体，其特征在于，所述堆砌模块(110)包括标准块、l型转角、t型转角或十字型转角。8.根据权利要求1所述的3d打印墙体，其特征在于，所述3d打印墙体上设有窗口(300)和/或门(400)，所述3d打印墙体还包括：支撑板(200)，搭设在所述窗口(300)和/或门(400)两侧的所述堆砌模块(110)的上端面上。9.一种3d打印房屋，其特征在于，通过如权利要求1～8任一项所述的3d打印墙体围设形成。10.一种3d打印墙体的建造方法，其特征在于，用于建造如权利要求1～8任一项所述的3d打印墙体，所述建造方法包括：3d打印成型堆砌模块(110)；多个所述堆砌模块(110)连接形成层叠组件(100)；所述层叠组件(100)层层叠加堆砌形成所述3d打印墙体；插入竖向钢筋；以及向堆砌的所述3d打印墙体中浇注混凝土或水泥砂浆。

技术总结
本发明涉及3D打印建筑技术领域，尤其涉及一种3D打印墙体、房屋及其建造方法。该3D打印墙体包括多个层叠组件，多个层叠组件层层叠加堆砌，每个层叠组件包括多个堆砌模块，多个堆砌模块首尾连接，堆砌模块为中空结构，且相邻两个堆砌模块以及相邻两层层叠组件之间彼此连通，该堆砌模块尺寸小、体积小，便于搬运和码放。该3D打印墙体的堆砌模块逐一堆砌建造3D打印墙体，降低建筑3D打印墙体对占地面积和占用空间的要求，有利于提高3D打印墙体的应用范围，进而扩大3D打印墙体的适用范围。该建造方法降低了建筑3D打印墙体对占地面积和占用空间的要求，有利于提高3D打印墙体的应用范围，进而扩大3D打印墙体的适用范围。进而扩大3D打印墙体的适用范围。进而扩大3D打印墙体的适用范围。


技术研发人员：马义和 陈佳佳 王荣花
受保护的技术使用者：盈创新材料（苏州）有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/14