本發(fā)明屬于箍筋3d打印領(lǐng)域，特別是涉及一種用于打印熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料箍筋的噴頭及3d打印機(jī)。

背景技術(shù)：

1、目前建筑結(jié)構(gòu)3d打印技術(shù)是未來施工的發(fā)展方向，隨著眾多建筑3d打印混凝土材料的研發(fā)成功，以及對(duì)3d打印混凝土的性能研究更加深入，越來越多的學(xué)者開始嘗試進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)打印。建筑結(jié)構(gòu)打印后，由于3d打印混凝土構(gòu)件由于3d打印的特性，會(huì)使3d打印混凝土構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生間裂縫和層間裂縫。另外，現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)中的箍筋都采用鋼筋制作，在建筑結(jié)構(gòu)在后續(xù)使用時(shí)，外界空氣利用條間裂縫和層間裂縫進(jìn)入到混凝土構(gòu)建內(nèi)，導(dǎo)致鋼筋被銹蝕，從而導(dǎo)致建筑的耐久性能下降。

2、熱塑性lcp（lcp的中文名為液晶聚芳酯，英文名為liquid?crystal?polymer）纖維自增強(qiáng)材料是一種具有獨(dú)特性能的新型高分子材料，其具有輕質(zhì)高強(qiáng)，耐腐蝕性好等特點(diǎn)，用其替代建筑結(jié)構(gòu)中的鋼筋可以很好的解決鋼筋銹蝕的問題，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的耐久性能。但，在利用3d打印技術(shù)來打印熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料箍筋時(shí)，仍會(huì)產(chǎn)生條間裂縫和層間裂縫。雖然由于熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料的特性，能夠有效的避免被外界空氣銹蝕的問題，但條間裂縫和層間裂縫會(huì)導(dǎo)致熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料箍筋的抗拉、抗剪強(qiáng)度等力學(xué)性能降低，影響后續(xù)的建筑結(jié)構(gòu)的使用性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種用于打印熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料箍筋的噴頭及3d打印機(jī)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中3d打印過程中由于層間裂縫會(huì)降低熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料箍筋的力學(xué)性能的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種用于打印熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料箍筋的噴頭，包括：料筒、第一進(jìn)料管、第二進(jìn)料管、攪拌裝置、噴嘴、第一加熱裝置和第二加熱裝置；料筒內(nèi)設(shè)置有用于容納待打印熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料的容納腔，第一進(jìn)料管與容納腔連接，用于將液晶材料輸送到容納腔內(nèi)；第二進(jìn)料管與容納腔連接，其一端與伸入容納腔內(nèi)，另一端位于容納腔外與料筒連接，用于將纖維絲輸送到容納腔內(nèi)；

3、攪拌裝置和第一加熱裝置至少部分設(shè)置在容納腔內(nèi)，攪拌裝置用于攪拌容納腔內(nèi)的液晶材料，第一加熱裝置用于對(duì)容納腔內(nèi)的液晶材料進(jìn)行加熱；纖維絲和加熱后的液晶材料在容納腔內(nèi)混合，形成待打印的熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料；噴嘴設(shè)置在料筒上，并與容納腔連接；第二加熱裝置設(shè)置在料筒朝向噴頭前進(jìn)方向的外側(cè)面上，用于對(duì)已打印的熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料進(jìn)行加熱；噴嘴的噴料通道為方形，噴料通道靠近噴頭前進(jìn)方向的一側(cè)面上設(shè)置有第一齒形結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)離噴頭前進(jìn)方向的一側(cè)面上設(shè)置有第二齒形結(jié)構(gòu)；第一齒形結(jié)構(gòu)和第二齒形結(jié)構(gòu)沿噴料通道的延伸方向交錯(cuò)設(shè)置；第二加熱裝置的加熱板遠(yuǎn)離料筒的一側(cè)面上設(shè)置有第一齒形結(jié)構(gòu)；加熱板通過第一齒形結(jié)構(gòu)對(duì)已打印的熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料進(jìn)行加熱，以便于噴嘴噴出的待打印熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料與已打印的熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料融合。

4、可選地，噴嘴的噴料通道的平行于噴嘴前進(jìn)方向的兩個(gè)側(cè)面的其中一個(gè)設(shè)置有第一齒形結(jié)構(gòu)、另外一個(gè)設(shè)置有第二齒形結(jié)構(gòu)；加熱板對(duì)應(yīng)于設(shè)置有第一齒形結(jié)構(gòu)的側(cè)面上設(shè)置有第二齒形結(jié)構(gòu)，加熱板對(duì)應(yīng)于設(shè)置有第二齒形結(jié)構(gòu)的側(cè)面上設(shè)置有第一齒形結(jié)構(gòu)。

5、可選地，加熱板包括傾斜段、過渡段和直線段，過渡段的一端與傾斜段連接，另一端與直線段連接；傾斜段遠(yuǎn)離過渡段的一端遠(yuǎn)離噴頭設(shè)置，直線段與傾斜段之間形成的夾角開口方向朝向料筒設(shè)置。

6、可選地，攪拌裝置包括攪拌軸組件、攪拌電機(jī)和攪拌葉片；攪拌葉片設(shè)置在攪拌軸組件上，且位于容納腔內(nèi)；攪拌軸組件的一端伸出容納腔外與攪拌電機(jī)連接；第一加熱裝置包括第一加熱件和第二加熱件，第一加熱件設(shè)置在攪拌葉片上；第二加熱件設(shè)置在容納腔的內(nèi)側(cè)壁上。

7、可選地，攪拌軸組件包括第一攪拌軸和第二攪拌軸，第一攪拌軸為空心軸，第一攪拌軸伸出容納腔的一端設(shè)置有傳動(dòng)齒輪；攪拌電機(jī)的傳動(dòng)軸上設(shè)置有主動(dòng)齒輪，主動(dòng)齒輪與傳動(dòng)齒輪嚙合；第二攪拌軸為空心軸，第二攪拌軸的外徑小于第一攪拌軸的內(nèi)徑；第二攪拌軸伸入容納腔的一端和第一攪拌軸伸入容納腔的一端連接，第一攪拌軸套設(shè)在第二攪拌軸上；第一攪拌軸伸入容納腔的一端的側(cè)壁上設(shè)置有用于安裝攪拌葉片的螺旋安裝部，攪拌葉片為螺旋形，攪拌葉片與攪拌軸的連接端為與螺旋安裝部相適配的螺旋安裝結(jié)構(gòu)；螺旋安裝部用于將攪拌葉片在攪拌軸的周向和徑向上固定；第二攪拌軸用于將攪拌葉片在第一攪拌軸的軸向上固定；第二攪拌軸伸出容納腔的一端設(shè)置有過孔式導(dǎo)電滑環(huán)，第一加熱件的電纜設(shè)置在第一攪拌軸的內(nèi)側(cè)面和第二攪拌軸的外側(cè)面形成的空腔內(nèi)，第一加熱件的電纜其一端與第一加熱件連接，另一端與過孔式導(dǎo)電滑環(huán)連接；第二攪拌軸套設(shè)在所述第二進(jìn)料管上，且所述第二攪拌軸和所述第二進(jìn)料管間隙配合。

8、可選地，第二進(jìn)料管伸出容納腔的一端設(shè)置有纖維絲引導(dǎo)件、第一固定件和連接法蘭；伸入容納腔的一端設(shè)置有纖維絲分絲件、第二固定件；第二進(jìn)料管通過連接法蘭與料筒連接；第一固定件用于將纖維絲引導(dǎo)件固定在第二進(jìn)料管上；第二固定件用于將纖維絲分絲件固定在第二進(jìn)料管上；纖維絲引導(dǎo)件設(shè)置有多個(gè)用于供纖維絲穿過的第一通孔；纖維絲分絲件設(shè)置有多個(gè)用于供纖維絲闖過的第二通孔，至少一個(gè)第二通孔的中心線與第一通孔的中心線非重合設(shè)置。

9、可選地，螺旋安裝部包括用于避讓第一加熱件線纜的第一避讓口、第二避讓口，第一避讓口與第一攪拌軸的內(nèi)側(cè)面和第二攪拌軸的外側(cè)面形成的空腔連通；攪拌葉片的螺旋安裝結(jié)構(gòu)通過第二避讓口安裝到螺旋安裝部上；攪拌葉片還設(shè)置有用于容納第一加熱件的加熱腔，加熱腔的開口朝向第一攪拌軸設(shè)置。

10、可選地，螺旋安裝部還包括第一固定部、第二固定部；第一固定部和第二固定部分別設(shè)置在第二避讓口相對(duì)的一側(cè)上；第一避讓口、第二避讓口、第一安裝部和第二固定部圍合形成十字形螺旋安裝槽；第二避讓口、第一固定部和第二固定部與攪拌葉片的螺旋安裝結(jié)構(gòu)過盈配合。

11、可選地，第一固定部和第二固定部的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)子螺旋槽；螺旋安裝結(jié)構(gòu)上設(shè)置有密封組件，子螺旋槽用于安裝密封組件。

12、可選地，密封組件包括第一安裝件、第二安裝件和多個(gè)密封件；密封件與子螺旋槽一一對(duì)應(yīng)設(shè)置；多個(gè)第一密封件的一端與第一安裝件連接，另一端與第二安裝件連接。

13、可選地，第二加熱裝置還包括第一安裝板、第二安裝板、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、絲桿、絲桿螺母和導(dǎo)向件；第一安裝板設(shè)置在料筒的外側(cè)上，第二安裝板設(shè)置在第一安裝板上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在第一安裝板上，導(dǎo)向件設(shè)置在第二安裝板上；絲桿的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，另一端與第二安裝板轉(zhuǎn)動(dòng)連接；加熱板通過絲桿螺母與絲桿連接以及加熱板還與導(dǎo)向件滑動(dòng)連接；驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)加熱板沿導(dǎo)向件滑動(dòng)，以調(diào)節(jié)加熱板和噴頭在料筒軸向上的間距。

14、另一方面，本發(fā)明還提供一種用于打印熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料箍筋的3d打印機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和如上述的一種用于打印熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料箍筋的噴頭；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)噴頭運(yùn)動(dòng)。

15、如上所述，本發(fā)明的一種用于打印熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料箍筋的噴頭及3d打印機(jī)，至少具有以下有益效果：本發(fā)明通過在料筒的外側(cè)壁上設(shè)置第二加熱裝置，且加熱板遠(yuǎn)離料筒的一側(cè)面上設(shè)置有第一齒形結(jié)構(gòu)，以及將噴料通道設(shè)置為方形，且噴料通道靠近噴頭前進(jìn)方向的一側(cè)面上設(shè)置有第一齒形結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)離噴頭前進(jìn)方向的一側(cè)面上設(shè)置有與第一齒形結(jié)構(gòu)交錯(cuò)設(shè)置的第二齒形結(jié)構(gòu)；便于加熱裝置對(duì)已打印熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料條狀件進(jìn)行加熱，還增加了待打印熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料和已打印的熱塑性lcp纖維自增強(qiáng)材料條狀件的接觸面積，確保能夠充分融合，避免產(chǎn)生層間裂縫。