本发明涉及加工水泥、黏土或石料的，特别涉及一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法及应用。
背景技术：
1、混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单的优势，还具有抗压强度高、耐久性好、强度等级范围宽等特点。这使得混凝土不仅在各种土木工程中使用，还被应用于其他大量关联行业中，支撑社会的快速发展。混凝土同时也是一种高能耗、高污染的材料，为了充分发挥其优势、降低其负面影响，以3d打印为基础的3d打印混凝土技术成为了人们关注的重点。
2、混凝土3d打印技术是集成计算机图形学、机械零件设计制作、装配工艺、自动化控制、精密数控、混凝土材料、流体力学等多学科的交叉技术，具有高效率、免模板、省人力、节省材料、低碳环保等优点，不仅适合传统房屋造型设计建造，还能实现各种优美不规则曲面形体的建造。
3、现有技术中已经公开了对3d打印混凝土的讨论。公开号为cn118305866a的中国专利公开了多线条3d打印混凝土结构及其施工方法，方法制备混凝土打印材料；依据需打印的混凝土结构的形状设计3d打印模型，所设计的3d打印模型包括外轮廓线条以及与所述外轮廓线条相紧贴的内部结构线条；利用3d打印设备依据设计的3d打印模型依次的打印外轮廓线条以及内部结构线条，从而形成多线条3d打印混凝土结构。此申请讨论了至少双层线条的3d打印混凝土结构，外轮廓线条作为结构的外轮廓，内部结构线条作为外轮廓线条的内部支撑。在实际的应用中这不失为一种3d打印的模式，但其对打印头的尺寸具有一定的要求，否则在打印单个轮廓的过程中轮廓较易发生倾倒或是倾斜偏移，进而造成整体模型的走型，同时这种打印方式对于打印速度和连续打印的要求较高，对于加工现场的施工要求亦将较高。
技术实现思路
1、本发明解决了现有技术中存在的问题，提供了一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法及应用，通过优化切片算法，将待打印构件逐层处理为点阵，每个点为打印头停顿的工作点，实现单个点打印高度的显著提升。
2、本发明所采用的技术方案是，一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法，所述方法包括以下步骤：
3、s1 获取待打印构件的三维数据，建立其三维模型；
4、s2 获取打印头配置，设置打印参数；
5、s3 获取打印参数，基于待打印构件的特征，以改进的切片算法生成对应三维模型的点阵信息；
6、s4 控制打印头，按照点阵信息进行3d打印；
7、s5 对打印完成的构件进行后处理，得到构件成品。
8、优选地，s1中，三维数据包括所述待打印构件的所有点和线条在3d空间的坐标集合。
9、优选地，s3中，以改进的切片算法生成对应三维模型的点阵信息包括以下步骤：
10、s3. 1 获取打印混凝土材料的坍落度；
11、s3.2 基于打印混凝土材料的坍落度获取打印混凝土材料的单位挤出量在预设时间内在水平面上的最小外接圆和高度h；初始化j=1；
12、s3.3 初始化i=1，nj=0；
13、s3.4 基于所述最小外接圆和高度，由下至上取待打印构件的第j个待打印子构件的第i层轮廓，以最小外接圆相切在轮廓及轮廓内布点，生成第一布点图，第一布点图的最外圈布点相连为底部的轮廓；
14、s3.5 基于所述第一布点图和当前层高，计算除当前层轮廓外的其他位置补充打印混凝土材料的挤出量，以补充打印混凝土材料的挤出位点为第二布点图；
15、s3.6 计算补充打印混凝土材料后的修正高度，得到第i层的切片高度hi；
16、s3.7 计算当前待打印子构件所有切片的总高度htemp，若htemp小于当前待打印子构件的高度h且(h-htemp)/h＞α，则i加1，返回s3.4，否则，进行下一步；α∈(1,1.5]；
17、s3.8 获取h-htemp的值作为限高，基于打印混凝土材料的坍落度计算打印混凝土材料的挤出量，获得此时对应的临时最小外接圆，基于临时最小外接圆获得第三布点图；i加1，将此时的nj+i值赋值给nj，进行下一步；
18、s3.9 若还存在未切片待打印子构件，则j加1，返回s3.3，否则进行下一步；
19、s3.10 构建所述待打印构件的n层的点阵信息集合，，其中，j为待打印子构件的总数。
20、优选地，s3中，待打印构件的特征包括待打印构件是否为中空；
21、当待打印构件为中空时，待打印子构件具有独立中空空间，若干待打印子构件间设置隔层；
22、当待打印构件为非中空时，基于待打印构件在水平投影面上的可视水平面，将待打印构件分割为若干待打印子构件。
23、优选地，对应所述隔层或非中空的待打印子构件，在对应每一层的点阵间填充混凝土材料，并控制填充混凝土材料后的层高满足当前层的设计高度。
24、优选地，所述点阵信息集合包括点阵的坐标及对应的点阵的打印混凝土材料输出量。
25、优选地，对应任一待打印子构件的任一层，以多个打印头同时完成第一布点图或第二布点图或第三布点图的打印。
26、优选地，当多个打印头在打印在第一布点图或第二布点图或第三布点图时距离大于预设值，则在任意两个打印头的输出点位间设置钢筋网片。
27、优选地，s4中，在预设工位进行待打印构件的打印，每完成一层打印，获取当前层的俯视图像，定位并校准切割线；
28、s5中，后处理包括基于所述切割线对打印完成的构件进行找平操作和养护。
29、一种所述的用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法的应用，应用于混凝土构筑物的3d打印成型。
30、本发明涉及一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法及应用，获取待打印构件的三维数据，建立其三维模型，获取打印头配置，设置打印参数；获取打印参数，基于待打印构件的特征，以改进的切片算法生成对应三维模型的点阵信息；控制打印头，按照点阵信息进行3d打印；对打印完成的构件进行后处理，得到构件成品；方法应用于混凝土构筑物的3d打印成型。
31、本发明的有益效果在于，通过优化切片算法，将三维模型逐层处理为点阵，每个点为打印头停顿的打印挤料点，实现单个点打印高度的显著提升；在打印头尺寸、打印速度和连续打印方面不受限制，显著提高单层高度和打印速度；考虑到打印混凝土材料的屈服应力和触变性，确保打印材料的自支撑性和稳定性；适应多样化的打印需求。
1.一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法，其特征在于：s1中，三维数据包括所述待打印构件的所有点和线条在3d空间的坐标集合。
3.根据权利要求1所述的一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法，其特征在于：s3中，以改进的切片算法生成对应三维模型的点阵信息包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法，其特征在于：s3中，待打印构件的特征包括待打印构件是否为中空；
5.根据权利要求4所述的一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法，其特征在于：对应所述隔层或非中空的待打印子构件，在对应每一层的点阵间填充混凝土材料，并控制填充混凝土材料后的层高满足当前层的设计高度。
6.根据权利要求3所述的一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法，其特征在于：所述点阵信息集合包括点阵的坐标及对应的点阵的打印混凝土材料输出量。
7.根据权利要求3所述的一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法，其特征在于：对应任一待打印子构件的任一层，以多个打印头同时完成第一布点图或第二布点图或第三布点图的打印。
8.根据权利要求7所述的一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法，其特征在于：当多个打印头在打印在第一布点图或第二布点图或第三布点图时距离大于预设值，则在任意两个打印头的输出点位间设置钢筋网片。
9.根据权利要求1所述的一种用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法，其特征在于：s4中，在预设工位进行待打印构件的打印，每完成一层打印，获取当前层的俯视图像，定位并校准切割线；
10.一种权利要求1~9之一所述的用于大型构件成型的点阵式混凝土3d打印方法的应用，其特征在于：应用于混凝土构筑物的3d打印成型。
