L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СТЕН ЗДАНИЯ ПЕЧАТАЮЩИМ 3D ПРИНТЕРОМ ДИСКРЕТНОЙ ПЕЧАТЬЮ
| Название | СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СТЕН ЗДАНИЯ ПЕЧАТАЮЩИМ 3D ПРИНТЕРОМ ДИСКРЕТНОЙ ПЕЧАТЬЮ |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Титов М.М., Барданова И.С. |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2703574 |
| Дата регистрации | 21.10.2019 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) |
| Область применения (класс МПК) | E04G 21/20 (2006.01) B29C 64/10 (2017.01) B33Y 10/00 (2015.01) |
Описание изобретения
Изобретение относится к области строительства, в частности к возведению зданий и сооружений строительным 3d-принтером. Техническим результатом является набор необходимой прочности печатаемого слоя перед укладыванием последующего во время печати конструкций, достижение максимально ровной поверхности печатаемой конструкции с использованием малогабаритного, легкого в транспортировке и установке строительного 3d-принтера. Технический результат достигается тем, что способ для возведения стен здания печатающим 3d-принтером дискретной печатью, при котором происходит печать конструкции непрерывным послойным нанесением строительной смеси, включает в себя возведение конструкций, выполненное дискретной печатью, при которой экструдер с мини-опалубкой 3d-принтера устанавливается в проектное положение, после чего подается строительная смесь в мини-опалубку, затем после полного заполнения мини-опалубки смесью, фиксируемого датчиками, подается импульс мощности, который нагревает возводимый объем от 90 до 98°С, в результате чего элемент быстрее набирает прочность и происходит формовка, после чего экструдер с мини-опалубкой перемещается в следующее проектное положение, при котором торцевая сторона сформированного элемента является четвертой стороной опалубки. 2 ил.
Изобретение относится к области строительства, в частности, к возведению зданий и сооружений строительным 3d-принтером.
Известно устройство многофункциональный строительный робот для строительной 3d-печати (патент РФ №161181, МПК E04G 21/20, опубл. 10.04.2016), включающий портальную систему, перемещающуюся по направляющим рельсам. Печать конструкций осуществляется перемещением экструдера в пределах портала послойным укладыванием смеси.
Недостатком данной системы является громоздкость, большие габариты каркаса 3d-принтера, сложность в установке, ограничение печати в пределах конструкции принтера.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению является устройство для 3d-печати ограждающих конструкций послойным укладыванием смеси (Apis Cor, Технология строительства, материалы для проектирования и рабочие чертежи узлов, экономический расчет / Apis Cor. - Изд. 1-е - М.: Альбом технических решений - 2016. - 38 с.). Устройство представляет собой мобильную систему в виде стрелы-манипулятора, которое печатает конструкции непрерывным послойным нанесением строительной смеси.
Недостатком вышеприведенного способа возведения конструкций является отсутствие набора прочности предыдущих слоев перед укладыванием последующих в процессе возведения конструкций, готовые конструкции имеют волнообразную поверхность за счет многослойного укладывания смеси, что несет за собой затраты на отделочные работы.
Задачей заявляемого способа является набор необходимой прочности печатаемого слоя перед укладыванием последующего во время печати конструкций, достижение максимально ровной поверхности печатаемой конструкции с использованием малогабаритного, легкого в транспортировке и установке строительного 3d-принтера.
Поставленная задача решается тем, что в способе для возведения стен здания печатающим 3d-принтером дискретной печатью, при котором происходит печать конструкции непрерывным послойным нанесением строительной смеси, согласно изобретению, возведение конструкций выполняется дискретной печатью, при которой экструдер с мини-опалубкой 3d-принтера устанавливается в проектное положение, после чего подается строительная смесь в мини-опалубку, затем после полного заполнения мини-опалубки смесью, фиксируемое датчиками, подается импульс мощности, который нагревает возводимый объем от 90 до 98°C, в результате чего элемент быстрее набирает прочность и происходит формовка, после чего экструдер с мини-опалубкой перемещается в следующее проектное положение, при котором торцевая сторона сформированного элемента является четвертой стороной опалубки.
За счет дискретной печати с использование прямоугольной мини-опалубки, а также набора необходимой критической прочности, создается четкая ортогональная форма строительный конструкций, что в свою очередь сокращает расходы на отделочные работы.
На чертежах ФИГ. 1 и ФИГ. 2 представлен вид устройства 3d-принтера для осуществления способа возведения конструкций дискретной печатью.
Устройство 3d-принтера для дискретной печати содержит опорную часть 1, перемещающуюся вертикально; стрелу 2, поворачивающаяся на 360 градусов вокруг оси опорной части 1; стрелу 3, перемещающуюся вдоль стрелы 2; экструдер 4; мини-опалубку 5; проводники электрического тока 6; диэлектрик 7; провода 8 для подачи импульса мощности; датчик заполнения 9 опалубки смесью.
Способ осуществляется следующим образом.
На строительную площадку устанавливается 3d-принтер, представляющий собой мобильный кран-манипулятор. Выполняются пуско-наладочные работы. Возведение стен выполняется 3d-принтером дискретной печатью. Для этого стрела с экструдером и мини-опалубкой устанавливается в угол будущего здания. Экструдером в мини-опалубку подается строительная смесь. Датчики, расположенные по верхним углам мини-опалубки передают информацию о заполнении объема мини-опалубки на компьютер. После полного заполнения смесью мини-опалубки к проводникам электрического тока через провода подается импульс мощности для быстрого нагрева и набора критической прочности. Затем стрела с экструдером и мини-опалубкой перемещается на длину мини-опалубки минус 2 см и операции повторяются.
Стрела с экструдером и мини-опалубкой доходит до угла, поднимается на 1,5 высоты мини-опалубки для разворота и принятия нового проектного положения, затем опускается на ту же высоту для установки мини-опалубки на готовый слой и продолжения печати конструкции.
Каждый следующий слой имеет перевязку с предыдущим на половину длины мини-опалубки.
Использование различных сменных насадок мини-опалубки позволит решать разные задачи.
Использование заявляемого изобретения позволяет достигать быстрого набора критической прочности слоев во время печати конструкции за счет подачи импульса мощности и создавать четкую ортогональную форму конструкций с ровной поверхностью под отделку.
Формула изобретения
Способ для возведения стен здания печатающим 3d-принтером дискретной печатью, при котором происходит печать конструкции непрерывным послойным нанесением строительной смеси, отличающийся тем, что возведение конструкций выполняется дискретной печатью, при которой экструдер с мини-опалубкой 3d-принтера устанавливается в проектное положение, после чего подается строительная смесь в мини-опалубку, затем после полного заполнения мини-опалубки смесью, фиксируемого датчиками, подается импульс мощности, который нагревает возводимый объем от 90 до 98°С, в результате чего элемент быстрее набирает прочность и происходит формовка, после чего экструдер с мини-опалубкой перемещается в следующее проектное положение, при котором торцевая сторона сформированного элемента является четвертой стороной опалубки.
Медаль Альфреда Нобеля