EA039426B1 - Устройство для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей - Google Patents
Устройство для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей Download PDFInfo
- Publication number
- EA039426B1 EA039426B1 EA202000078A EA202000078A EA039426B1 EA 039426 B1 EA039426 B1 EA 039426B1 EA 202000078 A EA202000078 A EA 202000078A EA 202000078 A EA202000078 A EA 202000078A EA 039426 B1 EA039426 B1 EA 039426B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- plates
- possibility
- printing
- walls
- buildings
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к аддитивным технологиям методом трехмерной печати и может быть использовано при строительстве зданий, архитектурных и строительных модулей из жестких строительных смесей. Техническим результатом является получение прочных зданий и архитектурно-строительных модулей из жестких строительных смесей сложной геометрической формы. Технический результат достигается тем, что устройство для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей включает установленное на платформе, которая снабжена механизмом для перемещения, устройство для нанесения слоя материала, содержащее емкость для материала и вибратор, а также устройство для заполнения заданного количества материала, при этом емкость для материала выполнена в виде трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати, состоящего из боковых и торцевых стенок, при этом боковые стенки выполнены из ряда шарнирно соединенных вертикальных прямоугольных пластин, которые, за исключением двух центральных противоположных пластин, выполнены с возможностью горизонтального взаимного перемещения противоположных пластин при одновременном повороте относительно вертикальной плоскости на равные смежные углы, обеспечивающие заданный профиль закругления стен здания, торцевые стенки шарнирно соединены с горизонтальными поперечными стержнями, закрепленными между крайними вертикальными пластинами в верхней кромке с возможностью обеспечения постоянного расстояния между пластинами, снабжены механизмами поворота относительно поперечных стержней на угол не менее чем 90°, вибратор с горизонтальным распространением акустических колебаний выполнен с возможностью возвратно-поступательного ввода в слой материала при каждом цикле дискретной печати, а платформа выполнена с возможностью поворота вокруг своей оси.
Description
Изобретение относится к аддитивным технологиям методом трехмерной печати и может быть использовано при строительстве зданий, архитектурных и строительных модулей из жестких строительных смесей.
Известно устройство трехмерной печати зданий, содержащее печатающую головку и механизм трехмерного позиционирования печатающей головки, а в качестве печатающей головки используется стекловаренная печь, имеется выравнивающее устройство для выравнивания плоскости стены, расположенное с возможностью формирования плоскости стены после нанесения материала стены печатающей головкой (патент RU на изобретение №2618235, опубл. 03.05.2017, бюл. №13).
Недостатком известного устройства является узкая область применения, сложность эксплуатации и невозможность использования для печати бетонных изделий.
Известен 3D принтер, применяемый для возведения зданий и конструкций с использованием бетонов, состоящий из башни-основания, стрелы с экструдером и устройством фиксации элементов армирующей сетки и стрелы с устройством гибки и резки элементов армирующей сетки, при этом каждая стрела имеет возможность независимо вращаться относительно оси башни, укорачиваться или удлинятся вдоль своей оси, перемещаться вверх и вниз по башне, а устройства на стрелах имеют возможность поворачиваться вокруг оси стрелы, при этом стрела с устройством гибки и резки элементов армирующей сетки расположена на оси башни выше стрелы с экструдером (патент RU на полезную модель №179287, опубл. 07.05.2018, бюл. №13).
Недостатком известного 3D принтера является низкая производительность в связи с дополнительными функциями гибки, резки и укладки армирующей сетки, а также в связи с необходимостью дополнительной обработки поверхности стен напечатанного сооружения.
Известно устройство для изготовления трехмерного объекта для осуществления способа по патенту DE на изобретение №4400523, опубл. 13.07.1995 г., вид публикации С2, принятое в качестве прототипа, включающее устройство для нанесения слоя материала, который может быть отвержден под действием электромагнитного облучения, устройство для облучения материала в точках слоя, соответствующего объекту. Устройство для нанесения слоя материала включает емкость для материала, установленную на платформе, которая снабжена механизмом для перемещения, а на ее нижней стороне имеется устройство для регулировки толщины слоя наносимого материала, включающее зачистной элемент, снабженный вибратором, обеспечивающий вибрацию зачистного элемента, кроме того емкость для материала снабжена устройством для заполнения заданного количества материала.
С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: устройство для нанесения слоя материала, содержащее емкость для материала и вибратор, установленное на платформе, которая снабжена механизмом для перемещения, а также устройство для заполнения заданного количества материала.
Недостатком прототипа является получение недостаточно прочных зданий, что обусловлено отсутствием возможности введения твердого наполнителя, кроме того прототип имеет низкую произвольность, так как требуется время на отверждение смеси.
Изобретение направлено на получение прочных зданий и архитектурно-строительных модулей из жестких строительных смесей сложной геометрической формы.
Это достигается тем, что устройство для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей включает установленное на платформе, которая снабжена механизмом для перемещения, устройство для нанесения слоя материала, содержащее емкость для материала и вибратор, а также устройство для заполнения заданного количества сырьевой смеси. В предложенном решении емкость для материала выполнена в виде трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати, состоящего из боковых и торцевых стенок, при этом боковые стенки выполнены из ряда шарнирно соединенных вертикальных прямоугольных пластин, которые, за исключением двух центральных противоположных пластин, выполнены с возможностью горизонтального взаимного перемещения противоположных пластин при одновременном повороте относительно вертикальной плоскости на равные смежные углы, обеспечивающие заданный профиль закругления стен здания, торцевые стенки шарнирно соединены с горизонтальными поперечными стержнями, закрепленными между крайними вертикальными пластинами в верхней кромке с возможностью обеспечения постоянного расстояния между пластинами, снабжены механизмами поворота относительно поперечных стержней на угол не менее чем 90°, вибратор с горизонтальным распространением акустических колебаний выполнен с возможностью возвратнопоступательного ввода в слой материала при каждом акте дискретной печати, а платформа выполнена с возможностью поворота вокруг своей оси.
В зависимости от размера трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати устройство может иметь несколько вибраторов.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для трехмерной печати, на фиг. 2 показан трансформируемый элемент дискретной аддитивной печати, на фиг. 3 представлен вид сбоку устройства с поворотными торцевыми стенками трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати.
Устройство для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей включает рам- 1 039426 ную конструкцию 1, выполненную с возможностью перемещения по направляющим 2, несущий мост 3, выполненный с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, например при помощи шариковинтовой пары, тележку 4, перемещающуюся по несущему мосту 3, например за счет зубчато-реечной передачи.
На тележке 4 установлена платформа 5, которая выполнена с возможностью поворота вокруг своей оси в соответствии с заданной формой сопряжения стен здания или модуля, например за счет зубчатой передачи с приводом от электродвигателя. На платформе 5 установлено устройство для нанесения слоя материала, которое содержит емкость для материала, выполненную в виде трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати 6, и по крайней мере один вибратор 7 с горизонтальным распространением акустических колебаний, который выполнен с возможностью возвратно-поступательного ввода в слой материала при каждом цикле дискретной печати, например при помощи линейного привода (на фигуре не показан).
Количество вибраторов определяется размерами элемента дискретной аддитивной печати.
Боковые стенки трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати 6 выполнены из множества шарнирно соединенных вертикальных прямоугольных пластин 8, которые, за исключением двух центральных противоположных пластин, выполнены с возможностью плоскопараллельного взаимного перемещения пластин в горизонтальном направлении при одновременном повороте относительно вертикальной плоскости на равные смежные углы, обеспечивающие заданный профиль закругления стен здания. Это может быть осуществлено за счет того, что крайние пластины с каждой стороны снабжены тягами 9, которые соединены с механизмами перемещения, например актуаторами.
Над трансформируемым элементом дискретной аддитивной печати 6 установлено устройство для заполнения заданного количества материала, включающее материалопровод 10, который может быть снабжен затвором, перекрывающим подачу материала в трансформируемый элемент дискретной аддитивной печати, во время цикла печати.
Торцевые стенки 11 трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати 6 (фиг. 3) шарнирно соединены с горизонтальными поперечными стержнями, закрепленными между крайними вертикальными пластинами в верхней кромке с возможностью обеспечения постоянного расстояния между пластинами, снабжены механизмами поворота относительно поперечных стержней на угол не менее чем 90°.
Печать осуществляется следующим образом.
Координаты точки печати объекта по оси Y обеспечиваются заданным перемещением рамной конструкции 1 по направляющим 2, по оси X - перемещением тележки 4. Несущий мост 3 обеспечивает перемещение узла печати по оси Z. Изменение направления печати в горизонтальной плоскости в соответствии с заданной формой сопряжения стен здания или модуля обеспечивается поворотной платформой 5. Приготовленный материал заданного состава, например бетонная смесь с наполнителем, с размером частиц до 30 мм и в заданном количестве, поступает в трансформируемый элемент дискретной аддитивной печати 6 (см. фиг. 1) с закрытыми торцевыми стенками по материалопроводу 10 (фиг. 2). Уплотнение сырьевой смеси обеспечивают вибраторы 7. Заданные геометрические формы стен здания или модуля обеспечиваются изменением радиуса кривизны боковых стенок трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати за счет шарнирно соединенных вертикальных прямоугольных пластин 8, крайние из которых с каждой стороны снабжены тягами 9 для соединения с механизмами плоскопараллельного взаимного перемещения противоположных пластин.
После уплотнения смеси вибраторы 7 извлекаются из смеси и трансформируемый элемента дискретной аддитивной печати перемещается на расстояние, равное его длине. При этом торцевая стенка 11 (см. фиг. 3) трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати 6 со стороны напечатанного элемента поднимается за счет шарнирного соединения с горизонтальным поперечным стержнем 12, закрепленным между крайними вертикальными пластинами в верхней кромке и ее функции выполняет торец напечатанного элемента. Последующие элементы печати повторяются аналогично. При начале печати перпендикулярно расположенной стены, торцевой стенкой трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати будет служить часть боковой поверхности предыдущего напечатанного элемента. Закругление стен производится радиусом кривизны, который обеспечивается перемещением взаимно противоположных боковых пластин 8 трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати 6 и плавным поворотом платформы 5.
Применение поэлементной печати стен строительных конструкций и архитектурно-строительных модулей с использованием трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати обеспечивает заданные сложные геометрические формы стен здания. Закругление профиля стены осуществляется за счет взаимного перемещения противоположных пластин боковых стенок трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати на расстояние, обеспечивающее заданный радиус кривизны. Трансформируемый элемент дискретной аддитивной печати позволяет применять для печати жесткие строительные смеси с наполнителем, для уплотнения которых служат вибраторы с горизонтальным распространением акустических колебаний в пределах трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати, что повышает прочность печатной конструкции и сокращает время твердения. Выполнение стенок трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати из пластин с гладкой поверхностью исклю- 2 039426 чает необходимость дополнительной обработки боковых поверхностей стен. Для обеспечения заданной формы сопряжения стен платформа, на которой установлено устройство для нанесения слоя материала, выполнена с возможностью поворота вокруг своей оси.
Использование изобретения позволяет получать прочные здания, архитектурно-строительные модули из жестких строительных смесей сложной геометрической формы за счет введения твердого наполнителя. Помимо этого, устройство имеет высокую производительность за счет сокращения сроков твердения слоя материала при использовании полусухих смесей.
Claims (2)
1. Устройство для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей, включающее установленное на платформе, которая снабжена механизмом для перемещения, устройство для нанесения слоя материала, содержащее емкость для материала и вибратор, а также устройство для заполнения заданного количества материала, отличающееся тем, что емкость для материала выполнена в виде трансформируемого элемента дискретной аддитивной печати, состоящего из боковых и торцевых стенок, при этом боковые стенки выполнены из ряда шарнирно соединенных вертикальных прямоугольных пластин, которые, за исключением двух центральных противоположных пластин, выполнены с возможностью горизонтального взаимного перемещения противоположных пластин при одновременном повороте относительно вертикальной плоскости на равные смежные углы, обеспечивающие заданный профиль закругления стен здания, торцевые стенки шарнирно соединены с горизонтальными поперечными стержнями, закрепленными между крайними вертикальными пластинами в верхней кромке с возможностью обеспечения постоянного расстояния между пластинами, и снабжены механизмами поворота относительно поперечных стержней на угол не менее чем 90°, при этом вибратор с горизонтальным распространением акустических колебаний выполнен с возможностью возвратно-поступательного ввода в слой материала при каждом цикле дискретной печати, а платформа выполнена с возможностью поворота вокруг своей оси.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имеет несколько вибраторов.
Фиг. 1
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA202000078A EA039426B1 (ru) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | Устройство для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA202000078A EA039426B1 (ru) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | Устройство для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA202000078A1 EA202000078A1 (ru) | 2021-08-31 |
| EA039426B1 true EA039426B1 (ru) | 2022-01-26 |
Family
ID=77515142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA202000078A EA039426B1 (ru) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | Устройство для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA039426B1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4400523A1 (de) * | 1994-01-11 | 1995-07-13 | Eos Electro Optical Syst | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts |
| JP2007518586A (ja) * | 2004-01-20 | 2007-07-12 | ユニバーシティ オブ サウザーン カリフォルニア | ロボットシステムを含む自動建設 |
| RU169634U1 (ru) * | 2016-09-30 | 2017-03-27 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" | Экструдер для аддитивного производства изделий из композитных материалов |
| RU179287U1 (ru) * | 2017-07-28 | 2018-05-07 | Глеб Алексеевич Ноздрин | 3Д принтер, применяемый для возведения зданий и конструкций |
-
2020
- 2020-02-25 EA EA202000078A patent/EA039426B1/ru unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4400523A1 (de) * | 1994-01-11 | 1995-07-13 | Eos Electro Optical Syst | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts |
| JP2007518586A (ja) * | 2004-01-20 | 2007-07-12 | ユニバーシティ オブ サウザーン カリフォルニア | ロボットシステムを含む自動建設 |
| RU169634U1 (ru) * | 2016-09-30 | 2017-03-27 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" | Экструдер для аддитивного производства изделий из композитных материалов |
| RU179287U1 (ru) * | 2017-07-28 | 2018-05-07 | Глеб Алексеевич Ноздрин | 3Д принтер, применяемый для возведения зданий и конструкций |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA202000078A1 (ru) | 2021-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11945157B2 (en) | Multi-material additive manufacturing apparatus and method | |
| CN108127794B (zh) | 一种建筑施工用半月形混凝土摇摆搅拌装置 | |
| RU2704995C1 (ru) | Способ возведения бетонной стены, рабочий орган строительного 3d-принтера и стена бетонная | |
| EA011978B1 (ru) | Способ и устройство для сооружения автоматически конгломерируемых конструкций | |
| CN212983521U (zh) | 一种混凝土道路施工用振捣装置 | |
| CN215038462U (zh) | 混凝土振捣装置 | |
| CN105822044A (zh) | 一种贴砖装置 | |
| CN112720833B (zh) | 预制混凝土结构的生产装置及应用方法 | |
| RU2711637C1 (ru) | Устройство для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей | |
| CN108465783A (zh) | 一种型砂3d打印的双向铺砂装置 | |
| EA039426B1 (ru) | Устройство для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей | |
| CN205521912U (zh) | 一种贴砖装置 | |
| RU204318U1 (ru) | Устройство для нанесения слоя материала при трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей | |
| CN210190090U (zh) | 一种预制墙板振动抹平装置 | |
| CN218875797U (zh) | 一种混凝土生产用振动台 | |
| CN209533689U (zh) | 一种基于sla工艺的陶瓷3d打印成型装置 | |
| CN214394711U (zh) | 一种半自动浇筑混凝土成型设备 | |
| CN208645648U (zh) | 一种混凝土预制件灌装生产线 | |
| CN213509654U (zh) | 一种高效混凝土振动器 | |
| CN214981801U (zh) | 一种带振动的预制件浇捣平台 | |
| KR100691422B1 (ko) | 다양한 성형이 가능한 자동황토블럭제조장치와 이를 이용한황토벽돌의 제조방법 | |
| CN206030209U (zh) | 一种预制件生产线 | |
| CN112659319B (zh) | 一种建筑用预制构件生产加工装置 | |
| JP2000202915A (ja) | 光造形装置のスキ―ジ装置及びその方法 | |
| CN111531680A (zh) | 一种预制构件生产辅助装置 |