RU205716U1

RU205716U1 - FORMING DEVICE FOR ADDITIVE MANUFACTURING OF MULTILAYER WALL STRUCTURES

Info

Publication number: RU205716U1
Application number: RU2020142448U
Authority: RU
Inventors: Валерий Станиславович Лесовик; Михаил Юрьевич Елистраткин; Алена Анатольевна Шеремет; Арби Хамидович Аласханов; Александр Николаевич Бабаевский; Евгений Сергеевич Глаголев
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2021-07-29

Abstract

Полезная модель относится к области аддитивных технологий, в частности к возведению зданий и сооружений строительным 3D-принтером.Полезная модель направлена на получение многослойной стеновой конструкции, состоящей из трех и более функциональных слоев с помощью строительного 3D-принтера.Это достигается тем, что формующее устройство для аддитивного изготовления многослойной стеновой конструкции включает контейнер 7 для бетонной смеси, разделенный перегородкой 2 на два отсека 3 и 4. Отсек 3 имеет две наклонные пластины 5 и два независимых выходных прямоугольных отверстия 6 и 7 из контейнера, а отсек 4 - одно выходное прямоугольное отверстие 8. К днищу контейнера прикреплено сопло 9, разделенное на три канала 10, 11 и 12, соответствующих выходным прямоугольным отверстиям из контейнера. Внутри сопла находятся соединенные в единый блок вибровкладыши 13, закрепленные на валу 14, приводимом в движение вибровозбудителями 15. Вал 14 вибровозбудителей проходит через боковые стенки сопла через эластичные втулки 16, для изоляции корпуса от вибрационных колебаний. По двум противоположным сторонам сопла 9 расположены два шибера 17, установленных с возможностью перемещения в вертикальном направлении. Установка соответствующих шиберов в верхнее и нижнее положение позволяет изменять направление бетонирования. По бокам устройства расположены два поворотных заглаживающее-поддерживающих щитка (ЗПЩ) 18.The utility model relates to the field of additive technologies, in particular to the construction of buildings and structures with a construction 3D printer. The utility model is aimed at obtaining a multilayer wall structure consisting of three or more functional layers using a construction 3D printer. This is achieved by the fact that the forming device for the additive manufacturing of a multilayer wall structure includes a container 7 for concrete, divided by a partition 2 into two compartments 3 and 4. Compartment 3 has two inclined plates 5 and two independent rectangular outlet openings 6 and 7 from the container, and compartment 4 has one rectangular outlet 8. Attached to the bottom of the container is a nozzle 9, divided into three channels 10, 11 and 12 corresponding to the rectangular outlet openings from the container. Inside the nozzle there are vibration pads 13 connected in a single block, fixed on a shaft 14 driven by vibration exciters 15. The vibration exciter shaft 14 passes through the side walls of the nozzle through elastic bushings 16 to isolate the housing from vibration vibrations. On two opposite sides of the nozzle 9, there are two gates 17 installed with the ability to move in the vertical direction. The installation of the corresponding gates in the upper and lower positions allows you to change the direction of concreting. On the sides of the device there are two rotary smoothing-supporting flaps (ZPShch) 18.

Description

Полезная модель относится к области аддитивных технологий, в частности к возведению зданий и сооружений строительным 3D-принтером.The utility model relates to the field of additive technologies, in particular, to the construction of buildings and structures with a construction 3D printer.

Известен экструдер строительного 3D-принтера (Патент на полезную модель РФ №185166, МПК E04G 21/04 - опубл. 23.11.2018, бюл. №33), который содержит двигатель привода механизма подачи смеси, печатающую головку и шнек, соединенный с печатающей головкой с помощью привода механизма подачи смеси, на котором установлено устройство формирования поверхности.Known extruder for a construction 3D printer (Patent for a useful model of the Russian Federation No. 185166, IPC E04G 21/04 - publ. 11/23/2018, bul. No. 33), which contains a drive motor of the mixture feeding mechanism, a print head and a screw connected to the print head by means of the drive of the mixture feeding mechanism, on which the surface forming device is installed.

Недостатком известного устройства является сложность процесса получения многослойной стеновой конструкции, требующего больших затрат времени.The disadvantage of the known device is the complexity of the process of obtaining a multilayer wall structure, which requires a lot of time.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство укладки бетонной смеси методом аддитивной печати (Патент на полезную модель РФ №191409, МПК В29С 64/209 - опубл. 05.08.2019, бюл. №22), которое содержит контейнер в виде цилиндра для бетонной смеси, в котором установлен поршень с возможностью вертикального перемещения и сопло, прикрепленное к днищу цилиндра, цилиндр установлен с возможностью движения над платформой.The closest technical solution, chosen as a prototype, is a device for placing concrete mixture by the method of additive printing (Patent for a useful model of the Russian Federation No. 191409, IPC В29С 64/209 - publ. 08/05/2019, bul. No. 22), which contains a container in the form a cylinder for concrete mix, in which a piston is installed with the possibility of vertical movement and a nozzle attached to the bottom of the cylinder, the cylinder is installed with the ability to move above the platform.

С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: контейнер для бетонной смеси, сопло, прикрепленное к днищу контейнера.The following set of prototype features coincides with the essential features of the utility model: a container for concrete mix, a nozzle attached to the bottom of the container.

Недостатком известного устройства является сложность процесса изготовления многослойных стеновых конструкций, состоящих из трех и более слоев различного функционального назначения, так как печатающая головка позволяет работать только с одним типом материала.The disadvantage of the known device is the complexity of the process of manufacturing multilayer wall structures, consisting of three or more layers of various functional purposes, since the print head allows you to work with only one type of material.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является получение многослойной стеновой конструкции, состоящей из трех и более функциональных слоев с помощью строительного 3D-принтера.The task to be solved by the utility model is to obtain a multilayer wall structure consisting of three or more functional layers using a construction 3D printer.

Решение задачи обеспечивается за счет того, что формующее устройство для аддитивного изготовления многослойных стеновых конструкций состоит из контейнера для бетонной смеси и сопла, прикрепленного к днищу контейнера. В предложенном решении контейнер разделен на два отсека с выходными прямоугольными отверстиями, один из которых снабжен направляющими наклонными пластинами, а сопло разделено на три канала, по форме и размерам, соответствующих выходным отверстиям из отсеков, при этом во внутренней полости сопла расположены вибровкладыши, равномерно жестко закрепленные на валу, несущем вибровозбудители, размещенные на концах стержня вне полости сопла, причем по двум противоположным сторонам сопла установлены два шибера.The solution to the problem is provided due to the fact that the forming device for additive manufacturing of multilayer wall structures consists of a container for concrete mix and a nozzle attached to the bottom of the container. In the proposed solution, the container is divided into two compartments with rectangular outlet openings, one of which is equipped with inclined guiding plates, and the nozzle is divided into three channels, in shape and size corresponding to the outlet openings from the compartments, while in the inner cavity of the nozzle there are vibration pads, uniformly rigid mounted on a shaft carrying vibration exciters, located at the ends of the rod outside the nozzle cavity, with two gates installed on two opposite sides of the nozzle.

Разделение контейнера на два отсека позволит одновременно использовать две разные смеси для получения трехслойной конструкции. Продвижению материала в определенном направлении способствуют установка наклонных пластин в одном из отсеков и разделение сопла на три канала. Установка вала с вибровозбудителями обеспечивает равномерную подачу бетонной смеси из контейнера через сопло с тремя каналами в полость, ограниченную шиберами. Для того, чтобы изменять направление бетонирования вдоль стеновой конструкции, необходимо изменить положения шиберов.Dividing the container into two compartments will allow the simultaneous use of two different mixtures to obtain a three-layer construction. The advancement of the material in a certain direction is facilitated by the installation of inclined plates in one of the compartments and the division of the nozzle into three channels. The installation of a shaft with vibration exciters ensures a uniform supply of the concrete mixture from the container through a nozzle with three channels into the cavity bounded by the gates. In order to change the direction of concreting along the wall structure, it is necessary to change the position of the gates.

Таким образом, совокупность отличительных признаков предлагаемого решения обеспечит получение многослойной стеновой конструкции, состоящей из трех и более функциональных слоев.Thus, the set of distinctive features of the proposed solution will provide a multilayer wall structure, consisting of three or more functional layers.

Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.The essence of the utility model is illustrated by graphic material.

На фиг. 1 показан общий вид без РЗЩ на переднем плане; на фиг. 2 представлен вид сбоку; фиг. 3 - разрез А-А по фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б по фиг. 2.; фиг. 5 - объемная модель.FIG. 1 shows a general view without RPG in the foreground; in fig. 2 is a side view; fig. 3 - section A-A according to FIG. one; in fig. 4 - section b-b according to fig. 2 .; fig. 5 - volumetric model.

Формующее устройство для аддитивного изготовления многослойной стеновой конструкции включает контейнер 1 для бетонной смеси, разделенный перегородкой 2 на два отсека 3 и 4. Отсек 3 имеет две наклонные пластины 5 и два независимых выходных прямоугольных отверстия 6 и 7 из контейнера, а отсек 4 - одно прямоугольное выходное отверстие 8. К днищу контейнера прикреплено сопло 9, разделенное на три канала 10, 11 и 12, соответствующие выходным прямоугольным отверстиям из контейнера. Внутри сопла находятся соединенные в единый блок вибровкладыши 13, закрепленные на валу 14, приводимом в движение вибровозбудителями 15. Вал 14 вибровозбудителей проходит через боковые стенки сопла через эластичные втулки 16, для изоляции корпуса от вибрационных колебаний. По двум противоположным сторонам сопла 9 расположены два шибера 17, установленных с возможностью перемещения в вертикальном направлении. Установка соответствующих шиберов в верхнее и нижнее положения позволяет изменять направление бетонирования. По бокам устройства расположены два поворотных заглаживающее-поддерживающих щитка (ЗПЩ) 18.A forming device for the additive manufacturing of a multilayer wall structure includes a container 1 for concrete, divided by a partition 2 into two compartments 3 and 4. Compartment 3 has two inclined plates 5 and two independent rectangular outlet openings 6 and 7 from the container, and compartment 4 has one rectangular outlet 8. Attached to the bottom of the container is a nozzle 9 divided into three channels 10, 11 and 12 corresponding to rectangular outlet openings from the container. Inside the nozzle there are vibration pads 13 connected in a single block, fixed on a shaft 14 driven by vibration exciters 15. The vibration exciter shaft 14 passes through the side walls of the nozzle through elastic bushings 16 to isolate the housing from vibration vibrations. On two opposite sides of the nozzle 9, there are two gates 17 installed with the ability to move in the vertical direction. The installation of the corresponding gates in the upper and lower positions allows you to change the direction of concreting. On the sides of the device there are two rotary smoothing-supporting flaps (ZPShch) 18.

Работа устройства происходит следующим образом.The device operates as follows.

Бетонная смесь для изготовления наружных и внутреннего слоев стеновой конструкции загружается в отсеки 3 и 4, разделенные перегородкой 2 контейнера 1 соответственно. При необходимости получения стеновой конструкции с большим количеством слоем контейнер можно разделить на три и более отсеков.The concrete mixture for the manufacture of the outer and inner layers of the wall structure is loaded into compartments 3 and 4, separated by a partition 2 of the container 1, respectively. If it is necessary to obtain a wall structure with a large number of layers, the container can be divided into three or more compartments.

В зависимости от требуемого направления бетонирования шиберы 17 устанавливаются: один - в нижнее, а второй в - верхнее положения. Формующее устройство подводится к начальной границе возводимой конструкции стены. При этом один из шиберов 17, находящихся в нижнем положении, должен располагаться в непосредственной близости от поверхности, являющейся основанием.Depending on the required direction of concreting, gates 17 are installed: one in the lower position, and the second in the upper position. The forming device is brought to the initial boundary of the erected wall structure. In this case, one of the gates 17, which are in the lower position, should be located in the immediate vicinity of the surface, which is the base.

Включаются вибровозбудители 15, и обеспечивается подача вибрационных колебаний на вал 14 с закрепленными вибровкладышами 13. Под действием силы тяжести и работающих вибровозбудителей 15 бетонная смесь попадает через прямоугольные отверстия 6, 7 и 8 в соответствующие каналы сопла 9: из отсека 3 по наклонным пластинам 5 - в крайние каналы 10 и 11, из отсека 4 - в центральный канал 12, а затем в полость, ограниченную шибером 17, находящимся в нижнем положении. После заполнения указанной полости бетонными смесями начинается перемещение формующего устройства в направлении формования. Непрерывно поступающие бетонные смеси заполняют образующееся свободное пространство, ограниченное двумя поворотными ЗПЩ 18. После того, как формующее устройство достигнет конечной границы стеновой конструкции, шиберы 17 меняют свое положение на противоположное. Соответствующие действия проводятся циклически до окончания процесса возведения стеновой конструкции.Vibration exciters 15 are switched on, and the supply of vibration vibrations to the shaft 14 with fixed vibration bushings is provided 13. Under the action of gravity and working vibration exciters 15, the concrete mixture enters through rectangular holes 6, 7 and 8 into the corresponding channels of the nozzle 9: from compartment 3 along inclined plates 5 - into the extreme channels 10 and 11, from compartment 4 - into the central channel 12, and then into the cavity bounded by the gate 17, which is in the lower position. After filling the specified cavity with concrete mixtures, the molding device begins to move in the direction of molding. Continuously flowing concrete mixtures fill the resulting free space, bounded by two rotary ZPSH 18. After the forming device reaches the final boundary of the wall structure, the gates 17 change their position to the opposite. The corresponding actions are carried out cyclically until the end of the process of erecting the wall structure.

Таким образом, предлагаемое формующее устройство позволит изготовить многослойную стеновую конструкцию, состоящую из трех или более слоев различного функционального назначения, с помощью строительного 3D-принтера, и упростить способ ее возведения.Thus, the proposed forming device will make it possible to manufacture a multilayer wall structure, consisting of three or more layers of various functional purposes, using a construction 3D printer, and to simplify the method of its construction.

Claims

A forming device for the additive manufacturing of multilayer wall structures, consisting of a container for concrete mix and a nozzle attached to the bottom of the container, characterized in that the container is divided into two compartments with rectangular outlet openings, one of which is equipped with inclined guide plates, and the nozzle is divided into three channels, in shape and size corresponding to the outlet openings from the compartments, while in the inner cavity of the nozzle there are vibration pads, uniformly rigidly fixed on the shaft carrying vibration exciters, located at the ends of the rod outside the cavity of the nozzle, and two gates are located on two opposite sides of the nozzle.