RU2724163C1 - Экструдер строительных смесей для 3d принтера - Google Patents

Экструдер строительных смесей для 3d принтера Download PDF

Info

Publication number
RU2724163C1
RU2724163C1 RU2019127053A RU2019127053A RU2724163C1 RU 2724163 C1 RU2724163 C1 RU 2724163C1 RU 2019127053 A RU2019127053 A RU 2019127053A RU 2019127053 A RU2019127053 A RU 2019127053A RU 2724163 C1 RU2724163 C1 RU 2724163C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
construction
building
extruder
nozzle
mixtures
Prior art date
Application number
RU2019127053A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Владимирович Маслов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «АМТ»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «АМТ» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «АМТ»
Priority to RU2019127053A priority Critical patent/RU2724163C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2724163C1 publication Critical patent/RU2724163C1/ru
Priority to EP20856797.4A priority patent/EP4023417A4/en
Priority to PCT/RU2020/050209 priority patent/WO2021040578A1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205Means for applying layers
    • B29C64/209Heads; Nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B23/00Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects
    • B28B23/02Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members
    • B28B23/022Means for inserting reinforcing members into the mould or for supporting them in the mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B28B3/26Extrusion dies
    • B28B3/2645Extrusion dies using means for inserting reinforcing members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28CPREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/08Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions using driven mechanical means affecting the mixing
    • B28C5/10Mixing in containers not actuated to effect the mixing
    • B28C5/12Mixing in containers not actuated to effect the mixing with stirrers sweeping through the materials, e.g. with incorporated feeding or discharging means or with oscillating stirrers
    • B28C5/16Mixing in containers not actuated to effect the mixing with stirrers sweeping through the materials, e.g. with incorporated feeding or discharging means or with oscillating stirrers the stirrers having motion about a vertical or steeply inclined axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227Driving means
    • B29C64/241Driving means for rotary motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/25Housings, e.g. machine housings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307Handling of material to be used in additive manufacturing
    • B29C64/314Preparation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

Изобретение относится к строительной области, а именно к строительным 3D принтерам, в частности к экструдерам строительных смесей, предназначенных для установки на строительные 3D принтеры объемной печати различной схемы компоновки с целью изготовления строительных конструкций, в том числе для строительства жилых домов, зданий и сооружений различного назначения, изготовление частей и элементов зданий, деталей строительных конструкций, строительных материалов и прочих изделий простой и сложной геометрической формы по аддитивной технологии. Техническим результатом является значительное увеличение производительности принтера, повышение точности печати и качества укладки строительных смесей, сокращение времени на промывку и регламентное обслуживание оборудования. Технический результат достигается тем, что экструдер строительных смесей для 3D принтера, состоящий из ёмкости с устройством крепления, позволяющим закрепить экструдер на исполнительных механизмах принтера, отверстия для загрузки строительного материала, сопла с выходным отверстием для экструдирования строительного материала, при этом в нижнюю часть ёмкости интегрирован дозатор строительных смесей, позволяющий регулировать количество строительной смеси при формировании печатаемого слоя, при этом экструдерсодержитподмешивающее устройство, выполненное в виде подмешивающей рамки с приводом, который одновременно является приводом для дозатора строительных смесей. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится к строительной области, а именно к строительным 3D принтерам, в частности к экструдерам строительных смесей, предназначенных для установки на строительные 3D принтеры объемной печати различной схемы компоновки с целью изготовления строительных конструкций, в том числе для строительства жилых домов, зданий и сооружений различного назначения, изготовление частей и элементов зданий, деталей строительных конструкций, строительных материалов и прочих изделий простой и сложной геометрической формы по аддитивной технологии.
Уровень техники
Основой всех известных способов 3D печати являются следующие шаги: формирование поперечных сечений изготавливаемого объекта, послойное наложение этих сечений и комбинирование слоев, с созданием заданной геометрии изделия, соответствующей компьютерной 3D модели.
В зависимости от выбранной технологии трехмерной печати изделий могут использоваться различные материалы: металлические и керамические порошки, жидкие смолы, воск, пластик, различные листовые материалы, композитные материалы (из соединений целлюлозы, специальных волокон и других добавок, смесь литейного песка и добавок), строительные смеси на основе цемента, гипса, шамотной глины.
Строительная 3D-печать может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, в основе которых лежит принцип послойного создания (выращивания) твердого объекта, в результате которой объект формируется путем послойной укладки строительного материала на высоту сформированного слоя.
Для печати строительных конструкций применяют следующие материалы: цемент (портландцемент), песок (двуокись кремния, оливин, хромит, циркон, глинозем, муллит, кварцевое стекло, шамот), гипс, модифицирующие и антизамерзающие добавки, пластификаторы, фиброволокна, ускорители (замедлители) отвердевания, воду, и композитные материалы на основе лигнина и целлюлозы.
Во всех известных случаях, независимо от конструкции принтера (портальная, с угловыми координатами на базе роботов - манипуляторов), строительные принтеры не оснащены экструдерами, позволяющими одновременно использовать автоматизированную и ручную подачу строительной смеси, накапливать строительную смесь, дозировать её с применением исполнительных устройств на базе ЧПУ, вводить пластифицирующие и иные добавки непосредственно в экструдер, исключать самопроизвольное вытекание строительной смеси запорным клапаном, подмешивать строительную смесь в ёмкости экструдера во избежание расслаивания и комкования смеси, использовать строительные смеси на основе не только цементного вяжущего.
Из уровня техники известно формирование (экструдирование) стенки с внутренними ребрами (см. [1] заявку РСТ № WO2007050972, МПК B28B 1/16, опубл. 03.05.2007). В опубликованной заявке представлено описание сопла для выдавливания, в состав которого входит три выхода с контролером, позволяющим направлять экструдируемый материал в три выхода.
Недостатками данного аналога являются:
- отсутствие ёмкости, позволяющей накапливать строительную смесь при ручной или автоматизированной загрузке экструдера;
- отсутствие интегрированного в ёмкость дозатор строительных смесей, позволяющий регулировать количество строительной смеси при формировании печатаемого слоя. Дозатор может содержать механизмы, построенные на элементах привода и управления ЧПУ;
- отсутствие подмешивающего устройства, позволяющее избежать расслаивания и комкования строительного материала, используемого для печати;
- отсутствие дополнительных коммуникаций для введения пластифицирующих и иных добавок;
- отсутствие запорного клапана для исключения самопроизвольного вытекания строительной смеси.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению по совокупности признаков, принятым за прототип, является способ и устройство для подачи цементных материалов (см. [2] заявку РСТ № WO2013064826, МПК B28B 17/00, B28B 3/20, B28B 3/26, опубл. 10.05.2013). В заявке представлено описание экструдирования материала на основе цемента из резервуара через сопло. В данном решении предложено размещение экструдера только на манипуляторе, строительные смеси предполагаются только на основе цементного вяжущего.
В упрощенной конструкции экструдера строительных смесей для 3D принтера не предусмотрено использование:
- ёмкости как накопителя строительной смеси при ручной или автоматизированной загрузке экструдера;
- дозатора строительных смесей, позволяющий регулировать количество строительной смеси при формировании печатаемого слоя;
- подмешивающего устройства, позволяющее избежать расслаивания и комкования строительного материала, используемого для печати;
- вибратора, позволяющего уплотнять экструдированный строительный материал при его укладке в слой;
- дополнительных коммуникаций для введения пластифицирующих и иных добавок;
- запорного клапана для исключения самопроизвольного вытекания строительной смеси.
Сущность изобретения
Технической задачей, стоящей перед изобретением, является устранение недостатков аналогов и расширение функциональных возможностей.
Техническим результатом заявленного изобретения является значительное увеличение производительности принтера, повышение точности печати и качества укладки строительных смесей, сокращение времени на промывку и регламентное обслуживание оборудования.
Согласно изобретению, техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что экструдер строительных смесей для 3D принтера состоит из ёмкости с устройством крепления, позволяющим закрепить экструдер на исполнительных механизмах принтера, отверстия для загрузки строительного материала, сопла с выходным отверстием для экструдирования строительного материала, при этом в нижнюю часть ёмкости интегрирован дозатор строительных смесей, позволяющий регулировать количество строительной смеси при формировании печатаемого слоя, также экструдер содержит подмешивающее устройство, выполненное в виде подмешивающей рамки с приводом, который одновременно является приводом для дозатора строительных смесей.
Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что дозатор строительных смесей выполнен в виде шнека или героторной пары.
Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что содержит запорный клапан для исключения самопроизвольного вытекания строительной смеси.
Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что дополнительно содержит коммуникации для введения пластифицирующих и/или иных добавок.
Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что коммуникации выполнены в виде штуцера.
Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что выходное отверстие сопла для экструдирования строительного материала выполнено с круглым сечением или с квадратным сечением, или с прямоугольным сечением, или с зубчатым краем для формирования слоя необходимой формы.
Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что выходное отверстие сопла расположено под углом к направлению укладки слоя.
Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что на сопло установлено устройство формирования поверхности в виде заглаживающих или фактурных лопаток.
Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что сопло выполнено поворотным, с приводом поворотной оси для поворота сопла по направлению движения.
Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что дополнительно содержит устройство для укладки гибкой арматуры из стальной или композитной проволоки, выполненное в виде привода с катушкой, которая содержит проволоку, и входным приспособлением, которое расположено непосредственно в сопле для подачи проволоки непосредственно в выкладываемую смесь.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 - вид сбоку (в разрезе) экструдера строительных смесей для 3D принтера.
На фиг. 2 - вид сверху экструдера строительных смесей для 3D принтера.
На фиг. 3 - вид снизу экструдера строительных смесей для 3D принтера.
На фиг. 4 - запорный клапан для исключения самопроизвольного вытекания строительной смеси; дополнительные коммуникации для введения пластифицирующих и иных добавок.
На фиг. 5 - сопло для укладки строительных смесей с круглым отверстием.
На фиг. 6 - сопло для укладки смесей с прямоугольным отверстием, позволяющим формировать слой, близкий к гладкой в вертикальной плоскости стенки.
На фиг. 7 - сопло с зубчатым краем, позволяющим формировать неровную верхнюю поверхность слоя для обеспечения большей адгезии между слоями.
На фиг. 8 - сопло с различными конфигурациями выходных отверстий, расположенных под углом к направлению укладки для формирования различных по геометрии слоёв, в том числе прямоугольных, позволяющих формировать слой, близкий к гладкой в вертикальной плоскости стенки.
На фиг. 9 - поворотная ось для поворота сопла по направлению движения печатающей головки.
На фиг. 10 - устройство для укладки арматуры, представляющее из себя привод для сматывания гибкой арматуры из стальной, либо композитной проволоки.
На фиг. 11 - устройство формирования поверхности в виде заглаживающих, либо фактурных лопаток.
На фигурах обозначены следующие позиции:
1 - ёмкость (корпус) экструдера;
2 - устройство крепления;
3 - отверстие для загрузки (подачи) в экструдер строительного материала (строительной смеси);
4 - привод дозатора и подмешивающей рамки;
5 - подмешивающая рамка;
6 - дозатор (шнек или героторная пара);
7 - сопло;
8 - штуцер (коммуникации) для подачи пластифицирующих и иных добавок к строительной смеси;
9 - запорный клапан;
10 - привод поворотной оси для поворота сопла и устройства формирования поверхности в виде заглаживающих, либо фактурных лопаток по направлению движения печатающей головки;
11 - устройство формирования поверхности в виде заглаживающих, либо фактурных лопаток;
12 - устройство для укладки арматуры, представляющее из себя привод для сматывания гибкой арматуры из стальной, либо композитной проволоки;
13 - печатаемая конструкция (заглаженные слои).
Осуществление изобретения
Экструдер строительных смесей для 3D принтера предназначен для послойной, автоматической укладки слоев из смесей (строительного материала) на основе цемента, гипса, шамотной глины.
Экструдер состоит из ёмкости (1) с устройством крепления (2), отверстия (3) для загрузки строительного материала, сопла (7) с выходным отверстием для экструдирования строительного материала. Устройством крепления (2) позволяет конструктивно закрепить экструдер на исполнительных механизмах 3D принтера различных компоновочных схем: работающая в декартовых, либо угловых координатах, либо иметь конструкцию робота - манипулятора. В нижнюю часть ёмкости (1) интегрирован дозатор (6) строительных смесей выполненный в виде шнека или героторной пары, позволяющий регулировать количество (подачу) экструдируемой строительной смеси при формировании печатаемого слоя. Экструдер также содержит подмешивающее устройство, расположенное в ёмкости (1) и выполненное в виде подмешивающей рамки (5) с приводом (4), расположенным в верхней части ёмкости (1). Подвешивающее устройство позволяет избежать расслаивания и комкования строительного материала, используемого для печати.
Экструдер дополнительно содержит запорный клапан (9), расположенный между соплом (7) и дозатором (6), для исключения самопроизвольного вытекания строительной смеси (фиг.4). В ёмкости (1) выполнены коммуникации (8), например, в виде штуцера, для введения пластифицирующих и иных добавок.
Выходное отверстие сопла (7) для экструдирования строительного материала может быть выполнено различной конфигурации, для формирования укладываемого слоя строительного материала необходимой формы, например, с круглым сечением (фиг. 5) или с квадратным сечением, или с прямоугольным сечением (фиг. 6), или с зубчатым краем (фиг. 7), позволяющим формировать неровную верхнюю поверхность слоя для обеспечения большей адгезии между слоями. При этом сопло (7) с выходным отверстием различной конфигурацией может быть расположено под углом к направлению укладки для формирования различных по геометрии слоёв, в том числе прямоугольных, позволяющих формировать слой, близкий к гладкой в вертикальной плоскости стенки (фиг.8). На сопло также может быть установлено устройство формирования поверхности (11) в виде заглаживающих или фактурных лопаток (фиг.11).
Дополнительно экструдер может содержать механизмы, построенные на элементах привода и управления ЧПУ. Так в заявленном изобретении сопло (7) может быть выполнено поворотным, с приводом (10) поворотной оси для поворота сопла (7) по направлению движения (фиг.9).
Дополнительно экструдер содержит устройство (12) для укладки гибкой арматуры из стальной или композитной проволоки, выполненное в виде привода для сматывания/разматывания проволоки (гибкой арматуры) на катушку, и входным приспособлением, которое расположено непосредственно в сопле для подачи проволоки непосредственно в выкладываемую смесь.
Устройство работает следующим образом.
Строительная смесь загружается (подаётся) в ёмкость (1) экструдера, прикреплённого к исполнительным механизмам принтера посредством устройства крепления 2, через отверстие (3) для загрузки (подачи) в экструдер строительного материала (строительной смеси). Смесь подаётся в сопло (7) экструдера посредством дозатора (6), выполненного в виде шнека или героторной пары, приводимого во вращение приводом (4) дозатора и подмешивающей рамки. Подмешивающая рамка (5), установленная на валу привода (4), служит для размешивания смеси, во избежание её расслаивания и комкования. Дозатор (6) строительных смесей позволяет регулировать количество экструдируемой строительной смеси при формировании печатаемого слоя, печатаемой конструкции (13).
Для исключения самопроизвольного вытекания строительной смеси экструдер может содержать запорный клапан (9). Для введения пластифицирующих и иных добавок экструдер может оснащаться дополнительными коммуникациями (8) в виде штуцером для подачи пластифицирующих и иных добавок к строительной смеси.
Для укладывания слоя в направлении движения экструдера принтера применяется привод (10) поворотной оси для поворота сопла. Он же поворачивает по направлению движения экструдера устройство (11) формирования поверхности в виде заглаживающих или фактурных лопаток.
Для укладки арматуры в теле печатаемого слоя может применяться устройство (12) для укладки арматуры, представляющее из себя привод для сматывания гибкой арматуры из стальной или композитной проволоки.
Промывка экструдера по окончанию работы осуществляется через отверстие для загрузки (подачи) в экструдер строительного материала (строительной смеси) и через штуцер для подачи пластифицирующих и иных добавок к строительной смеси.
Причинно-следственная связь между техническим результатом и существенными признаками формулы изобретения заключается в следующем:
- достижение высокого качества поверхности и повышения механических характеристик, печатаемых объектов при печати зданий и сооружений за счет установки дозатора строительных смесей, позволяющий регулировать количество строительной смеси при формировании печатаемого слоя, и подмешивающее устройство, позволяющее избежать расслаивания и комкования строительного материала, используемого для печати, оснащения запорным клапаном для исключения самопроизвольного вытекания строительной смеси, а так же соплами различной конфигурации для формирования укладываемого слоя строительного материала;
- расширение функциональных возможностей экструдера строительных смесей для 3D принтера, который может содержать механизмы, построенные на элементах привода и управления ЧПУ, позволяющих управлять поворотом сопла и заглаживающего устройства (устройства формирования поверхности), дополнительные коммуникации для введения пластифицирующих и иных добавок, экономить время и средства за счёт упрощения регламентного обслуживания;
- автоматизация армирования процесса печати за счёт оснащения экструдера устройством для укладки арматуры.

Claims (10)

1. Экструдер строительных смесей для 3D принтера, состоящий из ёмкости (1) с устройством крепления (2), позволяющим закрепить экструдер на исполнительных механизмах принтера, отверстия (3) для загрузки строительного материала, сопла (7) с выходным отверстием для экструдирования строительного материала, при этом в нижнюю часть ёмкости (1) интегрирован дозатор (6) строительных смесей, позволяющий регулировать количество строительной смеси при формировании печатаемого слоя, отличающийся тем, что содержит подмешивающее устройство, выполненное в виде подмешивающей рамки (5) с приводом (4), который одновременно является приводом для дозатора (6) строительных смесей.
2. Экструдер по п. 1, отличающийся тем, что дозатор (6) строительных смесей выполнен в виде шнека или героторной пары.
3. Экструдер по п. 1, отличающийся тем, что содержит запорный клапан (9) для исключения самопроизвольного вытекания строительной смеси.
4. Экструдер по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит коммуникации (8) для введения пластифицирующих и/или иных добавок.
5. Экструдер по п. 4, отличающийся тем, что коммуникации (8) выполнены в виде штуцера.
6. Экструдер по п. 1, отличающийся тем, что выходное отверстие сопла (7) для экструдирования строительного материала выполнено с круглым сечением или с квадратным сечением, или с прямоугольным сечением, или с зубчатым краем для формирования слоя необходимой формы.
7. Экструдер по п. 1 или 6, отличающийся тем, что выходное отверстие сопла (7) расположено под углом к направлению укладки слоя.
8. Экструдер по п. 1, отличающийся тем, что на сопло (7) установлено устройство формирования поверхности (11) в виде заглаживающих или фактурных лопаток.
9. Экструдер по п. 1 или 8, отличающийся тем, что сопло (7) выполнено поворотным, с приводом (10) поворотной оси для поворота сопла по направлению движения.
10. Экструдер по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит устройство (12) для укладки гибкой арматуры из стальной или композитной проволоки, выполненное в виде привода с катушкой, которая содержит проволоку, и входным приспособлением, которое расположено непосредственно в сопле для подачи проволоки непосредственно в выкладываемую смесь.
RU2019127053A 2019-08-28 2019-08-28 Экструдер строительных смесей для 3d принтера RU2724163C1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019127053A RU2724163C1 (ru) 2019-08-28 2019-08-28 Экструдер строительных смесей для 3d принтера
EP20856797.4A EP4023417A4 (en) 2019-08-28 2020-08-27 EXTRUDER OF CONSTRUCTION MIXTURES FOR 3D PRINTER
PCT/RU2020/050209 WO2021040578A1 (ru) 2019-08-28 2020-08-27 Экструдер строительных смесей для 3d принтера

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019127053A RU2724163C1 (ru) 2019-08-28 2019-08-28 Экструдер строительных смесей для 3d принтера

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2724163C1 true RU2724163C1 (ru) 2020-06-22

Family

ID=71136049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019127053A RU2724163C1 (ru) 2019-08-28 2019-08-28 Экструдер строительных смесей для 3d принтера

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4023417A4 (ru)
RU (1) RU2724163C1 (ru)
WO (1) WO2021040578A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208483U1 (ru) * 2021-10-25 2021-12-21 Общество с ограниченной ответственностью "АРКОДИМ" Экструдер строительного принтера
RU2771807C2 (ru) * 2020-09-08 2022-05-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Устройство для нанесения металлического покрытия

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102396630B1 (ko) * 2021-06-22 2022-05-10 삼성엔지니어링 주식회사 보강재 동반 출력형 건설용 3d 프린터 노즐
CN113815225B (zh) * 2021-09-24 2023-06-02 沈阳工业大学 增强相排列可控的复合材料直写成型3d打印方法及装置
AT525649B1 (de) * 2021-12-21 2023-06-15 Baumit Beteiligungen Gmbh Vorrichtung zum Ausbringen eines hydraulisch aushärtenden Baustoffes sowie dessen Verwendung
EP4306284A1 (en) * 2022-05-31 2024-01-17 KLARTEC, spol. s r.o. Method for computer controlled filling of forms with fresh concrete, bucket for fresh concrete
CN115582900B (zh) * 2022-10-08 2024-06-21 河北工业大学 一种混凝土3d打印机用旋转式多筋分散置入系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013064826A1 (en) * 2011-11-01 2013-05-10 Loughborough University Method and apparatus for delivery of cementitious material
EP3081364A1 (en) * 2015-04-14 2016-10-19 Flexi Matter Ltd. Extruder system for additive manufacturing
RU2640551C1 (ru) * 2014-08-29 2018-01-09 Эксуан Гмбх 3d-принтер, система 3d-принтера и генеративный способ изготовления
RU2674138C1 (ru) * 2017-10-03 2018-12-04 Общество С Ограниченной Ответственностью "Анизопринт" Способ производства изделий из композитных материалов методом 3д-печати и устройство для его реализации
RU191409U1 (ru) * 2019-05-22 2019-08-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Устройство укладки бетонной смеси методом аддитивной печати

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7874825B2 (en) 2005-10-26 2011-01-25 University Of Southern California Nozzle for forming an extruded wall with rib-like interior
AT520143B1 (de) * 2017-06-30 2022-03-15 Baumit Beteiligungen Gmbh Düse für Beton, Mörtel od. dgl. sowie deren Verwendung
KR101986023B1 (ko) * 2017-11-03 2019-06-04 연세대학교 산학협력단 시멘트계 복합재료 3d 프린팅 장치 및 이를 이용한 시멘트계 복합재료 관리 방법
CN108638290A (zh) * 2018-05-07 2018-10-12 中国建筑第八工程局有限公司 夹心复合建筑3d打印材料、其制备方法及其制备装置
CN110171053B (zh) * 2019-05-30 2020-10-02 同济大学 一种用于建筑3d打印的喷头装置和控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013064826A1 (en) * 2011-11-01 2013-05-10 Loughborough University Method and apparatus for delivery of cementitious material
RU2640551C1 (ru) * 2014-08-29 2018-01-09 Эксуан Гмбх 3d-принтер, система 3d-принтера и генеративный способ изготовления
EP3081364A1 (en) * 2015-04-14 2016-10-19 Flexi Matter Ltd. Extruder system for additive manufacturing
RU2674138C1 (ru) * 2017-10-03 2018-12-04 Общество С Ограниченной Ответственностью "Анизопринт" Способ производства изделий из композитных материалов методом 3д-печати и устройство для его реализации
RU191409U1 (ru) * 2019-05-22 2019-08-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Устройство укладки бетонной смеси методом аддитивной печати

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771807C2 (ru) * 2020-09-08 2022-05-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Устройство для нанесения металлического покрытия
RU212216U1 (ru) * 2021-08-23 2022-07-12 Сергей Андреевич Костицын Радиально-поворотный строительный 3D-принтер
RU208483U1 (ru) * 2021-10-25 2021-12-21 Общество с ограниченной ответственностью "АРКОДИМ" Экструдер строительного принтера
RU213228U1 (ru) * 2022-06-09 2022-08-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Экструдер для аддитивной печати гипсовыми смесями

Also Published As

Publication number Publication date
EP4023417A1 (en) 2022-07-06
WO2021040578A1 (ru) 2021-03-04
EP4023417A4 (en) 2023-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2724163C1 (ru) Экструдер строительных смесей для 3d принтера
EP2773492B1 (en) Method and apparatus for delivery of cementitious material
CN101065223B (zh) 一种制备石膏板的方法和石膏板成形装置
KR102373188B1 (ko) 섬유 강화 시멘트질 판넬 생산용 헤드 박스 및 성형 스테이션
EP1711328B1 (en) Robotic system for automated construction
JP7117692B2 (ja) 3dプリンタ用ノズル装置および3dプリンタ装置並びにこれを用いた建造物の構築方法、粘性材料の供給方法および製作物構築装置
RU2454285C2 (ru) Способ и устройство для изготовления многослойных высокопрочных армированных волокном строительных цементных панелей с повышенным содержанием волокна
CN100337804C (zh) 玻纤增强水泥包复发泡砼建筑墙板生产设备及其方法
US20170283297A1 (en) Method for 3d printing of buildings and a device for implementation thereof
JP2018086747A (ja) 3dプリント技術を用いた建設構造物の構築装置
US10760271B2 (en) Additive manufactured multi-colored wall panel
CN105881905A (zh) 一种3d打印机粉末材料自动传输装置
US20190368189A1 (en) Head for a 3d printer and a method of using the same
CN108863213B (zh) 一种抗渗抗裂预拌砂浆及其制作方法
CN104002374A (zh) 石膏混凝土砌块成型机
CN111975927A (zh) 一种双喷头混凝土打印装置及打印方法
CN216142408U (zh) 一种室内墙面机喷砂浆抹灰一次成型施工施工设备
CN113668820B (zh) 一种复合型无机建筑保温砂浆施工系统及其施工方法
CN113618895A (zh) 一种混凝土预制楼梯生产工艺
WO2021221545A1 (ru) Прямоточный экструдер для строительных смесей
US11174636B2 (en) Additive manufactured multi-colored wall panel
CN209903475U (zh) 一种升降杆式水泥制品3d打印设备
CN206048845U (zh) 一种基于3d打印技术的建筑模具制造设备
CN215055007U (zh) 一种建筑墙面加毛装置
CN216442800U (zh) 一种具备自动清洁能力的建筑砂浆生产装置