UA127122C2

UA127122C2 - Система робочих органів для 3d-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь (варіанти)

Info

Publication number: UA127122C2
Application number: UAA202104388A
Authority: UA
Inventors: Костянтин Костянтинович Барашкін
Original assignee: Костянтин Костянтинович Барашкін
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2023-05-03
Also published as: US20240217136A1; WO2023009098A1

Abstract

Винахід належить до галузі будівництва споруд, будинків та інших об'єктів. Система робочих органів для 3D-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь містить механізм друку, механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами з пристроєм для згладжування поверхні і розпилювачем рідин та елемент з'єднання механізму друку з маніпулятором руху системи робочих органів для 3D-друку, згладжування та обробки поверхонь. Механізм друку виконаний у вигляді щонайменше одного екструдера, встановленого на елементі з'єднання з можливістю руху відносно об'єкта друку і під'єднаного до системи доставляння будівельних матеріалів для 3D-друку з можливістю наносити множину накладених один на одний шарів L будівельного матеріалу. Елемент з'єднання виконаний у вигляді складової платформи з направляючим елементом щонайменше для одного екструдера. Складова платформа приєднана до ланки маніпулятора руху з можливістю обертання складової платформи в горизонтальній площині навколо власної осі. Механізм друку встановлений на складовій платформі з можливістю руху разом зі складовою платформою відносно об'єкта друку. Щонайменше один екструдер містить двигун для незалежного горизонтального руху по направляючому елементу вздовж складової платформи і двигун нахилу відносно власної вертикальної осі. Крім того механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами додатково містить боковий екструдер або виконаний у вигляді шліфувального елемента з двигуном. Заявлений винахід дозволяє здійснювати будівництво елементів будівель та споруд методом 3D-друку з одночасним здійсненням процесу згладжування чи/та обробки поверхонь елементів, що будуються, за один цикл роботи системи, досягати автоматичного виконання "додаткової обробки" надрукованих елементів будівель чи споруд, не залучаючи при цьому після завершення 3D-друку та додаткової обробки додаткових трудових або механічних ресурсів, швидко друкувати складні виступаючі та поглиблені елементи будівель і споруд та здійснити згладжування і обробку їх поверхонь.

Description

накладених один на одний шарів І будівельного матеріалу. Елемент з'єднання виконаний у вигляді складової платформи з направляючим елементом щонайменше для одного екструдера.

Складова платформа приєднана до ланки маніпулятора руху з можливістю обертання складової платформи в горизонтальній площині навколо власної осі. Механізм друку встановлений на складовій платформі з можливістю руху разом зі складовою платформою відносно об'єкта друку. Щонайменше один екструдер містить двигун для незалежного горизонтального руху по направляючому елементу вздовж складової платформи і двигун нахилу відносно власної вертикальної осі. Крім того механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами додатково містить боковий екструдер або виконаний у вигляді шліфувального елемента з двигуном. Заявлений винахід дозволяє здійснювати будівництво елементів будівель та споруд методом ЗЮО-друку з одночасним здійсненням процесу згладжування чи/га обробки поверхонь елементів, що будуються, за один цикл роботи системи, досягати автоматичного виконання "додаткової обробки" надрукованих елементів будівель чи споруд, не залучаючи при цьому після завершення ЗО-друку та додаткової обробки додаткових трудових або механічних ресурсів, швидко друкувати складні виступаючі та поглиблені елементи будівель і споруд та здійснити згладжування і обробку їх поверхонь. р - 4 24 7 й. х / р х и

Зо я і ей ау 5 ЩІ ; С: - ЕЯ Ноеетту» і ях я ; С Кк дат

ЕЕ дви М ес ї Е 1 й ок ни й ї й рій ї одн ' ! їі М "исЕ и 7 - й 5 Е Ї : ох 28 | «не з - МО ння Ку б й 4 ра у ва оо за оо ве ж ї риття сени ще ик нт

А. Антон Ж поясни

То и шви

Ся яки ДО тн «2 десни дю В о о я

ШЕ со и, се дитяти

В пет

Дтнннннттттттяя пу кт иа кт да я - ет ш ій фетинннттнтеюсхя злотенкту ж дк я ши рай Шо До За речення т т вт ниж «т бонети я

Фіг. 2

Винахід належить до адитивних технологій в галузі будівництва, і може бути використаний для будівництва споруд, будинків та інших об'єктів. Винаходом є конструкція системи робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь. Під поняттям "система робочих органів" мається на увазі комплекс деталей та конструктивних елементів, що безпосередньо призначені для здійснення ЗО-друку, і які є частиною всіє системи для ЗО-друку, яка крім "системи робочих органів" містить інші допоміжні конструктивні елементи та деталі.

Адитивні технології в будівництві - це технології ЗО-друку, за допомогою яких об'єкт будівництва чи його частину друкують (вибудовують) шляхом послідовного накладення шарів екструдованих будівельних матеріалів один на одний. Процес здійснення ЗО-друку цілісного об'ємного об'єкта чи його окремого конструктивного елемента шляхом накладення множини шарів матеріалу, від першого шару до останнього шару, є "одним циклом роботи системи" для

ЗО-друку.

Відомо багато різноманітних конструкцій, які розкривають можливість одночасного З3О-друку різними матеріалами та/або які передбачають можливість встановлення під час друку ЗЮО-друку армування, та/або які забезпечують будування (друк) об'єктів зі згладженими поверхнями (переважно маються на увазі згладжені вертикальні зовнішні поверхні будівель та споруд).

Відома система для ЗЮО-друку конструкції башти вітрового генератора, що містить багатоголовковий (багатоекструдерний) пристрій для адитивного друку, який одночасно друкує арматуру башти разом з бетоном (міжнародна публікація заявки на винахід МО 2020068793 А1,

МПК В29С 64/106, ВЗ3У 10/00, Е046 21/04; опубл. 02.04.2020 р. (11). Також ця система може містити множину роботизованих маніпуляторів, які встановлені на спільній основі центральної рамної конструкції, ії кожен з яких має екструдер для друку арматури та екструдер для друку бетону. В цій системі для зведення арматури використовують полімерні чи металеві матеріали.

Зазначений багатоекструдерний пристрій адитивного друку виконаний з соплами для порційного подання полімерного та/або металевого та в'яжучого матеріалу. Технологія ЗО-друку такої системи передбачає попереднєїй друк внутрішньої та зовнішньої стінок конструкції башти вітрового генератора з полімерного матеріалу, а потім - заповнення простору між цими стінками в'яжучим матеріалом. Після затвердівання бетону полімерна форма може бути вилучена,

Зо наприклад, шляхом біорозпаду полімерного матеріалу з часом під впливом умов навколишнього середовища. Але така система не призначена для здійснення одночасного ЗО-друку і одночасного процесу згладжуванням чи обробки щонайменше однієї вертикальної зовнішньої поверхні елемента, що будується за один цикл роботи цієї системи.

Також відомий пристрій для ЗО-друку, який містить раму портального типу з рухомо закріпленими на ній трьома екструдерами (патент Китаю на винахід СМ 107756594 А, МПК В288 1/00, 8288 1/52, 8290 64/20, опубл. 06.03.2018 р. І21). Три екструдери забезпечують друк різними матеріалами, а саме - волокнистим композитом, високополімерним матеріалом та бетонною сумішшю. Перший екструдер друкує зовнішній каркас з високополімерного матеріалу.

Після формування зовнішнього каркаса другий екструдер заповнює об'єм сформованої оболонки бетонною сумішшю. У процесі формування бетонної стінки між шарами бетонної суміші третій екструдер друкує безперервне волокно, яке виконує функцію армування бетонної стінки. Після завершення друку пластикову оболонку вилучають шляхом гарячого плавлення.

Цей пристрій також не призначений для здійснення одночасного ЗО-друку і одночасного процесу згладжуванням чи обробки щонайменше однієї вертикальної зовнішньої поверхні елемента, що будується за один цикл роботи цієї системи.

Крім того, недоліком описаних технічних рішень є складність та значна тривалість виконання процесів будування - спочатку ЗЮО-друк форм чи зовнішніх стінок, а вже потім - ЗО-друку бетонною сумішшю. Здійснення друку зовнішнього каркаса з високополімерного матеріалу та наступна необхідність вилучення цього зовнішнього каркаса після завершення ЗО-друку - це дві операції, які є взаємопов'язаними та взаємовиключними одночасно, і виконання яких тягне за собою суттєві невиправдані матеріальні та часові затрати. Крім того, якщо припустити, що розробники шляхом друку зовнішнього каркаса з високополімерного матеріалу пропонують друкувати будівельні конструкції із згладженою поверхнею, незрозумілим є забезпечення гладкості внутрішньої поверхні зовнішнього каркаса з високополімерного матеріалу. Скоріш за все для цього потрібно здійснювати підбір хімічного складу високополімерного матеріалу та умов його виготовлення для забезпечення необхідних параметрів текучості та швидкості затвердіння високополімерного матеріалу, яким друкують. Більше того, навіть якщо шляхом підбору хімічного складу та консистенції високополімерного матеріалу можна надрукувати зовнішній каркас зі згладженою внутрішньою поверхнею, залишається незрозумілим, яким 60 чином описані конструкції можуть забезпечити гарантовано згладжену зовнішню поверхню стіни, що надрукована з бетонної суміші. Очевидно, що для цього бетонна суміш повинна характеризуватися підвищеними характеристиками текучості, щоб кожен шар бетонної суміші рівномірно та щільно розподілився між стінками зовнішнього каркаса. Але, на практиці, це дуже складно здійснити, і після будування таких стін (після завершення ЗО-друку) необхідно залучати додаткові трудові або механічні ресурси для їх додаткової обробки, наприклад, для їх згладжування та вирівнювання. Таким чином, додаткові операції, які призводять до суттєвих неоправданих матеріальних та часових затрат в сукупності з особливими вимогами до матеріалів, якими друкують, є суттєвими недоліками таких технічних рішень.

Відомий ЗО-принтер для спорудження армованої бетонної стіни, який призначений для здійснення ЗО-друку зовнішньої та внутрішньої стінок з пластичного розчину штучного кам'яного матеріалу, зовнішню та внутрішню стінки у процесі зведення армують, а утворений простір між ними заповнюють теплоїзолюючим матеріалом. При цьому армування здійснюють у вертикальній та горизонтальній площинах за допомогою втоплення у щойно надрукований шар бетонної суміші чи у множину щойно надрукованих шарів бетонної суміші лужностійкого тканинного полотна з розміром комірки щонайменше 20 х 20 мм. Полотно закріплюють у шарі бетонної суміші за допомогою металевих П-подібних скоб. Як пластичний розчин штучного кам'яного матеріалу використовують дисперсно-армовану дрібнозернисту бетонну суміш з маркою по зручності укладання ПІ, а як теплоїзолюючий матеріал використовують тиксотропну пінобетонну суміш (патент РФ на винахід Мо 2725716, МПК Е0О4В 2/84, ВЗ33М 30/00, опубл. 03.07.2020 р. ІЗ). Недоліком такого ЗЮО-принтера є те, що він в процесі друкування не забезпечує одночасне згладжування поверхні стіни, що будується.

Відома система для здійснення способу ЗО-друку бетонної стіни, де підготовлену бетонну суміш пошарово екструдують і таким чином зводять бетонну стіну; на поверхню щойно зведеної бетонної стіни з водяного пістолета розпилюють під тиском велику кількість води, що забезпечує промивання неконденсованої цементної пасти з поверхні надрукованої стіни; на вимиту поверхню бетонної стіни наносять мембранне покриття, в результаті чого оброблена поверхня стіни вирівнюється і стає готовою до кінцевої декоративної обробки (патент Китаю на винахід Мо СМ 107901185 А МПК В288 1/00, В288 11/22, В288 11/24, ВЗ33М 10/00, опубл. 13.04.2018 р., І4). Недоліком такої системи є те, що в результаті її роботи відразу не

Зо забезпечується отримання згладженої (вирівняної) поверхні стіни за єдиний цикл роботи системи для ЗО-друку по ходу зведення самої бетонної стіни. Здійснення розпилення води разом з нанесенням мембранного покриття - це додаткові операції, які здійснюють з залученням додаткових пристроїв. Крім того, для спеціаліста в даній області є очевидним, що бетонні суміші, які використовують в адитивних технологіях, характеризуються швидким затвердіванням. Відповідно, накладені шари матеріалу після швидкого затвердівання зберігатимуть свої бокові контури і зведена стіна характеризуватиметься шорсткою, хвилястою поверхнею. Навіть після промивання поверхні стіни великою кількістю води шорстка, хвиляста поверхня накладених один на одний шарів матеріалу буде збереженою, так як вода під тиском "змиє" лише неконденсовану цементну пасту, а не затверділі частинки бетонної суміші, які утворюють "шорсткість і хвилястість". Мембранне покриття також не здатне забезпечити повноцінне вирівнювання шорсткої, хвилястої поверхні. Варто зазначити, що, з огляду на властивість швидкого затвердіння більшості будівельних матеріалів, які використовують для 30- друку в будівельній галузі, найефективнішим може бути механічне (згладжування) вирівнювання поверхні елемента, що друкується, відразу після нанесення відповідного шару матеріалу для

ЗО-друку.

Найбільш близькою до двох варіантів запропонованого винаходу є система робочих органів для З3О-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь у складі пристрою для ЗЮО-друку, яка містить - механізм друку, механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами, який в свою чергу містить пристрій для згладжування поверхні і розпилювач рідин, та елемент з'єднання механізму друку з маніпулятором руху системи робочих органів для ЗЮО-друку, згладжування та обробки поверхонь, і елемент з'єднання приєднаний до плеча маніпулятора руху. При цьому механізм друку виконаний у вигляді щонайменше одного екструдера (або у вигляді декількох екструдерів), і один чи декілька таких екструдерів встановлені на елементі з'єднання з можливістю руху відносно елемента друку, і також один чи кожен з декількох екструдерів під'єднаний до системи доставляння будівельних матеріалів для ЗО-друку і виконаний з можливістю наносити множину накладених один на одний шарів будівельного матеріалу (патент

Китаю на винахід Мо СМ 111827683 А, МПК ВЗ3М 30/00, ВЗ33М 40/20, ЕО4Сс: 21/04, опубл. 27.10.2020 р., І5І). Механізм полірування виконаний як окремий пристрій - шестиосьовий робот- бо маніпулятор, на якому закріплені пристрій для полірування та розпилювач рідини чи рідин.

Механізм друку виконаний як шестиосьовий робот-принтер з маніпулятором, на якому на спільній пластині закріплені екструдер для друку бетону та екструдер для друку металу. Під час здійснення ЗО-друку задіяним є лише один з пристроїв друку - або екструдер для друку бетону, або екструдер для друку металу. Тобто спочатку активним є екструдер для друку бетону, а екструдер для друку металу знаходиться у пасивному стані, а коли необхідний шар бетону надруковано, екструдер для друку бетону переводять в пасивний стан, а через екструдер для друку металу здійснюють ЗО-друк металом. Після здійснення ЗО-друку необхідного шару металу екструдер для друку металу знову стає неактивним, а починає працювати екструдер для друку бетоном. Після того, як першим шестиосьовим роботом-принтером надрукована необхідна конструкція, залучають у роботу другий (окремий) шестиосьовий робот-принтер: полірувальний механізм обробляє поверхню ЗЮО-надрукованої стіни і шляхом механічного стирання вилучає надлишкові частини надрукованих шарів побудованого об'єкта - тобто ця система згладжує/обробляє поверхню побудованого елемента не одночасно з будуванням об'єкта, а лише після здійснення будування - тобто "другим етапом" і "додатковим обладнанням". Таким чином, недоліком цієї системи є те, що отримання згладженої поверхні об'єкта будування (наприклад - вертикальної стіни) не забезпечується безпосередньо під час її друкування (зведення) за один цикл роботи системи. Відповідно, процес ЗО-друку зазнає значних часових затрат. Крім того, розрівнювання стіни забезпечують за рахунок її обробки шляхом полірування окремим крупногабаритним пристроєм. Це призводить до суттєвого здорожчання собівартості виготовлення такої гладкої стіни. Також недоліком цієї системи є неможливість додаткового точного регулювання та позиціювання у просторі кожного з екструдерів відносно власної осі (крім існуючої можливості пересування по горизонтальним та по вертикальним напрямам), що не дозволяє здійснювати будівництво методом ЗО-друку складних, нестандартних, викривлених, несиметричних елементів будівель та споруд у вигляді вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних стін, в т. ч. зі сферичною поверхнею, а також випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами. І, як вже було зазначено, ця система не має можливості також одночасно з будуванням складних, нестандартних, викривлених, несиметричних елементів будівель здійснювати процес швидкого

Зо остаточного/фінішного згладжування поверхонь таких елементів за один цикл роботи системи. так само ця система не має можливості здійснювати одночасну обробку та нанесення на побудовані поверхні складних, нестандартних, викривлених, несиметричних елементів шари різних матеріалів (гідроізоляції, фарби, штукатурної суміші, інших з одночасним швидким згладжуванням). Конструкція цієї системи не призначена для досягнення автоматичного виконання "додаткової обробки" надрукованих складних і нестандартних елементів будівель чи споруд, і взагалі для "додаткової обробки" ця система обов'язково потребує виконання додаткових операцій і додаткових механічних ресурсів. Відповідно, така система в цілому не дозволяє за один цикл роботи системи створити завершену окрему будівельну складну конструкцію, і не дозволяє зменшити часові, фінансові та трудові витрати.

Таким чином, кожне з технічних рішень для конструювання будівельних конструкцій, які пропонує виявлений рівень техніки, має свої переваги та недоліки. Проте жоден з виявлених аналогів не пропонує комплексного технічного рішення, яке б забезпечувало отримання 30- надрукованих складних, нестандартних, викривлених, несиметричних елементів з вигнутими, виступаючими, поглибленими, вертикальними та горизонтальними стінами (в т. ч. випуклості, западини, сходини, декоративні елементи, деталі фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами) зі згладженими поверхнями в результаті одного циклу роботи системи для З3О-друку.

Технічним завданням першого та другого варіантів є створення системи робочих органів для

ЗО-друку елементів будівель та споруд та для одночасного згладжування і обробки рідинами їх поверхонь, конструкція якої дозволяє за один цикл роботи системи здійснювати будівництво методом З3О-друку складних, нестандартних, викривлених, несиметричних елементів будівель та споруд у вигляді вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних стін, в т. ч. зі сферичною поверхнею, а також випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами з одночасним здійсненням процесу швидкого остаточного/фінішного згладжування поверхонь елементів, що будуються, чи/га одночасної обробки та нанесення на побудовані поверхні шарів різних матеріалів, в т. ч. гідроізоляції, фарби, штукатурної суміші з одночасним швидким згладжуванням, що в цілому дозволяє створити завершену окрему будівельну складну конструкцію, не залучаючи при цьому (після завершення ЗО-друку та додаткової обробки)

додаткових трудових або механічних ресурсів, і дозволяє зменшити часові, фінансові та трудові витрати.

Згідно з першим варіантом винаходу поставлена задача вирішується тим, що система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь містить механізм друку 1, механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2, який містить пристрій для згладжування поверхні 8 і розпилювач рідин 9, та елемент з'єднання 4 механізму друку 1 з маніпулятором руху 5 системи робочих органів для

ЗО-друку, згладжування та обробки поверхонь, і елемент з'єднання 4 приєднаний до ланки 27 маніпулятора руху 5. Механізм друку 1 виконаний у вигляді щонайменше одного екструдера 3, і один чи декілька таких екструдерів З встановлені на елементі з'єднання 4 з можливістю руху відносно об'єкта друку 41. Один чи кожен з декількох екструдерів З під'єднаний до системи доставляння будівельних матеріалів для ЗО-друку 42 і виконаний з можливістю наносити множину накладених один на одний шарів Її будівельного матеріалу. В першому варіанті винаходу новим є те, що елемент з'єднання 4 виконаний у вигляді складової платформи 28, яка містить направляючий елемент 39 для екструдера З чи для декількох екструдерів 3, і складова платформа 28 у своїй верхній частині 29 приєднана до ланки 27 маніпулятора руху 5 з можливістю обертання складової платформи 28 в горизонтальній площині навколо власної осі 72. Механізм друку 1 у вигляді одного чи декількох екструдерів З та механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 встановлені на складовій платформі 28 з можливістю їх руху разом зі складовою платформою 28 відносно об'єкта друку 41. Один екструдер З чи кожен з екструдерів З містить двигун 35 для незалежного горизонтального руху кожного з екструдерів З по направляючому елементу 39 вздовж горизонтальної осі Х складової платформи 28, і екструдер З чи кожен з екструдерів З з двигунами 35 встановлений/встановлені у складовій платформі 28 з можливістю горизонтального руху завдяки направляючому елементу 39 у різні сторони вздовж складової платформи 28. Екструдер З чи кожен з екструдерів З містить окремий двигун нахилу 36 відносно власної вертикальної осі 271 на кут « від 07" до 907 з можливістю нахилу кожного з екструдерів З в різні сторони відносно власної вертикальної осі 21 на кут а від 0" до 90" як в статичному стані на направляючому елементі 39, так і під час руху екструдера З чи кожного з екструдерів З в різні сторони по направляючому елементу 39 вздовж

Зо горизонтальної осі Х складової платформи 28, при цьому кожен з двигунів нахилу 36 кожного з екструдерів З виконаний з можливістю здійснення незалежного нахилу кожного з екструдерів З на різні кути « від 0" до 90" в різні сторони відносно власної вертикальної осі 21 кожного з екструдерів 3. Механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 додатково містить боковий екструдер 10, при цьому пристрій для вирівнювання поверхні 8 виконаний як пластина для згладжування 11, і усі елементи механізму для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2: боковий екструдер 10, пластина для згладжування 11 та розпилювач рідини 9 встановлені та прикріплені до складової платформи 28 за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34, який виконаний з можливістю вільного руху одночасно з складовою платформою 28 та екструдером З чи з екструдерами 3 таким чином, що поздовжня вісь Р бокового екструдера 10 розташована під кутом В від 0" до 180" відносно поверхні об'єкта друку 41 з можливістю зміни цього кута В в процесі роботи системи робочих органів, при цьому боковий екструдер 10 під'єднаний до системи доставляння матеріалів для ЗО-друку 42, |і виконаний з можливістю нанесення додаткових шарів Є матеріалу для ЗО-друку на поверхні щонайменш двох попередньо надрукованих екструдером З чи декількома екструдерами З шарів

І, крім того пластина для згладжування 11 встановлена з можливістю згладжування додаткових шарів 2 матеріалу для ЗО-друку по ходу руху та друку бокового екструдера 10.

Для деяких окремих умов та випадків використання конструкції винаходу перший варіант системи робочих органів характеризується наступними ознаками, що розвивають, уточнюють сукупність ознак першого незалежного пункту формули винаходу.

Механізм друку 1 містить від двох до шести екструдерів 3, до яких під'єднані від двох до шести трубопроводів 24 відповідно, і екструдери З встановлені на складовій платформі 28 з можливістю наносити множину накладених один на одний шарів Ї одного будівельного матеріалу чи одночасно декількох різних будівельних матеріалів для З3О-друку.

Складова платформа 28 виконана у вигляді горизонтально розташованого П-подібного профілю, де верхня частина 29 складової платформи 28 є закритою, а нижня частина 30 складової платформи 28 є відкритою, при цьому площини П-подібного профілю утворюють внутрішню порожнину 33 складової платформи 28, в якій встановлений направляючий елемент у вигляді горизонтальної направляючої планки 39 для одного двигуна 35 горизонтального руху одного екструдера З чи для двигунів 35 горизонтального руху екструдерів 3.

Складова платформа 28 виконана у вигляді горизонтально розташованого П-подібного профілю, де верхня частина 29 та нижня частина 30 складової платформи 28 є відкритими, а площини П-подібного профілю утворюють внутрішню порожнину 33 складової платформи 28, в якій встановлений направляючий елемент у вигляді горизонтальної направляючої планки 39 для одного двигуна 35 горизонтального руху одного екструдера З чи для двигунів 35 горизонтального руху екструдерів 3.

Механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 додатково містить один чи декілька додаткових розпилювачів рідини 40, кожен з яких виконаний з можливістю розпилювання однакових чи різноманітних рідин, і кожен з яких прикріплений до складової платформи 28 за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34, який виконаний з можливістю вільного руху у різних площинах.

Система додатково містить пристрій для армування 13 об'єкта друку 41.

Пристрій для армування 13 виконаний як порожнистий корпус 15 з завуженою нижньою частиною, і утворений стінками 19, 20, 21, 22, де стінка 19 виконана прямою, а стінка 20 утворена з частини А, В, С, де частини А та С розташовані вертикально і поєднані між собою частиною В, яка розташована нахиленою під кутом відносно стінок А та С, а частини А та В встановлені під кутом 907-170" одна до одної, при цьому всередині порожнистого корпусу 15 встановлені рухомий штовхач 16, касета 17 зі скобами 14 та відокремлювач 18, і рухомий штовхач 16 виконаний з можливістю вертикального руху вздовж стінки 19, крім того касета 17 встановлена вздовж частини А стінки 20 та упирається у відокремлювач 18.

На вихідному соплі 31 одного екструдера З чи на кожному з вихідних сопел 31 кожного з декількох екструдерів З встановлений електронагрівальний елемент 32, який має таку саму форму, як і форма внутрішніх стінок вихідного сопла 31 відповідного екструдера 3.

Згідно з другим варіантом винаходу поставлена задача вирішується тим, що система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь містить механізм друку 1, механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2, який містить пристрій для згладжування поверхні 8 і розпилювач рідин 9, та елемент з'єднання 4 механізму друку 1 з маніпулятором руху 5 системи робочих органів для

ЗО-друку, згладжування та обробки поверхонь, і елемент з'єднання 4 приєднаний до ланки 27

Зо маніпулятора руху 5. Механізм друку 1 виконаний у вигляді щонайменше одного екструдера 3, і один чи декілька таких екструдерів З встановлені на елементі з'єднання 4 з можливістю руху відносно об'єкта друку 41. Один чи кожен з декількох екструдерів З під'єднаний до системи доставляння будівельних матеріалів для ЗО-друку 42 і виконаний з можливістю наносити множину накладених один на одний шарів Ї будівельного матеріалу. В другому варіанті винаходу новим є те, що елемент з'єднання 4 виконаний у вигляді складової платформи 28, яка містить направляючий елемент 39 для екструдера З чи для декількох екструдерів 3, і складова платформа 28 у своїй верхній частині 29 приєднана до ланки 27 маніпулятора руху 5 з можливістю обертання складової платформи 28 в горизонтальній площині навколо власної осі 72. Механізм друку 1 у вигляді одного чи декількох екструдерів З та механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 встановлені на складовій платформі 28 з можливістю їх руху разом зі складовою платформою 28 відносно об'єкта друку 41. Один екструдер З чи кожен з екструдерів З містить двигун 35 для незалежного горизонтального руху кожного з екструдерів З по направляючому елементу 39 вздовж горизонтальної осі Х складової платформи 28, і екструдер З чи кожен з екструдерів З з двигунами 35 встановлений/встановлені у складовій платформі 28 з можливістю горизонтального руху завдяки направляючому елементу 39 у різні сторони вздовж складової платформи 28. Екструдер З чи кожен з екструдерів З містить окремий двигун нахилу 36 відносно власної вертикальної осі 271 на кут « від 07 до 907 з можливістю нахилу кожного з екструдерів З в різні сторони відносно власної вертикальної осі 21 на кут а від 0" до 90" як в статичному стані на направляючому елементі 39, так і під час руху екструдера З чи кожного з екструдерів З в різні сторони по направляючому елементу 39 вздовж горизонтальної осі Х складової платформи 28, при цьому кожен з двигунів нахилу 36 кожного з екструдерів З виконаний з можливістю здійснення незалежного нахилу кожного з екструдерів З на різні кути « від 0" до 90" в різні сторони відносно власної вертикальної осі 21 кожного з екструдерів 3. Механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 виконаний у вигляді шліфувального елемента 12 з двигуном 37, і усі елементи механізму для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2: шліфувальний елемент 12 та розпилювач рідини 9 встановлені та прикріплені до складової платформи 28 за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34, який виконаний з можливістю вільного руху одночасно з складовою платформою 28 та з екструдером З чи з екструдерами З у різних площинах таким бо чином, що шліфувальний елемент 12 та його робоча поверхня 38 розташовані з можливістю зміни кута у нахилу шліфувального елемента 12 та його робочої поверхні 38 відносно поверхні об'єкта друку 41 під час роботи системи робочих органів.

Для деяких окремих умов та випадків використання конструкції винаходу другий варіант системи робочих органів характеризується наступними ознаками, що розвивають, уточнюють сукупність ознак другого незалежного пункту формули винаходу.

Система містить пристрій для армування 13 об'єкта друку 41.

Винахідницький рівень.

Технічні рішення, які описані у виявленому рівні техніки, забезпечують будівництво суцільної стіни чи пирога стіни будинку з шорсткою та необробленою зовнішньою поверхнею - у вигляді накладених один на одний шарів будівельних сумішей, які швидко твердіють, і зберігають шорстку, необроблену зовнішню поверхню. Тут і далі під термінами "стіна", "елемент чи об'єкт друку, будівництва", "елементи будівель та споруд" мається на увазі завершена конструкція, конструктивна одиниця будинку чи споруди. Під терміном "стінка" мається на увазі частина пирога стіни, елемента будинку чи споруди. Тобто пиріг стіни будинку складається з множини стінок, які можуть бути виконані з одного чи з різних будівельних матеріалів. Крім стін, система робочих органів дозволяє друкувати інші різноманітні елементи будівель, такі як сходи, елементи та деталі фасадів, в тому числі й декоративні, балкони, інші (складні, нестандартні, викривлені, несиметричні елементи будівель та споруд у вигляді вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних стін, в т. ч. зі сферичною поверхнею, випуклостей, западин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами). І так само запропонована система дозволяє здійснювати згладжування і обробку поверхонь зазначених складних, нестандартних елементів будівель та споруд. Обидва варіанти винаходу, що пропонуються, в першу чергу направлені на створення системи органів для ЗО-друку, яка могла б забезпечувати будування (друкування) як суцільної стіни, так і інших складних, нестандартних, викривлених, несиметричних елементів будівель та споруд, і, по-друге, ця система також повинна одночасно з друком здійснювати згладжування та обробку елементів будування в процесі будування. Для цього конструкцією 60 системи робочих органів передбачена можливість встановлення та використання одного чи декількох екструдерів 3, які забезпечують ЗО-друк одним будівельним матеріалом чи, в окремих випадках, при наявності від двох до шести екструдерів 3, різними будівельними матеріалами.

Під час такого друку нерівну шорстку, хвилясту зовнішню (переважно вертикальну) поверхню

ЗО-надрукованого елемента формують випуклі контури шарів накладеного матеріалу в сукупності з западинами між ними або з випуклостями назовні. Тому, після ЗО-друку будь-якого елемента, завжди необхідно надруковану поверхню додатково обробляти, а саме - заповнювати западини між шарами покладеного матеріалу таким самим матеріалом та розгладжувати (згладжувати, вирівнювати) поверхню, наприклад, стіни або шліфувати випуклості, шорсткість стіни. При відомих технологіях ЗО-друку зазвичай має місце подвійна робота, що полягає у виконанні двох окремих процесів - зведення стіни (інших елементів) та згладжування (вирівнювання) побудованих поверхонь, де другий процес (згладжування, вирівнювання, штукатурення) вимагає додаткових трудових або механічних ресурсів, і як наслідок - виникають додаткові часові, фінансові та трудові витрати.

Винахід направлений на створення двох варіантів системи робочих органів для 3О-друку, У яких би під час здійснення друку чергового шару матеріалу відразу в процесі будування забезпечувалася би обробка (вирівнювання, згладжування) поверхні рівної або викривленої стіни чи іншого нестандартного побудованого об'єкта, в тому числі між вже надрукованими шарами. Або, іншими словами, метою даного винаходу є створення системи, у якій би забезпечувалося майже одночасне виконання одним пристроєм (системою робочих органів для

ЗО-друку) двох окремих процесів з традиційних технологій будівництва - ЗО-друку простих (рівних) та нестандартних (викривлених, випуклих, несемеричних та подібних) об'єктів і згладжування та/"або обробки поверхонь таких елементів будівель та споруд за один цикл роботи системи.

Згідно з двома варіантами винаходу запропонована система містить: механізм друку 1, що виконаний у вигляді одного або декількох екструдерів З та механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 (фіг. 1), який в свою чергу містить пристрій для згладжування поверхні 8 та щонайменше один розпилювач рідин 9 (фіг. 3). Один чи кожен з декількох екструдерів З під'єднаний до системи доставляння будівельних матеріалів для ЗО-друку 42 (фіг. 5) і виконаний з можливістю наносити множину накладених один на одний шарів Ї. одного чи

Зо різних будівельних матеріалів для ЗО-друку. Слід зазначити, що "система робочих органів для

ЗО-друку, для згладжування і обробки поверхонь" є конструктивною частиною загальної "системи для ЗО-друку", яка передбачає у своєму складі наявність інших конструктивних елементів (які не є об'єктом цього винаходу), в тому числі: ємність або ємності 23 з матеріалом (матеріалами) для ЗО-друку, трубопроводи 24, рухома платформа 25, блок управління 26 та інші (фіг. 5). Відповідно, рухома платформа 25 містить маніпулятор руху 5 (фіг. 5), які разом надають руху і "керують" загальним рухом елементів "системи робочих органів". В обох варіантах винаходу маніпулятор руху 5 містить рухому ланку 27, яка з'єднана з конструктивним елементом з'єднання 4, що виконаний у вигляді складової платформи 28, яка у своїй верхній частині 29 приєднана до ланки 27 маніпулятора руху 5 (фіг. 1 - 4, фіг. 6) таким чином, що має можливість керованого обертання складової платформи 28 в горизонтальній площині навколо власної осі 22 (фіг. З, 4, 6). Згідно з винаходом, один чи декілька екструдерів З та механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 одночасно встановлені на складовій платформі 28 таким чином, що вони мають можливість рухатися вверх, вниз, вліво, вправо, вперед, назад, по діагоналях, і у різних напрямках площин разом зі складовою платформою 28 (разом з рухом ланки 27 маніпулятора руху 5) відносно об'єкта друку 41 (фіг. 1-7, 9, 10) безпосередньо під час

ЗО-друку та під час згладжування та/або обробки рідинами поверхні об'єкта друку 41 (цей рух екструдерів З та механізму для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 можливо визначити як "перший основний робочий рух"). В окремих випадках виконання обох варіантів винаходу механізм друку 1 може містити від двох до шести екструдерів З (але не обмежуючись лише такою кількістю екструдерів 3), до яких під'єднані від двох до шести трубопроводів 24 (фіг. 1-3, 5, 6) відповідно, і ці декілька екструдерів З встановлені на складовій платформі 28 з можливістю наносити множину накладених один на одний шарів Ї одного будівельного матеріалу чи одночасно декількох різних будівельних матеріалів для З3О-друку.

Крім того, один екструдер З чи кожен з декількох екструдерів З містить: - власний двигун 35 (фіг. 1, 4), який призначений для додаткового незалежного горизонтального руху такого екструдера З вздовж горизонтальної осі Х складової платформи 286; - окремий двигун нахилу 36 (фіг. 1, 6), який призначений для додаткового незалежного нахилу екструдера З відносно власної вертикальної осі 71 на кут а від 0" до 90".

Нестандартним для галузі ЗО-будівництва, є те, що в запропонованому винаході один екструдер З чи декілька екструдерів З з двигунами 35, 36, за допомогою щонайменш одного направляючого елемента 39 (фіг. 1-4), встановлені в системі складової платформи 28 таким чином, що в процесі роботи екструдери З мають можливість горизонтального руху у різні сторони вздовж складової платформи 28 (цей горизонтальний рух екструдерів З можливо визначити як "другий робочий горизонтальний рух"). Направляючий елемент 39 може бути виконаний у вигляді однієї чи декількох горизонтальних планок 39, що поздовжньо встановлені та закріплені всередині складової платформи 28, і саме на таких направляючих елементах 39 з можливістю руху (тобто не жорстоко закріплені) встановлені екструдери З з двигунами 35. також екструдери З (за рахунок наявності та роботі двигунів 36) мають можливість нахилу кожного з екструдерів З в різні сторони відносно власної вертикальної осі 2: на кут а від 0" до 90" як в статичному стані на направляючому елементі 39, так і під час руху одного екструдера З чи кожного з екструдерів З в різні сторони по направляючому елементу 39 вздовж горизонтальної осі Х складової платформи 28. При цьому кожен з двигунів нахилу 36 кожного з екструдерів З виконаний з можливістю здійснення незалежного нахилу кожного з екструдерів З на різні кути « від 0" до 90" в різні сторони відносно власної вертикальної осі 21 кожного з екструдерів 3. Як "незалежний нахил" мається на увазі наступне: у випадку наявності щонайменше двох екструдерів 3, за рахунок окремих двигунів 36, кожен з екструдерів З може "самостійно" змінювати нахил, тобто кожен з екструдерів З може мати різний кут нахилу а і бути нахилений в різні сторони, що дозволяє екструдерам З "видавати" будівельний матеріал під різним кутом і в різних напрямках таким чином, щоб утворювати складні (нестандартні за формою об'єкти). У випадках, коли в наявності лише один екструдер 3, то тоді, для утворення складних (нестандартних за формою об'єктів), здійснюють щонайменше два (і більше) "проходжень" одним екструдером 3, але під різними кутами нахилу а і з розташуванням нахилу цього екструдера З в різні сторони (за необхідністю). Цей рух "нахилу" екструдерів З відносно власної осі можливо визначити як "третій робочий рух нахилу".

Відповідно, частина робочих органів системи для ЗЮО-друку у вигляді горизонтально рухомого одного екструдера З з двигуном 35 чи декількох горизонтально рухомих екструдерів З з двигунами 35, що встановлені на рухомій складовій платформі 28, яка в свою чергу приєднана

Зо до ланки 27 маніпулятора руху 5 з можливістю обертання складової платформи 28 в горизонтальній площині навколо власної осі 22 і з можливістю рухів в різні сторони, вверх та вниз, дозволяють здійснювати будівництво об'єктів друку 41 будівель та споруд методом 30- друку декількома шарами Г, одним будівельним матеріалом чи, в окремих випадках, декількома різноманітними будівельними матеріалами (при наявності на складовій платформі 28 від двох до шести екструдерів 3, до яких під'єднані різні трубопроводи, по яких подаються різні будівельні матеріали). Нанесення шарів і декількома різноманітними будівельними матеріалами може відбуватися почергово або одночасно. Такими різними будівельними матеріалами можуть бути: бетонна суміш (наприклад подається на два екструдери 3), теплоізоляційна піна (подається на один екструдер 3), гідроізоляційні суміші, розчини та рідини, матеріал для армування - рідкий пластик, полімер (подається на один чи на два екструдери 3), інші. Таким чином утворюється (друкується) "пиріг стіни", наприклад із бетону, піни, полімеру, але не обмежуючись цим.

Описана конструкція дозволяє в процесі її роботи здійснювати щонайменше два види незалежних рухів екструдерів З відносно елементів будівель та споруд, а саме: - перший основний робочий рух одного чи кожного з декількох екструдерів З разом з складовою платформою 28 у просторі (вперед-назад-вліво-вправо-вверх-вниз-по колу); - другий робочий горизонтальний рух одного чи кожного з декількох екструдерів З в дві різні сторони (умовно - вліво, вправо) за допомогою одного чи декількох двигунів 35 вздовж направляючого елемента 39 всередині складової платформи 28 (коли вона, наприклад, знаходиться переважно у динамічному стані першого основного руху разом зі складовою платформою 28 відносно об'єкта друку 41, і, відповідно, другий робочий горизонтальний рух екструдерів З в різні сторони (умовно - вліво, вправо) відбувається і відносно елемента будівлі чи споруди (об'єкту друку 41) екструдерами 3.

Таке конструктивне рішення робить обидва варіанти системи робочих органів більш "гнучкими", маневреними та універсальними щодо можливості певного встановлення чи необхідного руху у просторі екструдерів З відносно об'єктів друку 41 будівель чи споруд, які друкуються. Щонайменше два незалежних "джерела" надання руху екструдеру З чи екструдерам З (разом зі складовою платформою 28 під дією ланки 27 маніпулятора 5 та під дією двигунів 35) дозволяють точно контролювати усі рухи та положення у просторі екструдера

З чи декількох екструдерів З відносно об'єкта будування, що в свою чергу дозволяє здійснювати більш швидкий, точний та ефективний ЗО-друк.

Крім того, наявність у кожного з екструдерів З додаткового окремого власного двигуна нахилу 36 дозволяє здійснювати незалежний кутовий нахил кожного екструдера З відносно власної осі 7: на кут а від 0" до 90" в різні сторони, і, відповідно, відносно поверхні об'єкта друку 41 (такі кутові нахили екструдерів З можуть відбуватися одночасно з уже описаними першим та другим рухами екструдерів З чи незалежно від них). Незалежна зміна в різні сторони кута нахилу а екструдерів З по осі 21 на направляючому елементі 39 (наприклад - на горизонтальній направляючій планці 39) складової платформи 28 в сукупності з раніше описаними "першим" і "другим" рухами екструдерів З дозволяє друкувати елементи у вигляді виступів та западин відносно рівних поверхонь об'єктів друку 41 (наприклад друкувати елементи фасадів, балкони, сходи, інше), ії також дозволяє друкувати складні, нестандартні, викривлені, несиметричні елементи будівель та споруд у вигляді вигнутих, вертикальних та горизонтальних стін, в т. ч. зі сферичною поверхнею, а також випуклостей, западин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами. Такий нестандартний результат роботи двох варіантів системи досягається тим, що, наприклад, при проходженні по горизонтальній направляючій планці 39 однієї траєкторії перший екструдер З "виходить" на кут нахилу а 10" (за рахунок роботи власного двигуна нахилу 36), а розміщений на тій же планці 39 другий екструдер З "виходить" на інший кут нахилу а 15" (також за рахунок роботи власного двигуна нахилу 36), тим самим рухаючись по одній спільній траєкторії, але маючи різний ухил відносно один до одного, другий екструдер З відразу ж після першого екструдера З друкує випуклість на поверхні об'єкта друку 41 (тобто друкує шар, який виступає), формуючи діагональну поверхню. Цей процес може бути виконаний і навпаки, що дозволить надрукувати западину на поверхні об'єкта друку 41. При такому ЗО-друку під кутом нахилу а по осі 71: можна швидко друкувати складні вигнуті елементи будівель. Відповідно, таке нестандартне і неочевидне конструктивне рішення (наявність двигуна нахилу 36 у кожного з екструдерів 3, що забезпечує можливість незалежно від інших екструдерів З змінювати кут нахилу а кожного з екструдерів 3, або у випадку з одним екструдером З змінювати кут нахилу а безпосередньо в процесі друкування кожного наступного шару І) в сукупності з іншими

Зо деталями системи робочих органів для ЗЮО-друку дозволяє швидко друкувати складні виступаючі та поглиблені елементи об'єктів друку 41 (маються на увазі виступи та впадини будь-якої форми на основній горизонтальній чи на іншій поверхні елементів будівель чи споруд, що друкуються) та, за необхідністю, здійснювати згладжування та обробку їх поверхонь.

Також зміна кута нахилу с екструдерів З по осі 71 (за рахунок роботи двигунів нахилу 36), наприклад, нахил екструдерів З на кут 90" відносно власної вертикалі "встановлює" екструдери

З в горизонтальне положення, і дозволяє друкувати екструдерам З горизонтальні поверхні, але для цього зазвичай необхідно використовувати швидкозастигаючий будівельний матеріал.

Складова платформа 28 (фіг. 1-4, 6) в конструкції обох варіантів винаходу є достатньо складною і важливою деталлю-основою, на якій встановлені та рухаються робочі органи системи (екструдери 3, механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2, інше).

Зрозуміло, що, залежно від кількості екструдерів З та від інших технологічних факторів, складова платформа 28 може бути утворена із різноманітних деталей та вузлів, кількість, форма та функціональне призначення яких може бути різною у різних випадках. Наприклад, в окремих випадках виконання будь-якого з двох варіантів винаходу складова платформа 28 може бути виконана у вигляді горизонтально розташованого П-подібного профілю, де верхня частина 29 складової платформи 28 є закритою, а нижня частина 30 є відкритою (фіг. 10, 11).

Бокові та верхня площини П-подібного профілю утворюють внутрішню порожнину 33 складової платформи 28, в якій встановлено щонайменше один направляючий елемент 39, наприклад, у вигляді горизонтальної направляючої планки 39 для двигунів 35 горизонтального руху екструдерів 3. В інших окремих випадках складова платформа 28 може бути виконана у вигляді горизонтально розташованого П-подібного профілю, де верхня частина 29 та нижня частина 30 складової платформи 28 є відкритими (фіг. 1-4). Горизонтальні площини (бокові стінки 6, 7) П- подібного профілю утворюють внутрішню порожнину 33 складової платформи 28, в якій встановлена щонайменше одна горизонтальна направляюча планка 39 для двигунів 35 горизонтального руху екструдерів З (фіг. 4).

Слід зазначити, що, крім встановлення на складову платформу 28 екструдерів З та з'єднання складової платформи 28 з ланкою 27 маніпулятора руху 5, складова платформа 28 також призначена для встановлення на неї інших деталей та елементів системи робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх бо поверхонь. І непередбаченим є те, що, залежно від майбутніх технічних завдань по будівництву об'єкта, конструкція та місце встановлення складової платформи 28 в системі дозволяє встановлювати на ній саме ту кількість екструдерів 3, та саме ті деталі механізму для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2, які є доцільними і необхідними саме для будівництва визначеного об'єкта.

В першому варіанті винаходу механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 додатково містить боковий екструдер 10 (фіг. 1, 3, 4, 6). При цьому пристрій для згладжування поверхні 8 виконаний як пластина для згладжування 11 (фіг. 3). Таким чином, згідно з першим варіантом винаходу, механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 складається із: бокового екструдера 10, пластини для згладжування 11 та розпилювача рідини 9. Усі ці елементи механізму для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 (боковий екструдер 10 (фіг. 1, 3, 4), пластина для згладжування 11 (фіг. 3) та розпилювач рідини 9, фіг. 1) встановлені та прикріплені до складової платформи 28 (наприклад - зі сторони зовнішньої вертикальної поверхні стіни елемента будування, але не обмежуючись цією позицією) за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34, який виконаний з можливістю вільного руху у різних напрямках та у різних площинах одночасно з складовою платформою 28 та екструдером З чи з екструдерами 3. Зрозуміло, що рухомий маніпулятор механізму для згладжування 34 може мати декілька колін, ланок, які мають можливість рухатись за допомогою декількох двигунів.

Боковий екструдер 10 під'єднаний до системи доставляння матеріалів для ЗО-друку 42, і виконаний з можливістю нанесення одного чи декількох додаткових шарів Є (фіг. 3) матеріалу для ЗО-друку на поверхні (переважно на бокові поверхні) щонайменш двох попередньо надрукованих екструдерами З шарів ГІ. (на фіг. З показані два попередньо надруковані шари І та І», на які наноситься боковим екструдером 10 додатковий шар г, і також показані шари Із та

Ї4, які є в процесі друкування екструдерами 3, і на які ще не нанесений додатковий шар 8).

Тобто боковий екструдер 10 наносить щонайменше один додатковий шар Є на бокові поверхні тільки що надрукованих екструдерами З шарів Її та Ї2 з метою заповнення будівельним матеріалом западин та шорсткостей, які виникли, наприклад, між декількома, тільки що надрукованими екструдером З шарами ЇЇ. Пластина для згладжування 11 встановлена з можливістю згладжування додаткового шару або декількох шарів Є матеріалу для ЗО-друку по

Зо ходу руху та друку бокового екструдера 10.

Система робочих органів по першому варіанту винаходу працює наступним чином. Механізм друку 1 (у вигляді одного екструдеру З чи декількох екструдерів 3) друкує шари ГІ (на фіг. З показані як Їх та 125). Як матеріал для ЗО-друку може бути використана бетонна суміш, полістирол, піна, аерогель, поліестерен, поліестерол, фібробетон, поліпропіленовий фібробетон, нейлоновий фібробетон, гіпс, гелевий порошок та інші будівельні полімери і матеріали такого роду, які є відомими та зрозумілими для спеціаліста в даній галузі.

Безпосередньо, в момент друку шарів І: та І» розпилювач рідини 9, боковий екструдер 10 та пластина для згладжування 11 знаходяться у пасивному стані "очікування". Екструдер З чи кожен з екструдерів З переважно наносять матеріал для ЗО-друку під прямим кутом до горизонтальної поверхні об'єкта друку 41 (якщо не задіяні і не працюють двигуни нахилу 36; можливо сказати, що умовно один чи кожен двигун нахилу 36 "працює" на прямий кут розташування екструдерів З відносно горизонтальної поверхні об'єкта друку 41), тобто вісь 24 екструдера З чи вісь 71 кожного з екструдерів З під час друку переважно є ортогональною до шару Г, який друкується. Якщо для будівництва складних, нестандартних (нерівних) елементів задіяні двигуни нахилу 36, то екструдер З або декілька екструдерів З розташовані під різним нахилом (та, за необхідністю, в різні сторони) відносно власної вертикальної осі 2: на кути а від 0" до 90". Коли шари І; та І 2 вже надруковані, по ходу руху складової платформи 28 з одним чи з декількома екструдерами 3, які друкують наступний шар із, боковий екструдер 10 "активується" і наносить шар 2 матеріалу на бокову поверхню двох нижніх вже виконаних шарів

Її та Ї» (переважно шар Є матеріалу наноситься боковим екструдером 10 в утворену бокову западину між виконаними шарами Її та 12). При цьому пластина для згладжування 11, рухаючись (за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34) одночасно з боковим екструдером 10 (і одночасно з складовою платформою 28 та з одним екструдером З або з декількома екструдерами 3) вздовж поверхні об'єкта друку 41, і зокрема, торкаючись під певним кутом і з певним тиском цієї поверхні (наприклад, вертикальної чи горизонтальної поверхні стіни, або по випуклій, сферичній, заокругленій поверхні, або по впадинах чи виступах, які побудовані за рахунок нахилу екструдерів З за допомогою двигунів 36) і тільки що накладеного шару 7, шляхом розрівнювання будівельного матеріалу (шару 9) згладжує щойно нанесений боковим екструдером 10 цей шар 2 будівельного матеріалу. Розпилювач рідини 9 по бо ходу руху бокового екструдера 10, пластини для згладжування 11 також рухається (за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34) одночасно з цими приладами та зі складовою платформою 28, з екструдером З чи з декількома екструдерами З і, за необхідністю, розпилює рідину чи розчин рідин на поверхню елемента будування з метою надання необхідної вологості та пластичності шарам Г. та Є матеріалу, які необхідно згладити. Як рідину для розпилення використовують, наприклад, воду, але не обмежуючись цим. Слід зазначити, що в процесі роботи бокового екструдера 10 його поздовжня вісь Р (фіг. 3) може бути розташована від кутом В від 0" до 180" відносно об'єкта друку 41 (переважно відносно його бокової, вертикальної поверхні) з можливістю зміни (за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34) цього кута ВД під час ЗО-друку елементів будівель та споруд.

Точне значення кута В та положення бокового екструдера 10 в певний момент часу залежить від характеристик бетонної суміші та рельєфних характеристик зовнішньої поверхні суміжних надрукованих шарів І. (іншими словами, залежить від ступеня "хвилястості" поверхні елемента будування, наприклад - вертикальної чи горизонтальної поверхні стіни, або випуклої, сферичної, заокругленої поверхні, впадини чи виступу). Рухами та положенням складової платформи 28, рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34 та всього механізму для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 (бокового екструдера 10, пластини для згладжування 11 та розпилювача рідини 9) "керує" блок управління 26.

Описаний процес згладжування поверхні (в першому варіанті винаходу) повторюють під час

ЗО-друку кожного наступного шару Г. Після того, як екструдер З чи кожен з екструдерів З надрукував шар ГІ, система робочих органів, наприклад, двічі проходить вздовж двох верхніх надрукованих шарів ГІ. (на фіг. З показані як Ії та І2), при цьому розпилювач рідини 9, боковий екструдер 10 та пластина для згладжування 11 знаходяться в робочому стані, а екструдер З чи кожен з екструдерів З може знаходитися в пасивному стані, але переважно екструдери З продовжують друкувати наступні шари Г. (на фіг. З показані як І з та І 4). Боковий екструдер 10 друкує додаткові шари Є у западинах між шарами І. та І» та далі наступний шар Є у западинах між шарами І з та І 4, коли вони вже надруковані (тобто шари 2 "накладаються" на бокові сторони шарів І), розпилювач рідини 9 за необхідністю зволожує поверхню згладжування, а пластина для згладжування 11 розгладжує щойно нанесені шари 7. Пасивний чи активний стан бокового екструдера 10, пластини для згладжування 11, розпилювача рідини 9 та/або екструдера 3 чи

Зо кожного з екструдерів З забезпечують за рахунок виконання і встановлення їх на складовій платформі 28 з можливістю зміни їх положення відносно об'єкта друку 41, який будують, і "керує" цими процесами блок управління 26 (всієї системи 3-д друку), що є зрозумілим для спеціаліста. В результаті вся зовнішня поверхня ЗО-надрукованного об'єкта будування (наприклад - вертикальної чи горизонтальної стіни, або випуклої, сферичної, заокругленої поверхні, впадини чи виступу), вздовж якої під час друку "працював" механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 у вигляді бокового екструдера 10, пластини для згладжування 11 та розпилювача рідини 9, є рівною та згладженою. Таким чином, конструкція першого варіанту винаходу дозволяє за один цикл роботи системи будувати елементи будівель та споруд методом ЗЮО-друку і одночасно (без зупинки і без залучання інших чи додаткових приладів, засобів, людських ресурсів) здійснювати процес згладжування та обробки поверхні об'єктів друку 41 таких як складні, нестандартні, викривлені, несиметричні елементи будівель та споруд у вигляді вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних стін, в т. ч. зі сферичною поверхнею, а також випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами з одночасним здійсненням процесу швидкого остаточного/фінішного згладжування поверхонь елементів, що будуються. Тобто конструкція системи дозволяє досягти автоматичного виконання "додаткової обробки" надрукованих елементів будівель чи споруд (в т. ч. і переважно складних, нестандартних, викривлених та несиметричних об'єктів та їх елементів), не залучаючи при цьому додаткових трудових або механічних ресурсів (після завершення З30- друку та додаткової обробки). Як наслідок робота системи дозволяє досягти зменшення часових, фінансових та трудових витрат і одночасно підвищити якість надрукованих елементів будівель та споруд. І як вже було зазначено, перший варіант системи також дозволяє швидко друкувати складні виступаючі та поглиблені елементи будівель і споруд, їі, за необхідністю, одночасно здійснювати обробку і згладжування поверхонь цих елементів.

Крім того, при використанні декількох екструдерів 3, конструкція першого варіанту винаходу також дозволяє будувати елементи будівель та споруд методом ЗО-друку декількома шарами і декількома будівельними матеріалами, і також одночасно здійснювати процес згладжування та обробки поверхонь елементів, що будуються, за один цикл роботи системи.

В другому варіанті винаходу процес ЗО-друку відбувається так само, як і в першому варіанті, бо але процес згладжування та обробки поверхонь відбувається інакше. В другому варіанті винаходу механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 виконаний у вигляді шліфувального елемента 12 (фіг. 2, 6, 9) з двигуном 37 (фіг. 6). Всі елементи механізму для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 другого варіанту конструкції: шліфувальний елемент 12 та розпилювач рідини 9 встановлені та прикріплені до складової платформи 28 за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34 (фіг. 2, 6, 9), який виконаний з можливістю вільного руху одночасно з складовою платформою 28 та з одним чи з декількома екструдерами 3. Рухомий маніпулятор механізму для згладжування 34, його коліна, ланки та двигуни виконані і встановлені на складовій платформі 28 з можливістю вільного руху у різних площинах таким чином, що робоча поверхня 38 шліфувального елемента 12 розташована з можливістю зміни кута у нахилу (фіг. 6) шліфувального елемента 12 та його робочої поверхні 38 відносно поверхні об'єкта друку 41 під час роботи системи робочих органів. Згладжування та обробка зовнішньої поверхні двох останніх надрукованих шарів ГІ. (на фіг. 6 показані як І; та І»), які тільки що надруковані екструдерами 3, може бути здійснене шляхом, наприклад, шліфування (полірування) шліфувальним елементом 12, який в різних випадках може бути виконаний, наприклад, як полірувальний диск, але не обмежуючись цим. Коли шари І та І» вже надруковані, по ходу руху екструдера З чи екструдерів 3, який чи кожен з яких друкує наступні шари ГІ. (на фіг. б показані як шари Із та (5), шліфувальний елемент 12 у дії (наприклад - полірувальний диск 12) вирівнює зовнішню поверхню двох нижніх вже надрукованих шарів І та

Ї» (фіг. 6). Розпилювач рідини 9 по ходу руху шліфувального елемента 12 також рухається одночасно з шліфувальним елементом 12 (на рухомому маніпуляторі механізму для згладжування 34) і, за необхідністю, розпилює рідину чи розчин рідин на поверхню об'єкта друку 41 з метою зволоження поверхні безпосередньо в процесі шліфування. Як рідину для розпилення використовують, наприклад, воду, але не обмежуючись цим. Процес повторюють під час ЗО-друку кожного наступного шару Г. Після того, як екструдер З чи кожен з екструдерів З надрукував шар ГІ, система робочих органів, наприклад, двічі проходить вздовж двох верхніх надрукованих шарів І (І: та /2 на фіг. 6), при цьому механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 (шліфувальний елемент 12, розпилювач рідини 9, рухомий маніпулятор механізму для згладжування 34) знаходяться в робочому стані - тобто вони "працюють", а екструдери З можуть знаходиться в пасивному стані, але переважно екструдери З продовжують друкувати наступні шари І! (Із та І на фіг. 6). В результаті такої роботи конструкції другого варіанту винаходу зовнішня поверхня ЗО-надрукованого елемента будівлі чи споруди, вздовж якої "працювали" шліфувальний елемент 12 та розпилювач рідини 9, є обробленою та згладженою відразу після її зведення.

Конструктивне виконання та поєднання між собою шліфувального елемента 12, розпилювача рідини 9, рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34, можливістю зміни кута у нахилу шліфувального елемента 12 та його робочої поверхні 38 відносно поверхні об'єкта друку 41, можливість вільного руху в різних напрямках цих елементів одночасно з складовою платформою 28 відносно об'єкта друку 41, дозволяють застосовувати шліфувальний елемент 12 та розпилювач рідини 9 для обробки складних, нестандартних, викривлених, несиметричних елементів будівель та споруд у вигляді вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних стін, в т. ч. зі сферичною поверхнею, а також випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами.

Таким чином, конструкція другого варіанту винаходу за один цикл роботи системи дозволяє будувати елементи будівель та споруд методом ЗО-друку і одночасно здійснювати процес згладжування, обробки щонайменше одного вертикального або горизонтального, або складного, нестандартного, викривленого, несиметричного елемента будівлі чи споруди у вигляді вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних стін, в т. ч. зі сферичною поверхнею, а також випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами (об'єкти друку 41). Тобто конструкція другого варіанту системи дозволяє досягти автоматичного виконання "додаткової обробки" надрукованих елементів будівель чи споруд (в т. ч. і переважно складних, нестандартних, викривлених, несиметричних), не залучаючи при цьому додаткових трудових або механічних ресурсів (після завершення ЗО-друку та додаткової обробки). Як наслідок робота системи дозволяє досягти зменшення часових, фінансових та трудових витрат і одночасно підвищити якість надрукованих елементів будівель та споруд. І, як вже було зазначено, також другий варіант системи дозволяє швидко друкувати складні виступаючі та поглиблені елементи будівель і споруд, і, за необхідністю, одночасно здійснювати обробку поверхонь цих елементів.

Крім того, при використанні декількох екструдерів 3, конструкція другого варіанту винаходу також дозволяє будувати елементи будівель та споруд методом 3О-друку декількома шарами і декількома будівельними матеріалами, і також одночасно здійснювати процес згладжування та обробки поверхонь елементів, що будуються, за один цикл роботи системи.

Оригінальним і нестандартним технічним рішенням у конструкціях обох варіантів винаходу є те, що механізм друку 1 (у вигляді екструдерів 3) та механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 одночасно встановлені на одній складовій платформі 28 з можливістю їх одночасного руху разом зі складовою платформою 28 в різних напрямках у просторі відносно об'єкта друку 41, що дозволяє одночасно з процесом З3ЮО-друку використовувати для обробки/згладжування поверхонь щойно надрукованих елементів об'єкта друку 41 боковий екструдер 10 або шліфувальний елемент 12, розпилювач рідини 9 та пластину для згладжування 11 без залучення додаткових трудових, часових та матеріальних ресурсів.

В окремих випадках здійснення обох варіантів винаходу на вихідному соплі 31 одного екструдера З чи на кожному з вихідних сопел 31 кожного з декількох екструдерів З може бути встановлений електронагрівальний елемент 32, який має таку саму форму як і форма внутрішніх стінок вихідного сопла 31 (фіг. 6, 10). Під час подання будівельної суміші в екструдер

З, електронагрівальний елемент 32, при його нагріванні, здійснює швидке виведення вологи з будівельної суміші безпосередньо в процесі друкування. Переважно це стосується бетонної суміші, але не обмежуючись цим. Таке рішення надає можливість транспортувати по трубопроводах 24 будівельну суміш з низькою щільністю для її кращого перебігу по трубопроводах 24 і до кінця вихідних сопел 31 екструдерів 3. При цьому при виході з сопла 31 суміш для друку втрачає вологу, що дозволяє здійснювати її накладення більш рівними шарами без усадки і досягти більш швидкого затвердіння. При використанні електронагрівального елемента 32 в кожному з варіантів системи робочих органів для ЗО-друку виникає можливість досягти: більш швидкого друку; більш швидкого затвердіння надрукованого елемента; зменшити усадку надрукованого елемента; підвищити міцність надрукованого елемента.

В окремих випадках виконання обох варіантів системи робочих органів для 3О-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2, крім наявності одного розпилювача рідини 9, може додатково містити один чи декілька додаткових розпилювачів рідини 40 (фіг. 1), які можуть бути виконані з можливістю розпилювання однакових чи різноманітних рідин. Кожен з додаткових розпилювачів рідини 40 може бути встановлений та прикріплений до складової платформи 28 за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34 (фіг. 1-6), яке виконане з можливістю вільного руху у різних площинах. І також кожен з додаткових розпилювачів рідини 40 може бути встановлений та прикріплений до складової платформи 28 за допомогою інших конструктивних елементів. Це дозволяє більш ефективно застосовувати різні рідини для обробки побудованого об'єкта друку 41 через різні розпилювачі 9 (основний) та (додаткові), наприклад - воду, фарбу, гідроізоляційну суміш, штукатурну суміш та інші.

В окремих випадках виконання кожного з двох варіантів винаходу система робочих органів 40 для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь додатково містить пристрій для армування 13 (фіг. 7-9, 11) елементів будівель та споруд (об'єктів друку 41), в тому числі для армування скобами 14. В окремих випадках реалізації винаходу пристрій для армування 13 може бути встановлений на маніпуляторі руху 5 (фіг. 9), або на окремому роботі-маніпуляторі (на кресленнях не показано), який в свою чергу може бути вставлений на рухомій платформі 25. Пристрій для армування 13 виконаний як порожнистий корпус 15, що утворений стінками 19, 20, 21, 22 (фіг. 7, 8, 11), де стінка 19 виконана прямою, а стінка 20 утворена з частини А, В, С (фіг. 7, 8), де частини А та С розташовані вертикально і поєднані між собою частиною В, яка розташована нахиленою під кутом відносно стінок А та С, а частини А та В встановлені, наприклад, під кутом в діапазоні від 907 до 1707" одна до одної. Порожнистий корпус 15 має звужену нижню частину. Всередині порожнистого корпусу 15 встановлений рухомий штовхач 16, касета 17 зі скобами 14 та відокремлювач 18 (фіг. 7, 11). Рухомий штовхач 16 виконаний з можливістю вертикального руху вздовж стінки 19. Касета 17 встановлена вздовж частини А стінки 20 та упирається у відокремлювач 18. Скоби 14 заздалегідь вставляють в касету 17. Пристрій для армування 13 (під "керуванням" блока управління 26) за допомогою відокремлювача 18 відокремлює скоби 14 від групи скоб 14, і за допомогою рухомого штовхача 16 виштовхує кожну необхідну скобу 14 в тільки що накладені екструдерами З шари І елемента будування. Таким чином, одночасно з процесом ЗО-друку та згладжуванням поверхні система здатна здійснювати процес армування об'єкта друку 41. 60 Наведені додаткові конструктивні ознаки кожного з двох варіантів винаходу дозволяють підсилити та урізноманітнити досягнення технічного результату, проте жодним чином не обмежують можливість виготовлення різних модифікацій варіантів винаходу, які покращують ту чи іншу характеристику системи робочих органів для ЗО-друку, пов'язану чи не пов'язану з заявленим технічним результатом.

В цілому обидві конструкції варіантів системи робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх дозволяють архітекторам та будівникам вирішувати складні дизайнерські рішення - швидко і ефективно за один цикл роботи системи методом З3О-друку створювати та будувати будівлі та споруди (в тому числі й одночасно декількома різними будівельними матеріалами) зі складними та різноманітними нестандартними геометричними, конфігураційними формами елементів будівель та споруд у вигляді вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних стін, в т. ч. зі сферичною поверхнею, а також випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами з одночасною обробкою (згладжуванням, шліфуванням та/або покриттям різними рідинами) поверхонь збудованих елементів, не залучаючи при цьому (після завершення ЗО-друку та додаткової обробки) додаткових трудових або механічних ресурсів, і дозволяє зменшити часові, фінансові та трудові витрати.

Промислова здатність винаходу, приклади використання.

Короткий опис функціональних схем запропонованого винаходу.

Практичне здійснення та промислова здатність варіантів системи робочих органів для 30- друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь пояснюється схематичними зображеннями конструкцій, на яких:

Фіг. 1 - система робочих органів для ЗО-друку з двома екструдерами 3 та з боковим екструдером 10 (перший варіант);

Фіг. 2 - система робочих органів для ЗО-друку з двома екструдерами З та з шліфувальним елементом 12 (другий варіант);

Фіг. З - система робочих органів для ЗЮО-друку з одним екструдером З та з боковим екструдером 10 (перший варіант);

Фіг. 4 - система робочих органів для ЗО-друку - вигляд складової платформи 28 зверху;

Зо Фіг. 5 - система робочих органів у складі загальної системи для ЗО-друку.

Фіг. 6 - система робочих органів для ЗО-друку з двома екструдерами З та з шліфувальним елементом 12 (другий варіант, вигляді ззаду);

Фіг. 7 - пристрій для армування 13 без передньої стінки 19;

Фіг. 8 - пристрій для армування 13 без однієї з бокових стінок 21;

Фіг. 9 - система робочих органів для ЗО-друку з двома екструдерами 3, з шліфувальним елементом 12 та з пристроєм для армування 13 (другий варіант);

Фіг. 10 - система робочих органів для ЗО-друку з складовою платформою 28 у вигляді горизонтально розташованого П-подібного профілю.

Фіг. 11 - пристрій для армування 13 в системі робочих органів для ЗО-друку з складовою платформою 28 у вигляді горизонтально розташованого П-подібного профілю (другий варіант).

Елементи конструкції двох варіантів винаходу позначені наступними цифровими позиціями: 1 - механізм друку; 2 - механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами;

З - екструдери; 4 - елемент з'єднання механізму друку 1 з маніпулятором руху 5; 5 - маніпулятор руху; б, 7 - бічні стінки складової платформи 28; 8 - пристрій для згладжування поверхні; 9 - розпилювач рідин; 10 - боковий екструдер; 11 - пластина для згладжування; 12 - шліфувальний елемент; 13 - пристрій для армування; 14 - скоби (металеві або інші); 15 - порожнистий корпус пристрою для армування 13; 16 - рухомий штовхач пристрою для армування 13; 17 - касета скоб 14 пристрою для армування 13; 18 - відокремлювач металевих скоб 14 пристрою для армування 13; 19, 20, 21, 22 - стінки порожнистого корпусу 15 пристрою для армування 13; бо 23 - ємності з матеріалами для ЗО-друку;

24 - трубопроводи; 25 - рухома платформа; 26 - блок управління; 27 - ланка маніпулятора руху 5; 28 - складова платформа; 29 - верхня частина складової платформи 28; 30 - нижня частина складової платформи 28; 31 - вихідні сопла екструдерів 3; 32 - електронагрівальні елементи на вихідних соплах 31 екструдерів З; 33 - внутрішня порожнина горизонтальної платформи 28; 34 - рухомий маніпулятор механізму для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2; 35 - двигуни горизонтального руху кожного з екструдерів 3; 36 - окремі двигуни руху нахилу кожного з екструдерів 3; 37 - двигун шліфувального елемента 12; 38 - робоча поверхня шліфувального елемента 12; 39 - горизонтальна направляюча планка для двигунів 35 горизонтального руху екструдерів

З; 40 - додаткові розпилювачі рідин. 41 - об'єкту друку (будування) або об'єкти будівлі чи споруди побудованої чи такої, що будується; 42 - система доставляння будівельних матеріалів для ЗО-друку.

А, В, С - частини стінки 20 порожнистого корпусу 15 пристрою для армування 13; 21 - поздовжні (вертикальні) осі екструдерів 3; 7» - вісь обертання складової платформи 28;

Х - горизонтальна вісь складової платформи 28;

Р - поздовжня вісь бокового екструдера 10;

І - шари матеріалу для ЗО-друку, які формують екструдери 3;

Ї- шар матеріалу для ЗО-друку, який формує боковий екструдер 10; а - кут нахилу екструдерів 3;

Зо В - кут нахилу бокового екструдера 10; у - кут нахилу шліфувального елемента 12.

Найкращі приклади здійснення варіантів винаходу. Статичний опис конструкцій.

Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь є частиною більшої, загальної системи для З3О-друку будівель та споруд, яка містить: ємність 23 чи декілька ємностей 23 (фіг. 5) з матеріалами для З3О-друку (для бетону, піни та інш.) та для рідинних розчинів (наприклад - для води, гідроізоляційних сумішей, фарб, інших), трубопроводи 24 (фіг. 1-3, 5, 6), рухому платформу 25, блок управління 26 (фіг. 5) з програмним забезпеченням. Блок управління встановлений, наприклад, на будь- якій з ємностей 23, але не обмежуючись цим. Трубопроводи 24 з'єднують ємності 23 та робочі органи системи (один чи декілька екструдерів 3, боковий екструдер 10, розпилювачі рідин 9, 40).

Трубопроводи 24 призначені для транспортування будівельних сумішей і рідин в місця будування (друку), і разом з ємностями 23 та відповідними насосами та з іншим необхідними деталями, вони утворюють систему доставляння будівельних матеріалів для ЗО-друку 42 (фіг. 5). При цьому кожен екструдерів З, 10 чи кожен розпилювач 9, 40 з'єднаний власним трубопроводом 24 з відповідною ємністю 23. Екструдери 3, 10 можуть отримувати будівельну суміш з однієї чи з різних ємностей 23. Розпилювач 9, 40 можуть отримувати рідину з однієї чи з різних ємностей 23. Зрозуміло, що загальна система для ЗО-друку будівель та споруд містить усі необхідні деталі, вузли та агрегати (двигуни, насоси, з'єднувальні деталі, крани, засувки, інше) для її ефективної роботи. Рухома платформа 25 містить щонайменше один маніпулятор руху 5, до якого приєднана ланка 27 (фіг. 5). До ланки 27 особливим способом приєднана уся система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь (фіг. 5).

Система робочих органів першого варіанту конструкції містить основні елементи: механізм друку 1, що виконаний у вигляді одного чи декількох екструдерів З; елемент з'єднання 4 механізму друку 1 з маніпулятором руху 5, який виконаний у вигляді складової платформи 28, яка у своїй верхній частині 29 приєднана до ланки 27 маніпулятора руху 5 з можливістю обертання складової платформи 28 в горизонтальній площині навколо власної осі 2» (фіг. 1, З, 4); механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 виконаний у вигляді додаткового бокового екструдера 10, пластини для згладжування 11 (вона ж є пристроєм для бо згладжування поверхонь 8) та розпилювача рідини 9 (фіг. 1, З, 4), які встановлені та прикріплені до складової платформи 28 за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34 (фіг. 1, 3, 4) з можливістю руху цих деталей разом з складовою платформою 28 відносно об'єкта друку 41 безпосередньо під час ЗО-друку та під час згладжування то обробки рідинами поверхонь елементів будівель та споруд.

В окремих випадках реалізації кожного з двох варіантів винаходу на складовій платформі 28 може бути встановлено від одного до шести екструдерів З (наприклад - два екструдери 3, фіг. 1, 2, 4, 6, 9, 10), але не обмежуючись цим. Один екструдер З чи декілька екструдерів З виконані з можливістю наносити множину накладених один на одний шарів Ї одним або декількома різними будівельними матеріалами (у випадку, якщо екструдерів З є декілька) одночасно чи почергово. В окремих випадках реалізації кожного з варіантів винаходу на вихідних соплах 31 екструдерів З можуть бути встановлені електронагрівальні елемент 32, кожен з яких має таку саму форму як і форма внутрішніх стінок вихідного сопла 31 відповідного екструдера З (фіг. 6).

Кожен з екструдерів З містить двигун 35 (фіг. 1, 4), який призначений для надання незалежного горизонтального руху кожного з екструдерів З у різні сторони (вліво/вправо відносно складової платформи 28) вздовж горизонтальної осі Х (фіг. 4) складової платформи 28. Також кожен з екструдерів З містить окремий двигун нахилу 36 відносно власної поздовжньої (вертикальної) осі 21 на кут а від 0" до 90" (фіг. 6). Відповідно, кожен з екструдерів

З з двигунами 35, 36 встановлений на складовій платформі 28 таким чином, що кожен екструдер З має можливість горизонтального руху у різні сторони вздовж складової платформи 28 відносно об'єкта друку 41 за рахунок роботи двигунів 35, і також з можливістю нахилу кожного з екструдерів З в різні сторони відносно власної вертикальної осі 2: на кут а від 0" до 90? за рахунок роботи двигунів 36. Двигунами 35, 36 екструдерів З керує блок управління 26.

Конструкція складової платформи 28 в обох варіантах винаходу може містити багато різноманітних деталей, в тому числі й горизонтальну направляючу планку 39 (фіг. 1-4) для двигунів 35 горизонтального руху всіх екструдерів 3.

В окремих випадках виконання обох варіантів винаходу складова платформа 28 може бути виконана у вигляді, наприклад, горизонтально розташованого П-подібного профілю (фіг. 9-11), де верхня частина 29 складової платформи 28 є закритою, нижня частина є відкритою, а площини П-подібного профілю (в т. ч. бічні стінки 6, 7 складової платформи 28) утворюють

Зо внутрішню порожнину 33 складової платформи 28, в якій встановлена щонайменше одна горизонтальна направляюча планка 39 для одного чи для декількох двигунів 35 горизонтального руху екструдерів 3. При такому виконанні складової платформи 28 нижня відкрита частина 30 площині П-подібного профілю "дозволяє" здійснювати вільний рух та нахил екструдерів 3.

В інших окремих випадках виконання першого та другого варіантів винаходу складова платформа 28 може бути виконана у вигляді, наприклад, горизонтально розташованого П- подібного профілю, де верхня частина 29 та нижня частина 30 складової платформи 28 є відкритими (фіг. 1-4, 6), а площини П-подібного профілю (бічні стінки 6, 7 складової платформи 28) утворюють внутрішню порожнину 33 складової платформи 28, в якій встановлена щонайменше одна горизонтальна направляюча планка 39 для одного чи для декількох двигунів 35 горизонтального руху та нахилу екструдерів 3. В таких випадках нижня частина 30 складової платформи 28 є повністю відкритою.

В першому варіанті винаходу рухомий маніпулятор 34 механізму для згладжування та оброки поверхонь рідинами (на якому встановлені боковий екструдер 10 (фіг. 1, 3, 4), пластина для згладжування 11 (фіг. 3), розпилювач рідини 9, (фіг. 1)) може мати декілька рухомих колін та відповідні двигуни. Рухомий маніпулятор механізму для згладжування 34 виконаний і може бути встановлений на одній із бокових стінок 6 чи 7 складової платформи 28 (фіг. 4) таким чином, що він має можливість вільного руху (під керуванням блока управління 26) у різних площинах так, що поздовжня вісь Р бокового екструдера 10 може бути розташована від кутом В від 0" до 180" (фіг. 3) відносно бокової, вертикальної поверхні об'єкта друку 41, або, і переважно відносно вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних стін, в т. ч. зі сферичною поверхнею, а також відносно випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами з можливістю зміни цього кута В під час ЗО-друку та згладжування і обробки рідинами поверхонь елементів будівель та споруд. Рухомий маніпулятор механізму для згладжування 34 також має можливість рухатися разом зі складовою платформою 28, і також коліна та ланки маніпулятора 34 рухаються незалежно від складової платформи 28 за допомогою двигунів маніпулятора 34 (на кресленнях не показані). Боковий екструдер 10 під'єднаний до однієї з ємностей 23 через трубопроводи 24 - тобто до системи доставляння матеріалів для ЗЮО-друку 42 (фіг. 5), і 60 виконаний з можливістю нанесення одного чи декількох додаткових шарів 2 матеріалу для 30-

друку на поверхні (в тому числі й на рівні чи викривлені вертикальні, горизонтальні, нахилені поверхні стін чи випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами) щонайменше двох попередньо надрукованих екструдером З чи декількома екструдерами З шарів І (переважно в бокові западини між двома нижніми, уже виконаними екструдером З шарами І, на фіг. З показані як І: та 12). Пластина для згладжування 11 встановлена з можливістю згладжування додаткового шару чи шарів 7 матеріалу для ЗО-друку по ходу руху та друку бокового екструдера 10. Розпилювач рідини 9У може бути встановлений перед боковим екструдером 10, або між боковим екструдером 10 та пластиною для згладжування 11, або позаду пластини для згладжування 11 (фіг. 1, 3). Розпилювач рідини 9 під'єднаний до однієї з ємностей 23 через трубопроводи 24.

В другому варіанті винаходу складова платформа 28 та механізм друку 1 у вигляді одного чи декількох екструдерів З виконані так само, як і першому варіанті. Але в конструкції другого варіанту винаходу механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 виконаний у вигляді шліфувального елемента 12 з двигуном 37 (фіг. 2, 6, 9) та розпилювача рідини 9, які встановлені та прикріплені до складової платформи 28 за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34 (фіг. 2, 6, 9, 11), який може мати декілька рухомих колін, двигунів (фіг. 6). Рухомий маніпулятор механізму для згладжування 34 другого варіанту виконаний і може бути встановлений на одній із бокових стінок б, 7 складовій платформі 28 таким чином, що він має можливість вільного руху (під керуванням блока управління 26) у різних площинах так, що шліфувальний елемент 12 та його робоча поверхня 38 (фіг. 2, 6) розташовані з можливістю зміни кута у нахилу шліфувального елемента 12 та його робочої поверхні 38 відносно поверхні об'єкта друку 41 (рівної чи викривленої вертикальної, горизонтальної, нахиленої поверхні стіни чи випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами) під час роботи системи робочих органів (фіг. 6). Як шліфувальний елемент 12 можуть бути використані різноманітні полірувальні, шліфувальні пристрої (диски, валики, інші). В другому варіанті системи робочих органів розпилювач рідини У може бути встановлений перед шліфувальним елементом 12 (фіг. 2) або позаду шліфувального елемента 12. Розпилювач рідини 9 під'єднаний

Зо до ємностей 23 через трубопроводи 24.

В окремих випадках кожного з двох варіантів винаходу механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 може додатково містити один чи декілька додаткових розпилювачів рідини 40 (фіг. 1), кожен з яких може бути прикріплений до складової платформи 28 за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34.

В окремих випадках реалізації кожного з двох варіантів винаходу конструкція системи робочих органів для З3О-друку елементів будівель та споруд може додатково містити пристрій для армування 13 елементів будівель та споруд скобами 14 (металевими або іншими) (фіг. 7-9, 11), конструкція якого ретельно описана раніше. В окремих випадках реалізації винаходу пристрій для армування 13 може бути встановлений на маніпуляторі руху 5 (фіг. 9, 11), або на окремому роботі-маніпуляторі (не показано на кресленнях), який в свою чергу може бути вставлений на рухомій платформі 25.

Опис роботи двох варіантів винаходу та приклади промислового використання.

Система робочих органів обох варіантів винаходу може бути встановлена на будівельному

ЗО-принтері портального чи іншого типу, або на маніпуляторі 5, але не обмежуючись цим. Як маніпулятор 5 найчастіше використовують шестиосьовий маніпулятор 5, встановлений на рухомій платформі 25 (фіг. 5). Систему робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь закріплюють на маніпуляторі 5 шляхом рухомого з'єднання складової платформи 28 з ланкою 27 маніпулятора 5. За допомогою трубопроводів 24 екструдери 3, 10 під'єднують до ємностей 23 з різними видами матеріалу для ЗО-друку (фіг. 5). Розпилювачі рідини 9 та 40 також за допомогою трубопроводів 24 під'єднують до ємностей 23. Матеріал для ЗО-друку чи різні види матеріалу для ЗО-друку, і також рідини, розчини безперервно подають в екструдери 3, 10 та в розпилювачі 9, 40 відповідно, за допомогою автоматизованих чи механічних засобів подання, якими можуть бути, наприклад, насоси. Транспортування різних видів матеріалу в екструдери 3, 10 та рідин, розчинів в розпилювачі рідин 9, 40 з ємностей 23, переміщення рухомої платформи 25, здійснення ЗО-друку механізмом для друку 1 та згладжування/обробку поверхонь надрукованих шарів Ї механізмом для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 здійснюють за допомогою блока управління 26. Блок управління 26 є технологічним пристроєм (системою), який працює за допомогою програмного забезпечення, яке спеціально створюють і бо завантажують в блок управління 26.

В обох варіантах винаходу механізм для друку 1 у вигляді екструдерів З автоматично (під керуванням блока управління 26) друкує (екструдує) шари І. будівельного матеріалу для 30- друку один на одний (фіг. 2, 3, 6). Як матеріал для ЗО-друку можуть бути використані бетонна суміш, полістирол, піна, аерогель, поліестерен, поліестерол, фібробетон, поліпропіленовий фібробетон, нейлоновий фібробетон, гіпс, гелевий порошок та інші будівельні полімери і матеріали такого роду, які є відомими та зрозумілими для спеціаліста в даній галузі. По трубопроводах 24 із ємностей 23 до екструдерів З подається чи подаються будівельні матеріали (наприклад - бетонна суміш). Рухома платформа 25 переміщує всю систему робочих органів в необхідне положення до об'єкта друку 41. Маніпулятор руху 5 та ланка 27 рухають та/або стаціонарно утримують складову платформу 28 з екструдерами 3 та з механізмом для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 в зоні ЗО-друку та оброки, згладжування поверхонь (над горизонтальною, вертикальною, нахиленою, виступаючою, поглибленою поверхнями об'єктів друку 41, в т. ч. над виступами, западинами та над іншими елементами зі складними та різноманітними конфігураційними формами, що будуються). Один екструдер З чи декілька екструдерів З за допомогою двигунів 35 рухаються в системі складової платформи 28 відносно поверхні об'єкта друку 41 і накладають шари ГІ. будівельного матеріалу один на одний (фіг. 2, 3, 6). За допомогою окремих двигунів нахилу 3б один чи будь-який з декількох екструдерів З (незалежно один від одного) під час друку можуть змінювати свій нахил в різні сторони відносно власної вертикальної осі 7: на кут а від 0" до 90". Таким чином відбувається будівництво елементів будівель та споруд методом ЗО-друку одним будівельним матеріалом (при наявності одного екструдера 3) або одночасно декількома шарами і декількома будівельними матеріалами (при наявності декількох екструдерів 3). Крім того, за рахунок: конструкції складової платформи 28, наявності та розташуванню одного чи декількох екструдерів З з двигунами 35 та з окремими незалежними двигунами нахилу 36 також забезпечується можливість швидкого друку складних виступаючих та/або поглиблених, та/або горизонтальних елементів будівель і споруд (об'єктів друку 41) з одночасним згладжуванням їх поверхонь. Двигуни нахилу 36 дозволяють в процесі друку нахиляти в різні сторони екструдери

З відносно власної вертикальної осі 7: на кут « від 0" до 907 як в статичному стані на направляючому елементі 39, так і під час руху екструдера З чи кожного з екструдерів З в різні

Зо сторони по направляючому елементу 39 вздовж горизонтальної осі Х складової платформи 28.

Кожен з двигунів нахилу 36 кожного з екструдерів З виконаний з можливістю здійснення незалежного нахилу кожного з екструдерів З на різні кути а від 0" до 90" в різні сторони відносно власної вертикальної осі 21 кожного з екструдерів З, що дозволяє у випадках, коли екструдерів 3, наприклад, два утворювати під час друку "видачу" будівельного матеріалу під різними кутами і з нахилом в різні сторони, що надає можливості друкувати складні конфігураційні форми.

Таким чином, за рахунок наявності у екструдерів З окремих незалежних двигунів нахилу 36 в сукупності з іншими елементами конструкції, з'являється можливість швидкого друку 3-О друку нестандартних, викривлених, несиметричних елементів будівель та споруд у вигляді вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних стін, в т. ч. зі сферичною поверхнею, а також випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами).

В обох варіантах винаходу, одночасно з процесом ЗО-друку, механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 здійснює згладжування та/або обробку зовнішньої поверхні щонайменше двох нижніх уже виконаних екструдером З чи екструдерами З шарів Г. При цьому механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 має різні варіації виконання, кожна з яких здатна забезпечити згладжування чи/га обробку (шліфування) щонайменше однієї зовнішньої поверхні щонайменше двох нижніх шарів І. об'єкту друку 41, що будується, за один цикл роботи системи.

При роботі першого варіанту винаходу механізм друку 1 друкує шари І (І: та І» на фіг. 3). В цей момент розпилювач 9, боковий екструдер 10 та пластина для згладжування 11 знаходяться у пасивному стані "очікування". Екструдер З чи кожен з екструдерів З друкує та наносить будівельний матеріал приблизно під прямим кутом до верхньої горизонтальної площини об'єкта друку 41. Тобто осі 7 екструдерів З розташовані майже перпендикулярно до верхнього шару Ї., який один чи декілька екструдерів З друкують (крім випадків, коли екструдери З мають певний нахил по вертикалі завдяки окремим двигунам нахилу 36 і друкують складні, нестандартні, викривлені, несиметричні елементи). Коли шари Г (Ії та /2 на фіг. 3) вже надруковані, то по ходу руху екструдера З чи екструдерів 3, які друкують наступний шар Із (фіг. 3), боковий екструдер 10 (рухаючись разом із рухом складової платформи 28 та з екструдерами 3, та/або рухаючись за допомогою рухомого маніпулятора 34) збоку та вздовж надрукованих шарів І: та 60 Ї» наносить додатковий шар г (фіг. 3) будівельного матеріалу (наприклад - бетону) в утворене невелике заглиблення (впадину) між цими двома нижніми вже виконаними шарами І. та |».

Тобто, боковий екструдер 10 (в процесі друку наступного шару Із) одночасно заповнює пустоти- щілини між вже надрукованими шарами і: та 1», і також боковий екструдер 10 додатковим шаром Я "заповнює" шорсткості поверхні тільки що надрукованих шарів ЇМ. Це здійснюється відносно зовнішньої вертикальної поверхні об'єкта друку 41, наприклад - відносно стіни, але не обмежуючись цим. Також боковий екструдер 10, за рахунок колін рухомого маніпулятора 34 та за рахунок можливості зміни кута В від 0" до 180" відносно будь-якої поверхні об'єкта друку 41, здатний заповнювати пустоти-щілини між вже надрукованими шарами і: та 12 вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних об'єктів, випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами. За рахунок кріплення бокового екструдера 10 до складової платформи 28 за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34 поздовжня вісь Р бокового екструдера 10 може бути розташована під кутом В (фіг. 3) від 0" до 1807 відносно поверхні буд-якого об'єкта друку 41 (наприклад відносно вертикальної поверхні стіни, але не обмежуючись цим). Саме "рухомість" маніпулятора механізму для згладжування 34 та його колін, ланок надає можливість змінювати зазначений кут В в діапазоні від 07 до 180" відносно об'єкта друку 41 під час ЗО-друку та згладжування і обробки рідинами поверхонь елементів будівель та споруд. Зміна кута ВД поздовжньої осі Р бокового екструдера 10 дозволяє максимально ефективно розташувати сопло бокового екструдера 10 відносно поверхні об'єкта друку 41 і, відповідно, максимально ефективно, швидко і економно наносити шар 8 будівельного матеріалу на бокові поверхні шарів Ї (Її та 5 на фіг. 3) в утворені невеликі заглиблення (впадини) між цими двома нижніми вже виконаними шарами Ії та Ї» з метою подальшого розрівнювання та згладжування цих поверхонь елемента будівництва. В переважних випадках роботи першого варіанту винаходу боковий екструдер 10 виконує друк тим же матеріалом, що і екструдер 3, який здійснив основний друк об'єкта, поверхню якого згладжують та/або обробляють. Форма друкуючої головки бокового екструдера 10 найчастіше виконана сплюснутою, щоб в сукупності з просторовим розташуванням відносно поверхні будування забезпечити якнайщільніше заповнення западини між двома нижніми шарами І: та І» матеріалу і в достатній, але не надлишковій кількості для забезпечення рівної поверхні.

Зо Відразу після укладання боковим екструдером 10 шару 2 в пустоти-щілини-западини між вже надрукованими шари І та І», пластина для згладжування 11 (рухаючись одночасно з боковим екструдером 10) механічно згладжує та розрівнює щойно нанесений шар Я матеріалу по принципу роботи "будівельного шпателя". Найчастіше пластина для згладжування 11 має ширину робочою поверхні, яка щонайменше вдвічі більша за ширину шару ГІ. (фіг. 3), друк якого здійснює екструдер 3. Пластина для згладжування 11 розташована поряд з боковим екструдером 10 (фіг. 3), і, відповідно, одночасно з боковим екструдером 10 пластина для згладжування 11 має можливість змінювати кут В від 07" до 1807 відносно будь-якої поверхні об'єкта друку 41. Таким чином, за рахунок можливості одночасного руху зі складовою платформою 28 та з екструдерами 3, за рахунок роботи колін рухомого маніпулятора 34, за рахунок можливості зміни кута В від 0" до 180" відносно будь-якої поверхні об'єкта друку 41, пластина для згладжування 11 здатна згладжувати та розрівнювати щойно нанесений шар Є як на рівних, так і на вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних об'єктах, випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами. Розпилювач рідини 9, за необхідністю (під керуванням блока управління 26), виприскує рідину (наприклад - воду) на поверхню згладжування, чим зволожує будівельні матеріали основних шарів І (І: та |» на фіг. 3) та шару 7, що доданий в пустоти-щілини-западини, і робить матеріал у зоні згладжування більш пластичним. Розпилювач рідини 9 також може обробляти рідиною поверхні, що будуються, не лише для зволоження, а й для нанесення будь-якої іншої рідини (ніж вода), наприклад - гідроізоляційну суміш, фарбу, інше. Розпилювач рідини 9 розташований поряд з боковим екструдером 10 (фіг. 1), і, відповідно, одночасно з боковим екструдером 10 розпилювач рідини 9 також має можливість змінювати кут В від 07" до 180" відносно будь-якої поверхні об'єкта друку 41. Таким чином, за рахунок можливості одночасного руху зі складовою платформою 28 та з екструдерами 3, за рахунок роботи колін рухомого маніпулятора 34, за рахунок можливості зміни кута В від 0" до 180" відносно будь-якої поверхні об'єкта друку 41, розпилювач рідини 9 здатний наносити рідину як на рівні, так і на вигнуті, виступаючі, поглиблені, вертикальні та горизонтальні об'єкти, на випуклості, западини, сходини, декоративні елементи та деталі фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами.

Процес нанесення боковим екструдером 10 шару Я в пустоти-щілини-западини і його згладжування повторюють під час ЗО-друку кожного наступного шару ГІ. Після того, як екструдер

З чи кожен з екструдерів З надрукував шар Ї, система робочих органів двічі проходить вздовж двох верхніх надрукованих шарів І, при цьому розпилювач 9, боковий екструдер 10 та пластина для згладжування 11 знаходяться в активному робочому стані, а екструдери З можуть знаходитися як в пасивному стані, так і продовжувати друкувати шари І.

Пасивний чи активний стан рухомого маніпулятора механізму для згладжування 34, бокового екструдера 10 та/або шпателя 11, та/або розпилювача 9, та/або екструдерів З чи кожного з екструдерів З забезпечують під керуванням блока управління 26, і за рахунок виконання цих деталей з можливістю зміни їх положення відносно об'єкта друку 41, що є зрозумілим для спеціаліста.

В результаті роботи першого варіанту винаходу поверхня надрукованого елемента (наприклад - вертикальна рівна чи вигнута, вгнута, викривлена, сферична зовнішня поверхня стіни, тобто - об'єкт друкування 41), вздовж якого "працювали" боковий екструдер 10, пластина для згладжування 11 та розпилювач 9, є згладженою та рівною.

При роботі другого варіанту винаходу механізм друку 1 друкує шари ГІ. (фіг. 2, на фіг. 6 показані як шари І; та І 2). В другому варіанті конструкції механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 виконаний у вигляді шліфувального елемента 12 з двигуном 37 (фіг. 6) та розпилювача 9 (фіг. 2), при цьому шліфувальний елемент 12 може бути виконаний, наприклад, у вигляді полірувального диска (але не обмежуючись цим). Відповідно, вирівнювання та обробку зовнішньої бокової поверхні двох нижніх шарів І: та І» об'єкта друку 41 здійснюють шляхом полірування. Коли шари І: та Ї» вже надруковані, то по ходу руху екструдера З чи екструдерів 3, які друкують наступний шар Із чи два шари І з та І 4 (фіг. б), полірувальний диск (шліфувальний елемент 12) також рухається вздовж бокової поверхні об'єкта друку 41, та обертаючись за допомогою двигуна 37 (на рухомому маніпуляторі 34) обробляє (полірує/згладжує/шліфує) зовнішню бокову поверхню двох нижніх вже надрукованих шарів І та Ї». За рахунок роботи колін рухомого маніпулятора 34 (який виконаний з можливістю вільних рухів) шліфувальний елемент 12 має можливість змінювати кут у своєї робочої поверхні 38 відносно будь-якої (як рівної, так і не рівної) поверхні об'єкта друку 41. Таким чином, за рахунок

Зо можливості одночасного руху зі складовою платформою 28 та з екструдерами 3, за рахунок роботи колін рухомого маніпулятора 34, за рахунок можливості зміни кута у нахилу робочої поверхні 38 шліфувального елемента 12 відносно будь-якої поверхні об'єкта друку 41, шліфувальний елемент 12 здатний здійснювати обробку як рівних, так і вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних об'єктів, випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами. Розпилювач 9 (на рухомому маніпуляторі 34) по ходу руху шліфувального елемента 12 розпилює рідину на поверхню відполірованої стіни та очищує її від бетонного чи іншого пилу, або зволожує поверхню обробки для покращення процесу обробки (полірування, шліфування, згладжування). Як рідину для розпилення використовують, наприклад, воду, але не обмежуючись цим. Такий процес, під керуванням блока управління 26, автоматично повторюються під час ЗО-друку кожного наступного шару І. В другому варіанті винаходу розпилювач рідини 9 розташований поряд з шліфувальним елементом 12 (фіг. 2), і, відповідно, одночасно з шліфувальним елементом 12 розпилювач рідини 9 також має можливість змінювати кут у відносно будь-якої поверхні об'єкта друку 41. Таким чином, за рахунок можливості одночасного руху зі складовою платформою 28 та з екструдерами 3, за рахунок роботи колін рухомого маніпулятора 34, за рахунок можливості зміни кута у відносно будь-якої поверхні об'єкта друку 41, розпилювач рідини 9 здатний наносити рідину як на рівні, так і на вигнуті, виступаючі, поглиблені, вертикальні та горизонтальні об'єкти, на випуклості, западини, сходини, декоративні елементи та деталі фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами. В другому варіанті винаходу розпилювач рідини 9 може обробляти рідиною поверхні, що будуються, не лише для зволоження під час обробки шліфувальним елементом 12, а й для нанесення будь-якої іншої (ніж вода) рідини, наприклад - гідроїзоляційну суміш, фарбу, інше. Після того, як екструдери З надрукували наступний (самий верхній) шар Ї,, система робочих органів двічі проходить вздовж двох надрукованих шарів ГІ (на фіг. 6 показані як шари Г. та І»), при цьому шліфувальний елемент 12 та розпилювач рідини 9 знаходяться в робочому стані, а екструдери З (чи один екструдер 3) знаходяться переважно в активному стані (продовжують друк), або в пасивному стані "очікування". В результаті роботи конструкції другого варіанту поверхня надрукованого об'єкта 41 (наприклад - вся зовнішня поверхня надрукованого вертикального чи горизонтального рівного чи вигнутого, вгнутого,

викривленого, сферичного та іншого об'єкта), вздовж якого "працювали" шліфувальний елемент 12 та розпилювач 9, є обробленою та згладженою.

В обох варіантах винаходу для ЗЮО-друкування будь-яких об'єктів друку 41 єдиним матеріалом (наприклад бетонною сумішшю), на складовій платформі 28 встановлюють щонайменше один екструдер 3. До одного екструдера З подають один матеріал для ЗО-друку.

Екструдер З по ходу свого руху видавлює будівельний матеріал і утворює (друкує) шар Ї, при цьому видавлений будівельний матеріал достатньо швидко застигає. Екструдер 3, який постійно видавлює матеріал для ЗО-друку, рухається по заданій траєкторії (яку визначає блок управління 26), формуючи нові шари Ї, кожен з яких є накладеним на попередній шар І.

Механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 вирівнює зовнішню поверхню надрукованих шарів ЇМ. Як результат - множина ЗЮО-надрукованих шарів І, наприклад, із бетонної суміші, накладені один на одний, утворює суцільну стінку зі згладженою боковою поверхнею, яка є завершеною окремою будівельною конструкцією. Для утворення (будування) складних, нестандартних, викривлених, несиметричних елементів будівель та споруд у вигляді вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних стін, в т. ч. зі сферичною поверхнею, а також випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами, при застосуванні одного екструдера 3, за допомогою окремого двигуна нахилу 36 під час першого "проходження" здійснюють нахил екструдера З під одним кутом (та в одну певну сторону), а під час другого "проходження" здійснюють нахил екструдера З під іншим кутом в ту саму або в іншу сторону.

В окремих випадках здійснення винаходу суцільна стіна може бути сформована з різних матеріалів. В обох варіантах винаходу для ЗО-друкування одночасно декількома матеріалами на складовій платформі 28 може бути встановлено від двох до шести екструдерів 3, але не обмежуючись цим. Таке технічне рішення може мати місце, наприклад, у випадку друку суцільної стіни двома (І та Ії), трьома (І, ІІ та ІІ) чи іншою кількістю різних матеріалів. Відповідно, кількість екструдерів З дорівнює кількості видів матеріалу. І при здійсненні ЗО-друку кожного шару стіни активними можуть бути одночасно декілька екструдерів 3, або один екструдер 3, їі тоді інші екструдери З знаходяться у пасивному стані. Це дозволяє створювати суцільну стіну з множини шарів матеріалу Ї, яка являє собою почергове розміщення шарів різних видів матеріалу, наприклад, у порядку черговості І, МП, І, П, І ї т. д., чи у порядку черговості І, Її, ШІ, ПП, ПІ,

І, І, Шо ї т. д., чи в будь-якому іншому порядку черговості. Таке рішення використовують, наприклад, для формування "пирога стіни будинку" з різних матеріалів. У будівельній галузі під терміном "пиріг стіни будинку" зазвичай мають на увазі стіну з утеплювачем та гідроізоляцією, при цьому шари утеплювача та гідроізоляції утворюють у складі стіни ще на етапі будівництва цієї стіни. Гідроїзоляцію можуть забезпечити шляхом введення у склад бетонної суміші спеціальних речовин (які є відомими та зрозумілими для спеціаліста в цій галузі), або шляхом утворення додаткового або основного шару гідроізоляції шляхом нанесення на об'єкт будування спеціальної рідини із додаткового або з декількох додаткових розпилювачів рідини 40.

Утеплювач утворюють в стіні безпосередньо під час її будівництва, або забезпечують у стіні осередки для подальшого заповнення їх утеплюючим матеріалом. Для ЗО-друку може бути використаний єдиний матеріал чи можуть бути використані різні матеріали. Так, наприклад, якщо будують бетонний шар стіни з осередками для утеплювача шляхом ЗО-друку двох вертикальних стінок та синусоїдоподібної стінки між ними (все це - об'єкти друку 41), то система для ЗО-друку може містити, наприклад, три екструдери З, при цьому перший та другий екструдери З друкують зовнішній та внутрішній шари стіни, а третій екструдер З друкує синусоїдоподібну стінку між ними. Так як всі три стінки (в даному прикладі) виконані з єдиного матеріалу - бетонної суміші для ЗО-друку, то всі три екструдери З з'єднані за допомогою трубопроводів 24 з ємністю 23 з бетонною сумішшю. Або, як інший випадок здійснення винаходу, кожен екструдер З може друкувати власним певним матеріалом, і до кожного екструдера З під'єднують за допомогою трубопроводів 24 відповідну ємність 23 з певним матеріалом для ЗО-друку. Так само три екструдери З можуть друкувати й двома, й трьома різними матеріалами і, відповідно, вони під'єднані до двох або до трьох ємностей 23.

Зазначений приклад може бути аналогічно й для 2, 4, 5, 6 екструдерів 3.

У випадках, коли механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами 2 додатково містить один чи декілька додаткових розпилювачів рідини 40 (фіг. 1), конструкція обох варіантів системи робочих органів за допомогою основного 9 та додаткових розпилювачів рідини 40 дозволяє використовувати різні види рідин чи розчинів для обробки поверхонь елементів, що будуються (воду, гідроїзоляційну суміш, фарби, інше).

Електронагрівальні елементи 32 на соплах 31 екструдерів З (фіг. 6, 10) в кожному з варіантів бо винаходу випарюють вологу із будівельних сумішей, які потрапляють в екструдери З для подальшого ЗО-друку. У випадках, коли на вихідних соплах 31 екструдерів З встановлені електронагрівальні елементи 32, відбувається швидкий нагрів і певне зменшення вологості будівельного матеріалу безпосередньо "на виході" із екструдера 3, що дозволяє одночасно: - спочатку зробити будівельний матеріал більш рідким (шляхом збільшення кількості рідини, наприклад води, у його складі) для покращення його транспортування по трубопроводу 24 від ємності з матеріалом 23 до екструдера 3; - досягти більш швидкого затвердіння будівельного матеріалу відразу після його укладання екструдером З на елемент будівництва (коли "на виходії з сопла 31 екструдера 3 електронагрівальний елемент 32 швидко нагріває і випарює вологу із будівельного матеріалу).

У випадку ЗО-друку пирога стіни актуальним є питання забезпечення армування пирога стіни у процесі його зведення для збільшення його конструктивної міцності. Для цього система робочих органів, що заявляється, додатково містить пристрій для армування 13 зі скобами 14 (фіг. 7-9, 11). Пристрій для армування 13 працює наступним чином. Касета 17 зі скобами 14 заздалегідь встановлена у порожнистому корпусі 15 вздовж стінки 19, та є перпендикулярною до надрукованого шару Ї, і одночасно касета 17 зі скобами 14 встановлена вздовж частини А стінки 20 та упирається у відокремлювач 18, при цьому частини А та В виконані, наприклад, під кутом 140-145?" одна до одної. Відокремлювач 18 (наприклад під дією пневматичних або гідравлічних, або інших приводів) відділяє скобу 14 від касети 17, і скоба 14 зсувається вниз по похилій частині В стінки 20 порожнистого корпусу 15. Коли скоба 14 досягає кінця похилої частини В, то приводиться у дію рухомий штовхач 16, який (наприклад під дією пневматичних або гідравлічних, або інших приводів) починає рухатися вздовж стінки 20, і з великою силою опускається на скобу 14, що призводить до "вильоту" скоби 14 назовні з корпусу 15, і далі під створеною механічною силою скоба 14 врізається своїми кінцями у щойно надруковані (ще не затверділі) шари Їй двох сусідніх стінок. Контроль функціонування відокремлювача 18 та рухомого штовхача 16 та їх пневматичних приводів може бути забезпеченим за допомогою окремого (додаткового) блока управління пневматичних або гідравлічних, або інших приводів (не показано на кресленнях). Наявність і робота пристрою для армування 13 дозволяє одночасно з процесом ЗО-друку здійснювати процес армування елемента будування.

Система робочих органів може бути оснащена системою очищення від будівельних сумішей

Зо після закінчення друку для запобігання затвердінню матеріалу у гнучких трубопроводах 24 та/або екструдерах 3, 10. У переважному випадку система очищення є водяною системою очищення.

Наведені приклади частинних випадків здійснення кожного з варіантів системи робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь жодним чином не обмежують можливості виготовлення різних модифікацій винаходу, що заявляється.

Запропонована система пройшла випробування у експериментально- промисловому виробництві та в процесі експлуатації за цільовим призначенням. Результати випробувань свідчать, що сукупність суттєвих ознак кожного з варіантів системи робочих органів для 30- друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь, які наведені у формулі винаходу, дозволяють досягти заявлених технічних результатів - здійснювати будівництво методом ЗО-друку складних, нестандартних, викривлених, несиметричних елементів будівель та споруд у вигляді вигнутих, виступаючих, поглиблених, вертикальних та горизонтальних стін, в т. ч. зі сферичною поверхнею, а також випуклостей, западин, сходин, декоративних елементів та деталей фасадів, балконів зі складними та різноманітними конфігураційними формами з одночасним здійсненням процесу швидкого остаточного/фінішного згладжування поверхонь елементів, що будуються, чи/та одночасної обробки та нанесення на побудовані поверхні шарів різних матеріалів, в т. ч. гідроізоляції, фарби, штукатурної суміші з одночасним швидким згладжуванням, що в цілому дозволяє створити завершену окрему будівельну складну конструкцію, не залучаючи при цьому (після завершення ЗО-друку та додаткової обробки) додаткових трудових або механічних ресурсів, і дозволяє зменшити часові, фінансові та трудові витрати.

Запропоновані варіанти системи робочих органів для З3О-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь пройшли широкі випробування при їх експериментальному виробництві, а так само в процесі експериментальної експлуатації при здійсненні ЗО-друку елементів будівель та споруд та при згладжуванні і обробці рідинами їх поверхонь.

Результати випробувань показали, що конструкція запропонованого винаходу дозволяє створювати щонайменше два варіанти системи робочих органів для ЗО-друку елементів 60 будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь, кожна із яких під час її експлуатації, за рахунок сукупності усіх суттєвих ознак, дозволяє досягти описаних технічних результатів.

Приклади конкретного промислового здійснення запропонованих варіантів винаходу, їх використання, які були наведені, є найкращими прикладами реалізації варіантів конструкцій.

Запропонована система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь відповідає всім вимогам її експлуатації, застосування і загальноприйнятим правилам безпеки експлуатації подібних конструкцій для будівництва.

Джерела інформації: 1. Міжнародна публікація заявки на винахід УМО 2020068793 АТ, МПК В29С 64/106, ВЗЗ3У 10/00, Е040 21/04; опубл. 02.04.2020 р.; 2. Заявка КНР на винахід СМ 107756594 А, МПК В288 1/00, В288 1/52, В29С 64/20, опубл. 2018-03-06 р.; 3. Патент РФ на винахід Мо 2725716, МПК ЕО4В 2/84, ВЗЗУ 30/00, опубл. 03.07.2020 р.; 4. Патент КНР на винахід Мо СМ 107901185 А МПК В288 1/00, В288 11/22, В288 11/24, ВЗЗУ 10/00, опубл. 13.04.2018 р.; 5. Патент КНР на винахід Мо СМ 111827683 А, МПК ВЗЗ3М 30/00, ВЗ3М 40/20, Е04О 21/04, опубл. 2020-10-27.10.2020 р. - прототип.

Claims

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь, яка містить механізм друку (1), механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами (2), який містить пристрій для згладжування поверхні (8) і розпилювач рідин (9), та елемент з'єднання (4) механізму друку (1) з маніпулятором руху (5) системи робочих органів для ЗО-друку, згладжування та обробки поверхонь, і елемент з'єднання (4) приєднаний до ланки (27) маніпулятора руху (5), при цьому механізм друку (1) виконаний у вигляді щонайменше одного екструдера (3), і один чи декілька таких екструдерів (3) Зо встановлені на елементі з'єднання (4) з можливістю руху відносно об'єкта друку (41), і також один чи кожен з декількох екструдерів (3) під'єднаний до системи доставляння будівельних матеріалів для ЗО-друку (42) і виконаний з можливістю наносити множину накладених один на одний шарів Ї будівельного матеріалу, яка відрізняється тим, що елемент з'єднання (4) виконаний у вигляді складової платформи (28), яка містить направляючий елемент (39) для екструдера (3) чи для декількох екструдерів (3), ії складова платформа (28) у своїй верхній частині (29) приєднана до ланки (27) маніпулятора руху (5) з можливістю обертання складової платформи (28) в горизонтальній площині навколо власної осі 22, при цьому механізм друку (1) у вигляді одного чи декількох екструдерів (3) та механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами (2) встановлені на складовій платформі (28) з можливістю їх руху разом зі складовою платформою (28) відносно об'єкта друку (41), при цьому екструдер (3) чи кожен з екструдерів (3) містить двигун (35) для незалежного горизонтального руху кожного з екструдерів (3) по направляючому елементу (39) вздовж горизонтальної осі Х складової платформи (28), і екструдер (3) чи кожен з екструдерів (3) з двигунами (35) встановлений у складовій платформі (28) з можливістю горизонтального руху завдяки направляючому елементу (39) у різні сторони вздовж складової платформи (28), крім того екструдер (3) чи кожен з екструдерів (3) містить окремий двигун нахилу (36) відносно власної вертикальної осі 71 на кут « від 0" до 90" з можливістю нахилу кожного з екструдерів (3) в різні сторони відносно власної вертикальної осі 71 на кут а від 0" до 907 як в статичному стані на направляючому елементі (39), так і під час руху екструдера (3) чи кожного з екструдерів (3) в різні сторони по направляючому елементу (39) вздовж горизонтальної осі Х складової платформи (28), при цьому кожен з двигунів нахилу (36) кожного з екструдерів (3) виконаний з можливістю здійснення незалежного нахилу кожного з екструдерів (3) на різні кути а від 0" до 90" в різні сторони відносно власної вертикальної осі 71 кожного з екструдерів (3), крім того механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами (2) додатково містить боковий екструдер (10), при цьому пристрій для вирівнювання поверхні (8) виконаний як пластина для згладжування (11), і усі елементи механізму для згладжування та обробки поверхонь рідинами (2): боковий екструдер (10), пластина для згладжування (11) та розпилювач рідини (9), встановлені та прикріплені до складової платформи (28) за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування (34), який виконаний з можливістю вільного руху одночасно з складовою платформою (28) та з екструдером (3) чи з екструдерами (3) таким бо чином, що поздовжня вісь Р бокового екструдера (10) розташована під кутом В від 0" до 1807 відносно поверхні об'єкта друку (41) з можливістю зміни цього кута В в процесі роботи системи робочих органів, при цьому боковий екструдер (10) під'єднаний до системи доставляння матеріалів для ЗО-друку (42) і виконаний з можливістю нанесення додаткових шарів Є матеріалу для 3ЗО-друку на поверхні щонайменше двох попередньо надрукованих екструдером (3) чи декількома екструдерами (3) шарів Г, крім того пластина для згладжування (11) встановлена з можливістю згладжування додаткових шарів 2 матеріалу для ЗО-друку по ходу руху та друку бокового екструдера (10).

2. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за п. 1, яка відрізняється тим, що механізм друку (1) містить від двох до шести екструдерів (3), до яких під'єднані від двох до шести трубопроводів (24) відповідно, і екструдери (3) встановлені на складовій платформі (28) з можливістю наносити множину накладених один на одний шарів Ї одного будівельного матеріалу чи одночасно декількох різних будівельних матеріалів для ЗО-друку.

3. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за будь-яким з пп. 1 або 2, яка відрізняється тим, що складова платформа (28) виконана у вигляді горизонтально розташованого П-подібного профілю, де верхня частина (29) складової платформи (28) є закритою, а нижня частина (30) складової платформи (28) є відкритою, при цьому площини П-подібного профілю утворюють внутрішню порожнину (33) складової платформи (28), в якій встановлений направляючий елемент у вигляді горизонтальної направляючої планки (39) для одного двигуна (35) горизонтального руху одного екструдера (3) чи для двигунів (35) горизонтального руху екструдерів (3).

4. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за будь-яким з пп. 1 або 2, яка відрізняється тим, що складова платформа (28) виконана у вигляді горизонтально розташованого П-подібного профілю, де верхня частина (29) та нижня частина (30) складової платформи (28) є відкритими, а площини П-подібного профілю утворюють внутрішню порожнину (33) складової платформи (28), в якій встановлений направляючий елемент у вигляді горизонтальної направляючої планки (39) для одного двигуна (35) горизонтального руху одного екструдера (3) чи для двигунів (35) горизонтального руху екструдерів (3). Зо

5. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами (2) додатково містить один чи декілька додаткових розпилювачів рідини (40), кожен з яких виконаний з можливістю розпилювання однакових чи різноманітних рідин, і кожен з яких прикріплений до складової платформи (28) за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування (34), який виконаний з можливістю вільного руху у різних площинах.

6. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що додатково містить пристрій для армування (13) об'єкта друку (41).

7. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за п. 6, яка відрізняється тим, що пристрій для армування (13) виконаний як порожнистий корпус (15) з звуженою нижньою частиною і утворений стінками (19, 20, 21, 22), де стінка (19) виконана прямою, а стінка (20) утворена з частин А, В, С, де частини А та С розташовані вертикально і поєднані між собою частиною В, яка розташована нахиленою під кутом відносно стінок А та С, а частини А та В встановлені під кутом 907-170" одна до одної, при цьому всередині порожнистого корпусу (15) встановлені рухомий штовхач (16), касета (17) зі скобами (14) та відокремлювач (18), і рухомий штовхач (16) виконаний з можливістю вертикального руху вздовж стінки (19), крім того касета (17) встановлена вздовж частини А стінки (20) та упирається у відокремлювач (18).

8. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за будь-яким з пп. 1-7, яка відрізняється тим, що на вихідному соплі (31) одного екструдера (3) чи на кожному з вихідних сопел (31) кожного з декількох екструдерів (3) встановлений електронагрівальний елемент (32), який має таку саму форму, як і форма внутрішніх стінок вихідного сопла (31) відповідного екструдера (3).

9. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь, яка містить механізм друку (1), механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами (2), який містить пристрій для згладжування поверхні (8) і розпилювач рідин (9), та елемент з'єднання (4) механізму друку (1) з маніпулятором руху (5) системи робочих органів для ЗО-друку, згладжування та обробки поверхонь, і елемент бо з'єднання (4) приєднаний до ланки (27) маніпулятора руху (5), при цьому механізм друку (1)

виконаний у вигляді щонайменше одного екструдера (3), і один чи декілька таких екструдерів (3) встановлені на елементі з'єднання (4) з можливістю руху відносно об'єкта друку (41), і також один чи кожен з декількох екструдерів (3) під'єднаний до системи доставляння будівельних матеріалів для ЗО-друку (42) і виконаний з можливістю наносити множину накладених один на одний шарів Ї будівельного матеріалу, яка відрізняється тим, що елемент з'єднання (4) виконаний у вигляді складової платформи (28), яка містить направляючий елемент (39) для екструдера (3) чи для декількох екструдерів (3), і складова платформа (28) у своїй верхній частині (29) приєднана до ланки (27) маніпулятора руху (5) з можливістю обертання складової платформи (28) в горизонтальній площині навколо власної осі 22, при цьому механізм друку (1) у вигляді одного чи декількох екструдерів (3) та механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами (2) встановлені на складовій платформі (28) з можливістю їх руху разом зі складовою платформою (28) відносно об'єкта друку (41), при цьому екструдер (3) чи кожен з екструдерів (3) містить двигун (35) для незалежного горизонтального руху кожного з екструдерів (3) по направляючому елементу (39) вздовж горизонтальної осі Х складової платформи (28), і екструдер (3) чи кожен з екструдерів (3) з двигунами (35) встановлений у складовій платформі (28) з можливістю горизонтального руху завдяки направляючому елементу (39) у різні сторони вздовж складової платформи (28), крім того екструдер (3) чи кожен з екструдерів (3) містить окремий двигун нахилу (36) відносно власної вертикальної осі 71 на кут « від 0" до 90" з можливістю нахилу кожного з екструдерів (3) в різні сторони відносно власної вертикальної осі 71 на кут а від 0" до 90" як в статичному стані на направляючому елементі (39), так і під час руху екструдера (3) чи кожного з екструдерів (3) в різні сторони по направляючому елементу (39) вздовж горизонтальної осі Х складової платформи (28), при цьому кожен з двигунів нахилу (36) кожного з екструдерів (3) виконаний з можливістю здійснення незалежного нахилу кожного з екструдерів (3) на різні кути а від 0" до 90" в різні сторони відносно власної вертикальної осі 21 кожного з екструдерів (3), крім того механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами (2) виконаний у вигляді шліфувального елемента (12) з двигуном (37), і усі елементи механізму для згладжування та обробки поверхонь рідинами (2): шліфувальний елемент (12) та розпилювач рідини (9), встановлені та прикріплені до складової платформи (28) за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування (34), який виконаний з можливістю вільного Зо руху одночасно з складовою платформою (28) та з екструдером (3) чи з екструдерами (3) у різних площинах таким чином, що шліфувальний елемент (12) та його робоча поверхня (38) розташовані з можливістю зміни кута у нахилу шліфувального елемента (12) та його робочої поверхні (38) відносно поверхні об'єкта друку (41) під час роботи системи робочих органів.

10. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за п. 9, яка відрізняється тим, що механізм друку (1) містить від двох до шести екструдерів (3), до яких під'єднані від двох до шести трубопроводів (24) відповідно, і екструдери (3) встановлені на складовій платформі (28) з можливістю наносити множину накладених один на одний шарів Ї одного будівельного матеріалу чи одночасно декількох різних будівельних матеріалів для ЗО-друку.

11. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за будь-яким з пп. 9 або 10, яка відрізняється тим, що складова платформа (28) виконана у вигляді горизонтально розташованого П-подібного профілю, де верхня частина (29) складової платформи (28) є закритою, а нижня частина (30) складової платформи (28) є відкритою, при цьому площини П-подібного профілю утворюють внутрішню порожнину (33) складової платформи (28), в якій встановлений направляючий елемент у вигляді горизонтальної направляючої планки (39) для одного двигуна (35) горизонтального руху одного екструдера (3) чи для двигунів (35) горизонтального руху екструдерів (3).

12. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за будь-яким з пп. 9 або 10, яка відрізняється тим, що складова платформа (28) виконана у вигляді горизонтально розташованого П-подібного профілю, де верхня частина (29) та нижня частина (30) складової платформи (28) є відкритими, а площини П-подібного профілю утворюють внутрішню порожнину (33) складової платформи (28), в якій встановлений направляючий елемент у вигляді горизонтальної направляючої планки (39) для одного двигуна (35) горизонтального руху одного екструдера (3) чи для двигунів (35) горизонтального руху екструдерів (3).

13. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за будь-яким з пп. 9-12, яка відрізняється тим, що механізм для згладжування та обробки поверхонь рідинами (2) додатково містить один чи декілька додаткових розпилювачів рідини (40), кожен з яких виконаний з можливістю розпилювання бо однакових чи різноманітних рідин, і кожен з яких прикріплений до складової платформи (28) за допомогою рухомого маніпулятора механізму для згладжування (34), який виконаний з можливістю вільного руху у різних площинах.

14. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за будь-яким з пп. 9-13, яка відрізняється тим, що додатково містить пристрій для армування (13) об'єкта друку (41).

15. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за п. 14, яка відрізняється тим, що пристрій для армування (13) виконаний як порожнистий корпус (15) з звуженою нижньою частиною і утворений стінками (19, 20, 21, 22), де стінка (19) виконана прямою, а стінка (20) утворена з частин А, В, С, де частини А та С розташовані вертикально і поєднані між собою частиною В, яка розташована нахиленою під кутом відносно стінок А та С, а частини А та В встановлені під кутом 907-170" одна до одної, при цьому всередині порожнистого корпусу (15) встановлені рухомий штовхач (16), касета (17) зі скобами (14) та відокремлювач (18), і рухомий штовхач (16) виконаний з можливістю вертикального руху вздовж стінки (19), крім того касета (17) встановлена вздовж частини А стінки (20) та упирається у відокремлювач (18).

16. Система робочих органів для ЗО-друку елементів будівель та споруд та для згладжування і обробки рідинами їх поверхонь за будь-яким з пп. 9-15, яка відрізняється тим, що на вихідному соплі (31) одного екструдера (3) чи на кожному з вихідних сопел (31) кожного з декількох екструдерів (3) встановлений електронагрівальний елемент (32), який має таку саму форму, як і форма внутрішніх стінок вихідного сопла (31) відповідного екструдера (3). а ; х ей Її ЯХ ри У, ї М жу с ЕЕ шу ОТ Я З Ко. і Кн 38 зв І пн і ; и ВВ " ! і в Ак й й і и й я хі У 00 обер інн ЕТ Ко пн ні НК ЗК феттутодеюдттянстьтни се 1 А яю Б В. пи фея зд Я. тя Мо і іберижн ЗВА) ЕВ х яю 7 ллмнсесо я і" що де мВ з і ї пл ши ля с НК, ї Ї ї ет й Бе які Її. Ка . о т пани 2 СКМ ит и и М Е Рея сукні Ех. у с роя МК (Я ЖК й Є і Ї у ЕЕ Гори й і: ли | Кк у, "т ОО я У -- и й а й Кк д п а и кун 4, онко кни - п нин, тя т Пи си и як ж, я тил сно я о х - п й й, і к й" г ШЕ ПК х, Ки кб ж и Кошнннннн РИ ик й з

Фіг. 1 й 24 за і У Е , і х ат, я я за се Н 3 их ї й я Кі за Її Ї : - т -й рах ВН нн і я я ; ко У 1 Мир ще і ІС : ке че ек, я НУ я го З - 5 СО зей и ї СК и й й її ТЕ Я Ї ї Е | Де ц У, ди юні :З нн ік зві І ЩІ Шшух Ко х Енея «єму Бен ОЦК ооо дин Тоня КО ії я т, ; | ї - о я с ех І за в х за от З ни нют ДЖ мс) Я р оо на ооо Як вки у Ед кб х в и в 7 шу я - р Я 00000одлененнет юн ВК че НК ис ни омлет отр пет нео дике я нею ит хх -37ї8а зно вен нених ше жиє ков сна й дет ден лок Ор вс сіни лет щей шкі ши 7 Я з пня тання МЕ я Декитіжкоюсоютьоя нки и яти ет тт В ЗД пт "Баднпнлланіватсос в з пе й . Я і ен як нн днини фо т я не ок т дк шк дк й ЗВ фета нньмттоої а сн де ай дн я ай най Май Я ї ДЕ яи житя т

Фіг. 2 бошн-т не х - У і шої ХО одн нт 2 хи | є 29 ЩО 39 | 28(4) ; ! І її т " І М й / в І МТ я сон нн г. з Сни пев зчехв, Я Же їн пенні кет ; СО й і і : ві ше 18 1118) в

Фіг. З

Б Си да й | сх є й Її / Ши дет К-Я Птн, ; у Ко ; и В я Олену ие г З и Ж 83 ш- ща ! Кг зв ее 29 в ше у ОД ОВ ум, КІ х х Ж У в , х ших ху тя х, макс 00онЕЯЕ сені же що - пек оди х ик я ке К, джен , дян ч є еле денне ни 1 з а х й їх А зр МК Оу, От ень Х Жак ща 7 У Ух ще Й Ренат іх їх і а у За 7 з Х ПО я У м 17 ся х З м тре 0 рес в КМ ; -К У З Те ше Х ще ж Я м М Кс а Ки Кана Мн я КО и ши хх

Фіг. 4

Ще КВ» ще дея ВЧ о длячтветтннья т а за ЕЙ Зк о тв ж ої хухж Я я ж т «У З є СТ ха ЖЕ ши І 27 з нний 2 де; нич: 4 ща і МЕ ої і ке в І. я з, «ій ТІ «еДЯ а з КЕ х ро. 4 і реф сн о тн й » о ВН На и Кн З я соте дей Кос . ще -х ОДН : 2 ї аллйнкжіхь Моя й ' Не Би ! ! Са ! ВК в Я Я Я М І ок і в ЕК ее Що й с ! : ї В з М о и с АВ яю Рене З : ї В в: КК де ке 5 С» и; ; К шен КО ее о вк я й 0 ТБ ш-е Нори» ; Ко Ко Ж 3 дна оте 1: же ор 2 в ен в ЕВ В 5 св пе : со КМ Заденоенний : ков ков КВ са ж т М схе ВЕН « я и и в и Код поли В бо ро 7 -е --. І ваосниннной - о о вк пси В Я доня дн М Я с мае ній Еш Я Кт оди х т в и ОО У ва КИ ке ОК ща - 7 Клнкек ес ка 72, войннви - я з І

Фіг.

24 рот я г їх Я ТУ ! х і о р ши дення Кн і са Я і Н : - ЩІ і і "М че) її Ка о, Я Ко х є зх -й жа ска кі хе сля в С х х їх патентний Ї Я ,, Кк Ре я С й нт нон за ЖК ЩА ння КК щі я нн св сних зи о- ВО те лоютюнннттттуттнттнтрттнтнттнттнтн я КО куди в явні пет я ; й За Бе с ра Ж Ганни - я я ВИ: : 2 Я май кож Б Гоа Те о й и Ї і ще ях її щі за І ЗЕ і а че І і єкт 1: з - щи ре КО : оз - У Кт; т. дн М нак ЗК донних й е т», : Ко хі у ке М її й р я Б -- ; ДЕ : ! ни й о» - З ї пеереове ке ппттнннннннннннянн, Ії За М і ! 3 тд Бен 1 й щ- пен Же 0 ЕН ши Хот т 1 кт Ка же КВ Коен вн екю ть, ЧИ ЕН і Вк о с щ ро бриття ї А о Яр нн ПИ 3 Мора Я і ке Я міоми о вВК, 1 3 Ше - - М тоже і й пк кхююююккнння За щ М на рати ее Чі реа на о КОН З шк А МДЕ с СО они дней ху : т фену сосну а - 1 -ї я пенні і да де птн ннннтннсня : : сл і пк Врнннннннтреєннссння : Ще ше п. в зшишиш ск й ї т пит ит г їн петлях у ї ск Ер от т Кф М Б і : 2 я ! ші : Н т л--Х 7 оптпттеттсто - ! - сен Її С Е і и і ; г похееефеннююююнннннннннннннннннннн ння В огофечююю нн рай я птн нти фрннтннннк Ж Кі ДИ : Се А Й ! Її г помннннн Док В Т пункт й пкт нн у -- Е ШК Її Ї спірних й 7 шин їх «пад Ін і Ї і АК о ї і нн ши ї 1 і он ї песен У ! тент рних і її : ппплдняянннн і і і ; хі

Фіг. 5

МдллллуутААТАНН М КК пд га снів З Бо ї і нет й ке ї ссжкжжж К у а ' я 2 В З ДЯ КЕ ча К с І пі, нин Яка о НЕК нм й аа пон о я кр фото ососюовоосолололанттннн В кккдажжкнкнктттт нка Ки В Кф ллллллн ну пенні ее ооовоавк хі Мер ех і пост рено поря Ії - 4 д КЕ ре неооеевоветний рен Х ЯНВ фр БО ОК Ея оси їн нЕ ни Ве ші Ії а ! ; Б лпсттт ето нанавааллаляпптппоотеегггсстсттттттн ві. -і в Фіг 7

ШТ кю паяння ї ї кла : у ї м же В ї ше : щ- з ме ї Хе Е вмій їх дет ї де ї ще ї ой ї х Н Ї ї Ї ї г ї г ї г ї г ї г ї г ї г ї г ї г ї г ї г 1 г З г З г ї г ї . -- ї я 5. те ет 7 св ше их 1 13 ї СД сееєєютттткить н х вк у джжетит ви : Ек 1 3 ї : я ЗК ся

15. 11: : : Те Мк ший жа 1 13 і ї 1 З пен 11 Ві Н ЕЕ НІ 11 : хе НЯ. Я Ек хх ї ї г «ЕЕ її хх ї ї т ї її їх ї ї т ІЗ її їх ї ї 11 ІЗ . 1 їх ї ї 5 31 ІЗ ї її ї Е 3 ЗгЕ х х Х ха хх ї ї ї З є п ї ан с ї ї ТЕ 5 дент КЗ ї а С. ї з в інно: 331 У ї ї- МЕ ї ть з ше ї Е З о: ї ЧТ г у Я х ї 1557 Е ї ї Улас ї Х 1:51 5 Й Ї : я знттвння ХЕ ТЕ І КЗ ї х х х 1537 КЕ Кз ї КУ ї х зх х щ Кт ї х х ї х 31 5 Ше м Її Те ї ТІЇ Моя ї 7 ЕІ для сту Ії 11 ФК сне ІЗ ЗТ «бойки, її сени хх ї птн хї за ТР 1 ї --- : шення т ї ох хї г шини 11 ї а кі ТЕ З " і Ір ї х ЗЕ І їх ре: ї е ТЕ | Її НІЖ ї ж ТЕ І ї р Кох ТЕЗ З ї р ЇХ ше ї ї й |. рі: їх я НН | Я ІН Хо , А К г. ЕЕ уми Км днк сви 1 х | БЕ ЩЕ пеки З г зако ТБ Боксда ше . ЦЕ г т х стен 1 т : х х їх І Я З - ї див зр їх днях 3 пр Ех ТЕ нт 155 ре Е ТЕ ке 15 че Е гр ях 3 їй Е КЕ ни 1 Др-ненняя ї ье х 1 х у сеї 1К Б ння В дян ї х ше ТЕ : Еренту яки 1: 7 ї Е З й Щек т: Є як пр т ї е КС 1: Ї 1 о те У хх З хни Х

1. дк г. ТК Я хз шк ГУ а ІК ж пиву ші т І Ж отит кчатхюЙ 0 ДТ У тла щи З т У тим усу. З геттуукітт т спнее : г Ж ся : ЗЕ ї 5 3 Кофти ее нти поллаяк х п НН ї пов дна кждисттт ; к ї 3 ке й х дичні . Хор г; їм 8 . х . х ї : М

Фіг. 8