Строительная 3D печать экспериментальная установка — ZetSila

Строительная 3D печать экспериментальная установка - ZetSila 3d печать
3d принтер головка для

Строительная 3D печать экспериментальная установка

Строительная 3D печать : экспериментальная установка строительства бетоном

Технология строительная 3D печать В настоящее время бетон еще не доступен. печать свежий бетон с крупным заполнителем. Однако. строительное оборудование 3D печати уже разработаны технологии для оптимизации бетонных материалов. Ниже описаны устройства такого типа, строительную 3D печать товарный бетон. Затем подробно описывается процесс строительства 3D печатью включая оборудование, базовое программное обеспечение, подготовку бетона, процесс печати и тестирование полученной конструкции. Этот материал станет ценным опытом для будущих строительных проектов.

  • 1 Оборудование и требования к принтеру строительные материалы
    • 1. 1 Конструкция принтера строительной 3D печати
    • 1. 2 Двухкомпонентная печатающая головка — принцип работы
    • 1.3 Важные аспекты строительной 3D печати
    • 1.4 Строительная 3D печать — 1. 3. 4 Специфические испытания характеристик
    • 1. 5 Порядок работы с программным обеспечением
    • 1.6 Строительная 3D печать — 1. 6 Экструзия и обрабатываемость
    • 1. 7 Оптимизация диапазона обрабатываемости бетонных составов

    Принтерное оборудование и необходимые строительные материалы

    На коммерческом рынке представлено несколько типов 3D-принтеров. — Механизм. строительного Предполагаемое использование материала:.

    • Полипропиленовый фибробетон,.
    • Нейлоновый фибробетон,.
    • Гелевый порошок,
    • Гипс и т.д.

    Однако от массового производства до практического применения. строительной 3D печати Если эта новость попадет в печать, то предстоит еще много технических исследований. строительные Материал. Поэтому, строительного 3D-принтеров, способных работать напрямую. печать В частности, существует острая необходимость в

    Строительная 3D печать и концепция аппаратного оснащения

    Конструкция строительного Принтер, изображенный на рисунке выше, представляет собой концепцию колонной машины. Для реализации. строительной 3D печати используется четырехколонная рама. Как видно из приведенного изображения, механизм разделен на несколько структурных частей.

    • Орбита оси X,
    • Орбита оси Y,
    • Орбита оси Z,
    • Печатающая головка,
    • Высшая система стабилизации,
    • Бетононасосы.

    Гусеницы осей X и Y управляют горизонтальным перемещением строительной Горизонтальная система осей X и Y обеспечивает вертикальную подъемную силу, создаваемую гусеницами оси Z, тем самым удовлетворяя движение печатающей головки. строительной Расстояние между осями X, Y и Z печатающей головки.

    Устройство строительной трёхмерной печати Колонный принтер имеет ширину по оси X примерно 20 метров, а высоту по оси Z — 20 метров. Что может делать принтер для сборки, печать Здания шириной и высотой не более 18 метров; длина оси Y может быть бесконечно увеличена за счет увеличения количества колонн по оси Z.

    Строительная 3D печать - система принтера в аксонометрии

    Таким образом, строительный 3D-принтеры для колонн под печать Бетон считается простым в установке Устройство способно создавать бетонные конструкции высотой до шести этажей. Кроме того, строительная Печатающая головка и рука бетононасоса двигаются независимо друг от друга.

    Каждый механизм оснащен датчиком положения, который определяет относительное положение головки и рычага. Для непрерывной подачи бетонной смеси на строительную Рычаг бетононасоса самостоятельно выполняет укладку и подачу бетонной смеси к печатающей головке.

    Разработка принтера строительной 3D печати

    Конструкции машин колонного типа обеспечивают платформу для печати на 3D-принтерах, используя классический состав материала товарного бетона.

    • Песок,
    • Крупный заполнитель,
    • Цемент,
    • вода.

    Однако наличие крупных зерен и крупного заполнителя в составе свежего бетона считается серьезной проблемой при разработке оборудования. строительной 3D печати Основными причинами этого являются трудности в разработке строительной печатающих головок, способных обрабатывать материалы с крупными заполнителями.

    Строительные системы строительной 3D печати Здесь представлены коммерчески доступные 3D-системы. печати Готовый строительный раствор. Инженерная особенность устройства заключается в том, что оно содержит строительную Двухопорная печатающая головка, которая непрерывно печатает заранее подготовленный раствор, содержащий заполнители диаметром менее 15 мм.

    Строительная 3D печать : структурная схема печатной головки

    На изображении выше показана схема печатающей головки с двойной опорой. печати . Конструкция головки разделена на два загрузочных бункера с пятью рабочими системами

    1. Подача поршня.
    2. Подача бетона.
    3. Контроль производительности.
    4. Смешивание.
    5. Регулировка состава смеси.

    Двухкомпонентная печатающая головка — принцип работы.

    Особенности печатающей головки. строительного В принтере с двумя вспомогательными устройствами загрузочные бункеры A и B работают одновременно.

    В одном из них бетон проталкивается через бункер и подается насосом. строительная печать В другом бункере начинает работать автоматический контроль подачи и усадки. Это позволяет непрерывно строительная 3D печать .

    Система подачи имеет пару поршней. Когда активируется бункер А печати При активации бункера A бетон подается в бункер B, поршень P1 перемещается вниз и открывается заслонка A5. Материал в бункере A опускается под действием давления поршня P1 и выгружается. на строительную 3D печать .

    Компьютер системы контролирует скорость печати Скорость опускания поршня P1 регулируется для заливки бетона. Как только поршень P2 поднимается, заслонка B5 закрывается, и система открывается для подачи строительного материала в бункер B.

    Важные аспекты строительной 3D печати

    Известно, что в процессе транспортировки и подачи происходят неопределенные изменения некоторых рабочих характеристик. Поэтому проверка и регулировка характеристик загрузочного бункера является важным фактором. строительной 3D печати бетоном.

    Система смешивания компонентов раствора оснащена сервомоторами, автоматика которых обеспечивает контроль крутящего момента. Спиральные лопасти бункеров A и B приводятся в движение сервомоторами. Вращение спиральных лопастей возвращает серводвигателю значение крутящего момента.

    После многократных испытаний зависимость между крутящим моментом и быстрой усадкой для диаметра спирального ножа 50 мм, шага 25 мм и хода шнека 120 мм показана на диаграмме ниже.

    График соотношения усадки бетона и момента.

    Просадка бетона в загрузочном бункере составляет 120 — 130 мм. Эффект в данном случае печати считается оптимальным. Это означает, что оптимальный крутящий момент серводвигателя печати 1,25 — 1,75 Нм. Если крутящий момент двигателя не укладывается в этот диапазон, активируется система регулировки производства бетона.

    Момент схватывания бетона регулируется путем добавления

    • Воды,
    • суперфлотатора,
    • других добавок.

    В то же время система обнаружения передает данные о крутящем моменте каждую секунду. Когда крутящий момент достигает значения от 1,25 до 1,75 Нм, система управления приготовлением бетона останавливается и начинается испытание характеристик бетона. печать .

    Строительная 3D печать — 1. 3. 4 Специфические испытания характеристик

    Важное замечание: система, описанная здесь строительной 3D печати Система оснащена динамометрическим винтом, предназначенным для испытания эксплуатационных характеристик свежего бетона.

    Поэтому диаметр крупного заполнителя в бетоне не должен превышать 15 мм. Поэтому в верхней части системы подачи бетона используется V-образное вибросито с диаметром пор 15 мм для отсеивания крупного заполнителя большего диаметра.

    Кроме того, если бетон в печатающей головке постоянно вибрирует во время процесса. печати Механические ошибки в системе, вызванные вибрацией, абсолютно недопустимы.

    Однако, как правило, без какой-либо обработки трудно обеспечить требования к прочности печатного бетона. Системы сжатия строительной 3D-печать помогает увеличить плотность бетона под давлением, что, в свою очередь, обеспечивает прочность, соответствующую требованиям.

    Процесс запуска программного комплекса

    На следующей дополнительной схеме процесс запуска программного обеспечения рассматриваемого 3D-принтера показан как изображение «A)», а система сервопривода с обратной связью, адаптированная для программного управления, показана как изображение «B)».

    Строительная 3D печать : схема работы обратной связи

    Особенности данной программной системы заключаются в следующем

    1. Обратная связь в реальном времени с информацией о координатах устраняет эффект срабатывания, вызванный частыми запусками и остановками высокоскоростного двигателя, и помогает всей системе работать правильно.
    2. Данные обратной связи отображают такие параметры, как нагрузка на двигатель, температура двигателя и скорость. печати . Как только двигатель перегружается, температура двигателя повышается и возникает фактор короткого замыкания. печать Система немедленно останавливается. В целях безопасности питание отключается.
    3. Параметры работы строительной Трехмерная печать регулируется вручную, включая максимальную рабочую скорость, ускорение и скорость печатающей головки. Максимальная скорость системы находится в пределах 0,5 м/с, а оптимальный диапазон ускорения — 0,05-0,2 м/с.

    Наконец, метод оснащен функцией сохранения остановки. В случае непредвиденной ситуации, например, отключения питания, система сервисной индустрии немедленно сохраняет текущие координаты.

    Интерфейс контроля 3D принтера печати строительным бетоном

    В результате она может впоследствии строительная печать продолжить работу на инженерной остановке. Возможные интерфейсы панели управления манипулятором показаны выше.

    Строительная 3D печать — 1. 6 Экструзия и обрабатываемость

    Наиболее важными свойствами свежеотпечатанного бетона являются удобоукладываемость и обработка. Под роскошью понимается возможность подачи свежего бетона через воронку и насосную систему непосредственно к форсунке.

    При этом бетон должен извлекаться в виде непрерывной нити. Эта процедура зависит в первую очередь от времени созревания строительных материалов. Уже нанесенный слой бетона печатью Бетонный слой должен быть сформирован таким образом, чтобы минимизировать деформацию под весом следующего слоя бетона.

    Кроме того, нижний слой бетона должен быть соединен с верхним слоем для создания монолитного элемента. Поэтому, печать Готовый раствор требует монтажной способности, которая заключается в возможности печатать определенное количество слоев (уровней высоты). Производительность сборки также зависит от времени выдержки и пропорций бетонной смеси.

    Оптимизация обрабатываемости бетонной смеси

    В данном примере производства 3D-принтер использовался для оптимизации обрабатываемости экструдируемого бетона. Известно, что лишнее отстаивание негативно сказывается на деформации бетона после экструзии. Очень низкий уровень осаждения может вызвать постоянный поток бетона.

    Этот поток влияет на способность бетона к сборке и на его свойства в затвердевшем состоянии. Таким образом, после ряда испытаний строительного 3D-принтеры указали, что в данном случае наиболее подходящим будет состав с усадкой 110 мм.

    После нескольких испытаний пропорции компонентов бетона для строительной 3D печати были оптимизированы в соответствии со следующей таблицей: для бетона использовался цемент PO 42,5. В качестве тонкого инертного материала использовался песок с коэффициентом крупности 2,8, в качестве крупного заполнителя — гранулы размером 5-15 мм, а в качестве золы — летучая зола.

    Таблица: пропорции компонентов под строительную 3D печать Бетон

    Расчетная прочностьЦементПесокДополнительные данныеВодаДополнительно
    с20.13. 203. 620. 660. 024
    — 2512. 983. 400. 600. 032

    Количество ускорителя составляло примерно 3-5% от общего количества цемента в бетоне. Напечатанный бетон стабилизировался на начальной стадии примерно за 5-10 минут. Созданы оптимизированные материалы. для строительной 3D печати Обеспечивается полностью непрерывный процесс.

    Таблица: сравнение испытаний прочности бетона в горе

    Эссе.Прочность бетона, МПАРазмеры, ммСопротивление горю, МПАОтклонение от нормы, МПА
    Печать20150x150x15019. 10. 25
    Обычный.20150x150x15023. 80. 16
    Печать25150x150x15024. 10. 30
    Обычный.25150x150x15028. 80. 17

    Заключительный штрих

    Благодаря вышеперечисленным технологиям, оборудованию и материалам. для строительной 3D печати Внедрение новой методологии строительства из товарного готового бетона происходит прямо из ворот. Это подтвердили китайские производители, у которых строительный 3D-принтер проверенных планов был успешно использован в практике строительства действующей подстанции. В результате в короткие сроки удалось возвести основание здания длиной 12,1 метра, шириной 4,6 метра и общей высотой 4,6 метра. Подземная часть сооружения заглублена на 0,5 метра ниже уровня земли, а высота остальной внешней части составляет 4,1 метра.

    По материалам: Tongji

    Краткое обновление.

    Z-sila — интересное материальное издание для общества. Новости о технологиях, исследованиях и экспериментах мирового масштаба. Социальное многоцелевое информационное — СМИ.

Оцените статью