Строительный 3D плоттер

Полезная модель относится к строительной технике, а именно к изготовлению методом 3D--печати фасадов стеновых панелей различного рода зданий и сооружений. В частности, 3D-плоттер предназначен для нанесения рисунка на опалубочную платформу при производстве стеновых панелей или иных ж/б изделий, формуемых заливкой в опалубку.
Известен строительный 3D-принтер, содержащий установленную на металлических опорных стойках прямоугольную металлическую раму, образованную металлическими балками, на которой на направляющих установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в продольном и поперечном направлении печатающая головка, закрепленная на вертикальных стойках с возможностью вертикального перемещения, при этом к головке подключены гибкие шланги для подачи в нее жидкого строительного материала (см. патентный документ KR №102016686 В1, кл. В28В 1/00, опубл. 30.08.2019).
Однако данный строительный 3D-принтер имеет сложную конструкцию и требует для его установки выполнение опорного фундамента.
Наиболее близкий к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является строительный принтер 3D-печати, содержащий установленную на стойках прямоугольную раму, печатающую головку, предназначенную для нанесения смеси на область печати, распределительный узел и систему подачи рабочей смеси (см. международную заявку WO2020252624, кл. E05D 15/10, опубл.24.12.2020).
Однако данный строительный 3D-принтер имеет сложную конструкцию и предназначен для строительства сооружений различного назначения методом печати на 3D-принтере, что не позволяет устанавливать его на опалубку для формирования стеновых панелей в качестве опоры.
Технической проблемой, решаемой полезной моделью, является устранение выявленных недостатков известных технических решений.
Технический результат заключается в том, что достигается возможность упростить конструкцию строительного 3D-принтера, что позволяет создать мобильную конструкцию, которая может быть установлена непосредственно на опалубку формируемой стеновой панели.
Указанная техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что строительный 3D-плоттер содержит опорную прямоугольную металлическую раму и печатающую головку, причем металлическая рама образована металлическими балками из прямоугольного в поперечном сечении стального проката для установки на опалубку фасадов стеновых панелей, при этом рама выполнена с вертикальными жестко закрепленными вдоль ее продольных балок боковыми решетчатыми стенками, образованными горизонтальными балками и балками-укосами, боковые решетчатые стенки жестко соединены поперечными металлическими балками, на продольных балках прямоугольной рамы закреплены направляющие рельсы с неподвижно закрепленными на них вдоль каждого рельса зубчатыми рейками и ограничители перемещения, установленные на направляющие рельсы с возможностью возвратно-поступательного перемещения по ним подвижного металлического каркаса, усиленного металлическими косынками, причем на подвижном металлическом каркасе закреплены приводные шаговые электродвигатели, на валу которых установлены зубчатые колеса, взаимодействующие путем зубчатого зацепления с зубчатыми рейками, и, по меньшей мере, одна каретка с закрепленной на ней печатающей головкой 3D-плоттера, состоящей из расходной емкости с установленной в ней мешалкой и экструдера, кроме того, на подвижном металлическом каркасе закреплена силовая часть для приведения в действие шаговых электродвигателей и печатающей головки с программно-аппаратной частью управления работой печатающей головки и шаговыми электродвигателями, причем печатающая головка установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль подвижного металлического каркаса по закрепленным на ней направляющим рельсам и перемещения по высоте, а на прямоугольной раме закреплены механизмы запуска, остановки, в том числе аварийной остановки работы, а также запоминающего устройства с программным обеспечением и сенсорной панелью управления печатью.
Выполнение строительного 3D-плоттера, как описано выше, позволяет создать конструктивно простую конструкцию, по существу состоящую из опорной металлической рамы и подвижного металлического каркаса, которые обеспечивают закрепления на них практически всех необходимых для работы элементов строительного плоттера, в частности печатающей головки, установленной с возможностью перемещения во всех направлениях, и оборудования для управления работой строительного плоттера, причем все элементы конструкции собраны на заводе-изготовителе, что позволяет быстро устанавливать строительный плоттер в месте его использования с опорой на опалубку формируемой строительной панели.
На фиг. 1 представлено фото общего вида строительного 3D-плоттера.
На фиг. 2 представлен фрагмент строительного 3D-плоттера в месте расположения подвижного металлического каркаса.
На фиг. 3 представлен фрагмент строительного 3D-плоттера в месте расположения подвижного металлического каркаса со стороны его установки на направляющем рельсе.
На фиг. 4 представлено фото каретки с закрепленной на ней печатающей головкой 3D-плоттера.
На фиг. 5 представлено фото сенсорной панели аппаратной части для управления печатью строительного 3D-плоттера.
Строительный 3D-плоттер содержит опорную прямоугольную металлическую раму 1 и печатающую головку 2.
Металлическая прямоугольная рама 1 образована металлическими балками из прямоугольного в поперечном сечении стального проката для установки на опалубку фасадов стеновых панелей (не показано на чертежах).
Рама 1 выполнена с вертикальными жестко закрепленными вдоль ее продольных балок 3 боковыми решетчатыми стенками 4, образованными горизонтальными балками 5 и балками-укосами 6. Боковые решетчатые стенки 4 жестко соединены поперечными металлическими балками 7. На продольных балках 3 прямоугольной рамы 1 закреплены направляющие рельсы 8 с неподвижно закрепленными на них вдоль каждого рельса 8 зубчатыми рейками 9 и ограничители перемещения 10, установленные на направляющие рельсы 8 с возможностью возвратно-поступательного перемещения по ним подвижного металлического каркаса 11, усиленного металлическими косынками 12.
На подвижном металлическом каркасе 11 закреплены приводные шаговые электродвигатели 13, на валу которых установлены зубчатые колеса (не показано на чертежах), взаимодействующие путем зубчатого зацепления с зубчатыми рейками 9, и, по меньшей мере, одна каретка 14 с закрепленной на ней печатающей головкой 2 плоттера, состоящей из расходной емкости 15 с установленной в ней мешалкой 16 и экструдера 17.
Кроме того, на подвижном металлическом каркасе 11 закреплена силовая часть 18 для приведения в действие шаговых электродвигателей 13 и печатающей головки 2 с программно-аппаратной частью управления работой печатающей головки и шаговыми электродвигателями.
печатающая головка установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль подвижного металлического каркаса 11 по закрепленным на ней направляющим рельсам и перемещения по высоте, а на прямоугольной раме закреплены механизмы (не показаны на чертежах) запуска, остановки, в том числе аварийной остановки работы, а также запоминающего устройства с программным обеспечением и сенсорной панелью 20 управления печатью.
В процессе использования плоттера для создания рельефного фасада стеновой панели печатающую смесь подают на расположенную под плоттером горизонтальную поверхность опалубки, которая используется при производстве стеновых панелей или иных ж/б изделий, формуемых заливкой в опалубку. В качестве печатающей смеси может быть использована печатающая водорастворимая смесь (далее - паста), причем в зависимости от поставленной задачи она может обладать ингибирующей или вытесняющей способностью, или процентной комбинацией этих свойств. Помимо текстуры рисунка могут быть напечатаны границы панелей и проемов для удобства последующего монтажа магнитных бортов опалубки.
Подготовленную разогретую печатающую смесь (паста) загружают в расходную емкость 15 печатающей головки 2 плоттера, после чего при непрерывном подогреве и перемешивании мешалкой 16 она наносится на горизонтальную поверхность опалубки посредством экструдера 17 печатающей головки 2. После этого по разметке устанавливаются борта, и в полученную опалубку заливается бетон.
При изготовлении ж/б изделий, имеющих комбинированный фасад, состоящий из бетонных поверхностей различных цветов и/или поверхностей, имеющих открытый камень и полированную поверхность, в расходную емкость 15 загружается водонерастворимая паста необходимого цвета, которая формирует границы необходимого участка формируемого рельефа стеновой панели.
Таким образом, предлагаемый плоттер позволяет создавать практически любые рисунки для нанесения на опалубочную горизонтальную поверхность при производстве стеновых панелей или иных ж/б изделий, формуемых заливкой в опалубку.