ФОРМУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДДИТИВНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ СТЕНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Полезная модель относится к области аддитивных технологий, в частности к возведению зданий и сооружений строительным 3D-принтером.
Известен экструдер строительного 3D-принтера (Патент на полезную модель РФ №185166, МПК E04G 21/04 - опубл. 23.11.2018, бюл. №33), который содержит двигатель привода механизма подачи смеси, печатающую головку и шнек, соединенный с печатающей головкой с помощью привода механизма подачи смеси, на котором установлено устройство формирования поверхности.
Недостатком известного устройства является сложность процесса получения многослойной стеновой конструкции, требующего больших затрат времени.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство укладки бетонной смеси методом аддитивной печати (Патент на полезную модель РФ №191409, МПК В29С 64/209 - опубл. 05.08.2019, бюл. №22), которое содержит контейнер в виде цилиндра для бетонной смеси, в котором установлен поршень с возможностью вертикального перемещения и сопло, прикрепленное к днищу цилиндра, цилиндр установлен с возможностью движения над платформой.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: контейнер для бетонной смеси, сопло, прикрепленное к днищу контейнера.
Недостатком известного устройства является сложность процесса изготовления многослойных стеновых конструкций, состоящих из трех и более слоев различного функционального назначения, так как печатающая головка позволяет работать только с одним типом материала.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является получение многослойной стеновой конструкции, состоящей из трех и более функциональных слоев с помощью строительного 3D-принтера.
Решение задачи обеспечивается за счет того, что формующее устройство для аддитивного изготовления многослойных стеновых конструкций состоит из контейнера для бетонной смеси и сопла, прикрепленного к днищу контейнера. В предложенном решении контейнер разделен на два отсека с выходными прямоугольными отверстиями, один из которых снабжен направляющими наклонными пластинами, а сопло разделено на три канала, по форме и размерам, соответствующих выходным отверстиям из отсеков, при этом во внутренней полости сопла расположены вибровкладыши, равномерно жестко закрепленные на валу, несущем вибровозбудители, размещенные на концах стержня вне полости сопла, причем по двум противоположным сторонам сопла установлены два шибера.
Разделение контейнера на два отсека позволит одновременно использовать две разные смеси для получения трехслойной конструкции. Продвижению материала в определенном направлении способствуют установка наклонных пластин в одном из отсеков и разделение сопла на три канала. Установка вала с вибровозбудителями обеспечивает равномерную подачу бетонной смеси из контейнера через сопло с тремя каналами в полость, ограниченную шиберами. Для того, чтобы изменять направление бетонирования вдоль стеновой конструкции, необходимо изменить положения шиберов.
Таким образом, совокупность отличительных признаков предлагаемого решения обеспечит получение многослойной стеновой конструкции, состоящей из трех и более функциональных слоев.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.
На фиг. 1 показан общий вид без РЗЩ на переднем плане; на фиг. 2 представлен вид сбоку; фиг. 3 - разрез А-А по фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б по фиг. 2.; фиг. 5 - объемная модель.
Формующее устройство для аддитивного изготовления многослойной стеновой конструкции включает контейнер 1 для бетонной смеси, разделенный перегородкой 2 на два отсека 3 и 4. Отсек 3 имеет две наклонные пластины 5 и два независимых выходных прямоугольных отверстия 6 и 7 из контейнера, а отсек 4 - одно прямоугольное выходное отверстие 8. К днищу контейнера прикреплено сопло 9, разделенное на три канала 10, 11 и 12, соответствующие выходным прямоугольным отверстиям из контейнера. Внутри сопла находятся соединенные в единый блок вибровкладыши 13, закрепленные на валу 14, приводимом в движение вибровозбудителями 15. Вал 14 вибровозбудителей проходит через боковые стенки сопла через эластичные втулки 16, для изоляции корпуса от вибрационных колебаний. По двум противоположным сторонам сопла 9 расположены два шибера 17, установленных с возможностью перемещения в вертикальном направлении. Установка соответствующих шиберов в верхнее и нижнее положения позволяет изменять направление бетонирования. По бокам устройства расположены два поворотных заглаживающее-поддерживающих щитка (ЗПЩ) 18.
Работа устройства происходит следующим образом.
Бетонная смесь для изготовления наружных и внутреннего слоев стеновой конструкции загружается в отсеки 3 и 4, разделенные перегородкой 2 контейнера 1 соответственно. При необходимости получения стеновой конструкции с большим количеством слоем контейнер можно разделить на три и более отсеков.
В зависимости от требуемого направления бетонирования шиберы 17 устанавливаются: один - в нижнее, а второй в - верхнее положения. Формующее устройство подводится к начальной границе возводимой конструкции стены. При этом один из шиберов 17, находящихся в нижнем положении, должен располагаться в непосредственной близости от поверхности, являющейся основанием.
Включаются вибровозбудители 15, и обеспечивается подача вибрационных колебаний на вал 14 с закрепленными вибровкладышами 13. Под действием силы тяжести и работающих вибровозбудителей 15 бетонная смесь попадает через прямоугольные отверстия 6, 7 и 8 в соответствующие каналы сопла 9: из отсека 3 по наклонным пластинам 5 - в крайние каналы 10 и 11, из отсека 4 - в центральный канал 12, а затем в полость, ограниченную шибером 17, находящимся в нижнем положении. После заполнения указанной полости бетонными смесями начинается перемещение формующего устройства в направлении формования. Непрерывно поступающие бетонные смеси заполняют образующееся свободное пространство, ограниченное двумя поворотными ЗПЩ 18. После того, как формующее устройство достигнет конечной границы стеновой конструкции, шиберы 17 меняют свое положение на противоположное. Соответствующие действия проводятся циклически до окончания процесса возведения стеновой конструкции.
Таким образом, предлагаемое формующее устройство позволит изготовить многослойную стеновую конструкцию, состоящую из трех или более слоев различного функционального назначения, с помощью строительного 3D-принтера, и упростить способ ее возведения.