Способ создания объёмных изображений из строительных смесей методом 3D печати
METHOD FOR CREATING VOLUMETRIC IMAGES FROM BUILDING MIXTURES BY 3D PRINTING

Область техники
Изобретение относится к области строительства и предназначено для декоративной отделки бетонных и железобетонных изделий, а именно получение изобразительных элементов на бетонной поверхности.
Уровень техники
Принцип известных способов 3D печати состоит в следующем: компьютерная модель 3D объекта или изображения разбивается на слои, печатающая головка 3D принтера формирует поперечные сечения изготавливаемого объекта, послойное наложение этих сечений и комбинирование слоев, с созданием заданной геометрии.
Для печати строительных изделий применяют следующие материалы: глины, цемент, гипс, а также строительные смеси на их основе, керамические порошки, жидкие смолы, различные полимерные композиции, композитные материалы.
Все строительные принтеры предназначены для объемной 3D печати монолитных конструкций и элементов. Во всех известных случаях, независимо от конструкции строительных 3D принтеров, печать возможна только в горизонтальной плоскости, что исключает возможность нанесение декоративных элементов на вертикальные плоскости в процессе печати монолитных изделий и конструкций из бетона. Возможна 3D печать объемных и рельефных изображений отдельно от изделия, с последующим переносом, размещением (выравниванием) и фиксацией на поверхности уже готовых бетонных изделий, после затвердевания и набора прочности декоративных объемных элементов. Данная технология создания объемных декоративных элементов на поверхности готовых изделий из бетона состоит из несколько этапов, и требует особого обращения с готовыми элементами ввиду хрупкости готовы декоративных элементов, необходимость размещения, выравнивания и фиксации этих элементов на поверхности изделий их бетона при помощи клеящих составов на основе полимерных композиций, например эпоксидных смол. Такой процесс требует дополнительных временных и человеческих ресурсов, а также дополнительных расходных материалов.
Прямая печать 3D изображений на поверхности готовых изделий из бетона не предусматривается, ввиду того что поверхность готового бетонного изделия после затвердевания и набора прочности имеет мелкопористую структуру, которая легко абсорбирует различные виды загрязнений из воздуха, атмосферных осадкой и других источников загрязнений. Вследствие чего резко снижается адгезия печатного слоя к поверхности готового изделия. После установки изделия на конструкцию через какое-то время декоративные элементы будут отслаиваться от изделия.
Далее, в настоящее время множество объектов строительства формируется из готовых бетонных и железобетонных изделий, таких как плиты и блоки. Некоторые из этих изделий имеют на своих поверхностях объемные и рельефные декоративные элементы простой геометрической формы и изготавливаются большими тиражами, что исключает всякую индивидуальность строительных конструкций и объектов. Такие объемные и рельефные декоративные элементы получаются путем отливки этих изделий в специальные формы, в которых сделан рельеф. Процесс изготовления формы с рельефом довольно трудоемкой, материало- и ресурсно-затратный. Поэтому, чтобы окупить затраты на изготовление таких форм, их используют для отливки большого количества однотипных изделий.
3D печать позволяет изготавливать каждое изделие из бетона с индивидуальным объемным или рельефным рисунком, а также формировать крупные изображения большой площади, состоящей из множества бетонных и железобетонных изделий.
Известен способ и 3D принтер для объемной (3d) печати эпоксидной смолы, отвердителя и подлежащих сборке частей объекта (RU 2652494 С2 от 26.04.2018 г.). В изобретении предложен объемный (3D) принтер и способ дозирования материала для формирования объемной подструктуры и дозирования адгезива на объемную подструктуру. Адгезив, нанесенный на объемную подструктуру, может быть использован для соединения объемной подструктуры с другой подструктурой, такой как сформированная обычным способом подструктура или другая объемная печатная подструктура. Недостатком данного способа является необходимость использования композитных полимерных материалов (эпоксидная смола с отвердителем) и применения адгезива. Эпоксидные смолы и адгезив существенно дороже строительных смесей и бетона, что при больших площадях изделий существенно увеличивает стоимость готовых изделий, что становится экономически не оправдано.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является принтер строительный трехмерной печати (3D) «АМТ» S-6045M (https:// specavia.pro/catalog/stroitelnye-3d-printery/dlya-ceha/printer-stroitelnyjj-trekhmernojj-pechati-3d-s-6045/) (ГК «АТМ-Спецавиа», http://www.specavia.pro/) e-mail: info@amt-print.com, тел.: +7 962 205 5252).
Заявленная технология 3D печати и конструктив принтера предусматривает возможность 3D печати отдельных объемных и рельефных декоративных элементов из бетона или других строительных смесей, которые потом можно разместить на готовом изделии методом приклеивания. Недостатком данного принтера является отсутствие технической возможности подготовки поверхности готового изделия из бетона для прямой 3D печати декоративных объемных элементов непосредственно на поверхности готовых изделий.
Раскрытие сущности изобретения:
- наличие действия или совокупности действий;
- условия осуществления действий; использование веществ, устройств.
Задача заявляемого изобретения заключается в повышении качественных показателей при получении изобразительных элементов на бетонной поверхности.
Техническим результатом заявляемого решения получение рельефных изображений на бетонных изделиях.
Сущность заявляемого изобретения
Способ создания объемных изображений из строительных смесей методом 3D печати, включающий нанесение изображения на предварительно обработанную методом лазерной абляции готовую бетонную поверхность, посредством строительной смеси, по меньшей мере в один слой через экструдер, причем подготовка методом лазерной абляции осуществляется в местах соприкосновения объемного изображения с поверхностью бетонного изделия.
При этом:
- строительная смесь представлена в виде бетонной смеси;
- строительная смесь может быть цветной.
- бетонная смесь может быть цветной.
Осуществление изобретения
Изобретение относится к области строительства и предназначено для декоративной отделки бетонных и железобетонных изделий, а именно получение изобразительных элементов на бетонной поверхности.
Задача заявляемого изобретения заключается в повышении качественных показателей при получении изобразительных элементов на бетонной поверхности.
Нанесение изображения осуществляется на готовую бетонную поверхность
Непосредственно перед нанесением изображения поверхность готового бетонного изделия подготавливается методом лазерной абляции именно в тех местах, где объемное изображение будет соприкасаться с поверхностью бетонного изделия. Лазерная обработка бетонной поверхности предусмотрена для повышения адгезии. Если не использовать сначала лазер, то нанесенное сверху изображение по факту отвалится. Происходит удаление части верхнего бетонного слоя методом лазерной абляции на глубину 1-5 мм. Затем экструдер выбрасывает каплю смеси, либо выбрасывает непрерывную линию из смеси, в ту область, которая была обработана лазером. Строительная смесь, которую выбрасывает экструдер, также может быть предварительно окрашена в цвет, отличающийся от цвета поверхности, и также, экструдер выбрасывает каплю смеси, либо выбрасывает непрерывную линию из смеси, в ту область, которая была обработана лазером. При этом изображение строится из линий разной толщины, либо точек, разного диаметра или расстояния между точками. Таким образом, изображение получается объемным.
Таким образом, задача заявляемого изобретения, заключающаяся в повышении качественных показателей при получении изобразительных элементов на бетонной поверхности и технический результат - получение рельефных изображений на бетонных изделиях, решается за счет нанесения изображения на предварительно обработанную методом лазерной абляции готовую бетонную поверхность, посредством строительной смеси через экструдер.