Радиально-поворотный строительный 3D-принтер

Полезная модель относится к устройству, обеспечивающему автоматизированную 3D-печать несущих стен, перегородок, статуй, архитектурного декора строительными смесями.
Радиально-поворотный строительный 3D-принтер башенного типа состоит из узлов:
1. Опорной платформы, выполненной с возможностью автоматического выравнивания и поддержания в горизонтальной плоскости на заданной высоте.
2. Башни, выполненной с возможностью регулировки по высоте.
3. Поворота стрел, выполненных с возможностью позиционирования по высоте на второй стреле.
4. Шасси, ходовая на гусеничном ходу.
5. Шлангов с поворотными узлами, установленными на одной оси с поворотом стрел.
6. Двух поворотных стрел, причем вторая стрела расположена ниже первой.
7. Блока управления ЧПУ с системой беспроводной передачи сигнала к двигателям.
8. Вибрирования шлангов.
9. Приготовления и транспортировки строительной смеси в соответствии с программным управлением, причем узел приготовления расположен на первой стреле
Уменьшается нагрузка на устройство подачи строительной смеси. Применение в качестве противовеса. Обеспечивается равномерная подача смеси, что увеличивает качество печати.
Изгиб шлангов, подающих строительный раствор, минимальный, что увеличивает их долговечность.
10. Полиспастов, выполненных с возможностью препятствия прогибу стрел
11. Водяной помпы.
Сущность технического решения поясняет изображение на фиг. 1.
Достигаемый технический результат:
автоматизированная 3D-печать строительными смесями при меньших затратах времени, чем у существующих аналогов;
одновременное строительство нескольких зданий и сооружений, входящих в рабочую зону в радиусе полярных координат (до 30 м), превышающем существующие аналоги 3D-принтеров башенного типа при сохранении высокой точности позиционирования;
совмещение функций противовеса в узле приготовления и подачи строительной смеси, что снижает нагрузку на насосы, обеспечивая равномерную подачу смеси и увеличивает качество печати.
Известно техническое решение по патенту US 20160361834 A1«3D-принтер в полярных координатах», по которому 3D-принтер состоит из выдвижной стрелы с экструдером. Принтер движется с поступательным и вращательным движением в плоскости XOY. Выдвижная стрела установлена с возможностью регулировки по высоте в плоскости XOZ. Известная конструкция имеет ряд недостатков.
Телескопическая стрела состоит из нескольких узлов, компонентов, что уменьшает радиус рабочей зоны и снижает точность позиционирования из-за прогиба стрелы.
Отсутствует узел, препятствующий прогибу стрелы.
Отсутствует шасси, ходовая на гусеничном ходу, что ограничивает рабочую зону и увеличивает время строительства.
Узлы приготовления и транспортировки строительной смеси расположены на поверхности земли, что увеличивает дальность и высоту подачи строительного раствора.
Отсутствует узел вибрирования шлангов, необходимый для предотвращения схватывания строительного материала при экстренной остановке работы.
Ограниченная область 3D-печати вблизи оси поворота из-за геометрических ограничений телескопической стрелы.
При работе 3D-принтера постоянно происходит изгиб шлангов, подающих строительный раствор, что снижает их долговечность.
Указанные недостатки устраняет заявляемое техническое решение.Основная задача заявляемой полезной модели -повышение точностипозиционирования, увеличении рабочей зоны 3D-печати и увеличение скорости 3D-печати.
:
Предлагаетсярадиально-поворотный строительный 3D-принтер,отличающийся от известных решений наличием
1. Опорной платформы, выполненной с возможностью автоматического выравнивания и поддержания в горизонтальной плоскости на заданной высоте.
2. Башни, выполненной с возможностью регулировки по высоте.
3. Узла поворота стрел, выполненных с возможностью позиционирования по высоте на второй стреле.
4. Шасси, ходовая на гусеничном ходу.
5. Шлангов с поворотными узлами, установленными на одной оси с поворотом стрел.
6. Двух поворотных стрел, причем вторая стрела расположена ниже первой.
7. Блока управления ЧПУ с системой беспроводной передачи сигнала к двигателям.
8. Узла вибрирования шлангов.
9. Узла приготовления и транспортировки строительной смеси в соответствии с программным управлением, причем узел приготовления расположен на первой стреле.
Узел приготовления расположен на первой стреле, расширяя функциональные возможности принтера. Уменьшается нагрузка на устройство подачи строительной смеси. Применение в качестве противовеса. Обеспечивается равномерная подача смеси, что увеличивает качество печати.
Изгиб шлангов, подающих строительный раствор, минимальный, что увеличивает их долговечность.
10.  Полиспастов, выполненных с возможностью препятствия прогибу стрел
11. Водяной помпы.
Приготовления и транспортировки строительной смеси осуществляется в соответствии с программным управлением.
Принтер имеет оптимальное (минимальное) количество сборочных узлов, обеспечивая конструкцию заданной жесткостью, устойчивостью при воздействии внешних факторов, нагрузок.
Принтер простой в узловой сборке и техническом обслуживании.
Пример осуществления.
1. Создание GCODE (модели объекта) согласно проекта здания, сооружения и загрузка в блок управления ЧПУ с беспроводной передачей сигнала к двигателям.
2. Установка радиально-поворотного принтера в координатах XYZ. Включение автоматического выравнивания и позиционирования с заданной точностью.
3. Приготовление смеси согласно заданной рецептуры. Узел приготовления расположен на первой стреле, расширяя функциональные возможности принтера (в качестве противовеса, обеспечивая равномерную подачу смеси, снижая нагрузку на насосы подачи смеси и увеличивая качество печати).
Включение подачи смеси, нагнетание ее через шланги в фильеру. В случае использования датчика подачи строительной смеси, при достаточном заполнении фильеры и готовности к печати подается сигнал на контроллер о готовности к 3D-печати. В случае его старт печати начинается через определенное время, соответствующее полному заполнению шланга строительной смесью.
Принтер комплектуется узлом вибрирования шлангов, который необходим для предотвращения схватывания строительного материала при экстренной остановке работы. Оснащен водяной помпой.
4. В процессе печати в автоматическом режиме две поворотные стрелы совершают вращательное движение за счет узлов поворота для изменения положения узла соэкструзии в плоскости XY системы координат XYZ.
Регулировка по высоте осуществляет подъем и опускание узла соэкструзии по оси Z. Корректировка печати за счет обратной связи от исполнительных компонентов (узлов).
Принтер комплектуется полиспастами, выполненными с возможностью препятствия прогибу стрел.