Установка для трехмерной печати зданий
В БГТУ им. В.Г. Шухова создали и запатентовали полезную модель устройства для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей. Финансирование разработки проводилось по федеральной целевой программе.
В чём суть разработки
3D-печать, или аддитивное производство, представляет собой технологию, при которой трехмерные объекты создаются путем послойного нанесения материалов. В строительстве это означает, что здания и конструкции могут быть «напечатаны» с использованием бетона, пластика или специальных композитных смесей по заданной цифровой модели.
Модель установки для трехмерной печати зданий и архитектурных модулей — это трансформируемая опалубочная система с возможностью регулировать размеры торцевых стенок. Устройство оснащено поворотной платформой с емкостью для сырьевой смеси, установленной на тележку, которую можно поворачивать вокруг своей оси, а также вибраторами с горизонтальным распространением акустических колебаний.
Координаты точки печати объекта задаются перемещением рамной конструкции с тележкой, а направление меняется с помощью поворотной платформы. Сырьевая смесь поступает в опалубку через распределитель. Уплотнение смеси происходит с помощью вибраторов. Геометрические формы печатающегося модуля достигаются изменением радиуса кривизны боковых стенок гибкой опалубки.
Это решение позволяет печатать конструктивные элементы со сложными геометрическими формами, сочетающими требования проектной документации и специфику уникальных дизайнерских идей.
Как возникла идея
Идея создания устройства для трехмерной печати архитектурно-строительных модулей возникла у ученых в ответ на растущие потребности технологического рынка. Анализ современных тенденций и потребностей отрасли показал, что применение аддитивных технологий может существенно повысить эффективность строительных процессов.
Материально-техническая база вуза сыграла ключевую роль в реализации этой идеи. Наличие современного оборудования, лабораторий и доступ к передовым материалам позволили ученым провести необходимые эксперименты и исследования. Это создало условия для тестирования различных подходов к 3D-печати, изучения свойств новых строительных материалов и разработки прототипов устройства, способного эффективно наносить слои материала.
Есть ли аналоги
Разработанная модель отличается от известных аналогов высокой производительностью. Технологические характеристики устройства позволяют выполнять элементы с разными параметрами высоты, а также сложных геометрических форм, что расширяет спектр его применения в различных отраслях.
На изобретение получен патент на полезную модель RU (11) 204 318(13) U1. «Устройство для нанесения слоя материала при трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей». Авторы: Чепчуров Михаил Сергеевич, Жуков Евгений Михайлович, Рубанов Юрий Константинович, Евтушенко Евгений Иванович, Токач Юлия Егоровна.
Кому полезна разработка
Устройство будет полезно архитекторам и строителям, так как оно позволяет значительно ускорить процесс возведения объектов, уменьшить количество отходов и сократить трудозатраты. Производители строительных материалов и оборудования также могут извлечь выгоду из применения такого устройства, поскольку оно открывает новые перспективы для разработки и внедрения специализированных материалов, адаптированных под технологии трехмерной печати.
Инженеры и исследователи в области строительных технологий получат доступ к новому инструменту, который позволит им проводить эксперименты и исследования, направленные на улучшение качества и эффективности строительных процессов. Органы государственного регулирования и планирования могут использовать результаты внедрения данного устройства для разработки новых стандартов и нормативов в сфере строительства, направленных на повышение устойчивости и энергоэффективности зданий.
Развитие проекта
Результаты реализации данной работы дают широкие возможности для проведения научных исследований в области материаловедения, механики, а также в сфере программного обеспечения для управления процессами трехмерной печати.
