Описание технологии трехмерной печати для послойного изготовления трехмерных конструкций.

Технология основана на современных достижениях в области так называемой «трехмерной печати». Технология «трехмерной печати» изначально была предназначена для быстрого прототипирования, то есть для быстрого получения реальных копий компьютерных моделей произвольной формы. Однако в настоящее время эта технология интенсивно внедряется в другие отрасли производства, такие как строительство. Однако эта технология основана на непосредственной укладке быстротвердеющего бетона в монолитную конструкцию дома специальным принтером, размеры которого превышают размеры возводимого здания, что требует значительных капитальных вложений, специальных условий строительства и т.д.

Технология принципиально отличается от указанной технологии трехмерной печати. Ближайшим аналогом технологии является технология трехмерной печати фирмы Z Copr (http://www.zcorp.com/).

В основе технологии лежит послойное выборочное отверждение массива порошкообразного компаунда путем напыления печатной головкой установки жидкого инициатора твердения. Форма получаемой строительной конструкции создается заполнением пустот и контура конструкции расплавленным термопластом на основе компьютерной модели. Таким образом, можно создавать строительные конструкции произвольной объемной формы без использования дополнительных приспособлений типа опалубки, форм и т.п. Технология позволяет использовать на одной и той же установке различные составы компаунда и отвердителя, что позволяет получать конструкции с послойно программируемыми свойствами.

Таблица 2.1

Возможные составы компаундов и отвердителей.

Установка, состоит из:

- прямоугольной кассеты с подвижным дном, габариты которой определяют максимальные размеры получаемых конструкций;

- расположенной непосредственно над верхним срезом кассеты системы печатных головок, распределяющих термопласт и напыляющих отвердитель;

- распределительной каретки, которая формирует очередной слой массива компаунда;

- дозирующих и смесительных устройств, для приготовления компаунда требуемого состава для формирования очередного слоя;

- питающих емкостей с отвердителями различных составов.

Технологический процесс технологии проходит следующим образом:

Система головок проходит вдоль кассеты, распределяя термопласт в соответствии с контуром компьютерной модели конструкции.

Из дозаторов в распределительную каретку загружается порция порошкообразного компаунда требуемого состава.

Каретка проходит вдоль кассеты, формируя очередной слой массива компаунда.

Система головок под управлением компьютера напыляет отвердитель в соответствии с компьютерной моделью конструкции.

Подвижное дно кассеты сдвигается вниз на толщину очередного слоя и процесс формирования очередного слоя повторяется.

По завершении формирования всех слоев строительной конструкции кассета может быть заменена на пустую, а кассета со сформированной конструкцией ожидает завершения схватывания и набора прочности на складе технологического хранения 3 дня, после чего помещается в устройство для выпаривания где в кассету подается горячий пар, который выплавляет термопласт, а готовая конструкция подается на окончательную отделку и на склад готовой продукции.

1 – исходная позиция	4 – распределение компаунда
2 – распределение парафина	5 – напыление отвердителя
3 – дозирование компаунда	6 – готовое изделие после выплавления термопласта

Рис. 2.1. Иллюстрации стадий технологического процесса работы установки.

Достоинства и недостатки технологии относительно основных существующих технологий домостроения сведены в нижеприведенную таблицу. Как видно из неё, практически по всем позициям технология превосходит существующие технологии малоэтажного строительства. К некоторым недостаткам технологии можно отнести неэффективность армирования стальной арматурой, что в полной мере компенсируется возможностью армирования в открытых каналах и микроармированием компаунда и небольшую производительность, что компенсируется устройством нескольких установок.

Таблица 2.2

Сравнение наиболее популярных технологий.

К возможному ассортименту продукции, выпуск которой эффективен с применением технологии относятся:

- плиты монолитно-плитного фундамента с тепло- и гидроизолирующими слоями и встроенными системами подогрева пола (воздушного или жидкостного);

- стеновые панели наружных стен с готовой фактурой лицевых поверхностей, отделкой цоколя, отмосткой, наличниками, элементами архитектурных украшений фасада, подготовкой под установку окон и дверей;

- стеновые панели внутренних стен с готовой фактурой лицевых поверхностей, элементами архитектурного дизайна интерьера (декоративные панно, карнизы, колонны, бордюры, купола, ниши, обрамления, пилястры), встроенными каналами под прокладку инженерных сетей, встроенными воздуховодами, печными трубами, каминами;

- панели перекрытий с армированием в открытых каналах, с готовой фактурой лицевых поверхностей, слоями гидроизоляции, встроенными системами подогрева пола (воздушной или жидкостной), встроенными каналами под прокладку инженерных коммуникаций;

- отдельные элементы дизайна интерьеров и экстерьеров зданий и их инженерной инфраструктуры: колонны, скульптуры, лестницы, перила, чаши бассейнов;

- кровельные панели с любой фактурой существующих кровельных материалов, слоями гидроизоляции, возможностью установки систем подогрева кровель и системами водостока;

- малые архитектурные формы для ландшафтного дизайна территории: фонтаны, бассейны, пруды, канавы, беседки, скамейки, дорожки, столбы, портики, заборы.

В основе такой технологии возведения зданий находится специальная конструкция панелей, которая с легкостью реализуется посредством технологии. В общем случае эти панели имеют в своей конструкции следующие элементы:

Пазы для установки опорных пластин, которые необходимы для равномерного распределения нагрузки от армирующих канатов на поверхность бетона с обеспечением контактной прочности конструкции.

Каналы для пропуска арматурных канатов по ГОСТ 13840-68. Канаты необходимы для стягивания панелей между собой и создания предварительного поджатия панелей, что обеспечивает нераскрываемость межпанельного стыка и повышение несущей способности панелей на 50÷80%. Для большей эффективности каналы повторяют форму эпюры изгиба панелей в конструкции.

Пазы для установки креплений канатов. Крепления представляют собой самозатягивающиеся анкерные болты, которые фиксируют канат и обеспечивают его требуемый натяг.

Выступы и пазы для обеспечения герметичности межпанельного шва и самоцентрирования панелей между собой при их стягивании. Эти элементы обеспечивают непродуваемость стыков и высокую точность установки панелей.

Пазы для установки цилиндрического полимерного или резинового уплотнителя, который обеспечивает высокую гидро- и теплозащиту межпанельного стыка.

Различного рода инженерные полости, которые служат для снижения теплопроводности панели, пропуска инженерных коммуникаций, воздушного подогрева пола и т.п.

Замковые пазы для установки строповочных креплений. Конструкция паза обеспечивает надежную строповку и монтаж панели в любом положении на строительной площадке.

Рис. 2.2. Сечение и основные элементы панели (принципиальная схема):

1 – пазы для установки креплений панелей, 2 – пазы для установки строповочных креплений, 3 – теплоизолирующие ячейки, 4 – канал для армирующего каната, 5 – пазы для установки уплотнителя, 6 – центрирующие выступы.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: