СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ СТРОИТЕЛЬНОГО РАСТВОРА Российский патент 2024 года по МПК B28C7/02 C04B28/04 C04B111/20 B33Y30/00 B33Y70/00 G05D11/13 

Настоящее изобретение относится к системе для реализации и способу для получения элементов, содержащих гидравлическое вяжущее и заполнители.

Элементы на основе бетона или строительного раствора могут иметь различные формы и функции, и в настоящем тексте термин «элемент» охватывает стены, стеновые покрытия (например, шпаклевки или штукатурки), клеевые покрытия, полы, покрытия для полов или составы для полов (например, стяжки), декоративные или функциональные объекты и т.д. Изготовление таких элементов обычно включает смешивание состава сухого строительного раствора, содержащего гидравлическое вяжущее и заполнители, с водой для образования влажного строительного раствора. Затем этому влажному строительному раствору придают форму или наносят его в соответствии с желаемым использованием перед схватыванием и затвердеванием для образования затвердевшего строительного раствора.

Автоматизация или механизация таких способов может обеспечить преимущества с точки зрения стоимости и производительности и может включать перекачку влажного раствора к выпуску, из которого влажный раствор наливается, выдавливается или выдается.

Изобретение направлено на обеспечение системы, которая является надежной и может гарантировать хорошее качество конечного элемента.

С этой целью задачей изобретения является система по п.1 формулы изобретения.

Авторы изобретения определили, что измерение в реальном времени вязкости влажного строительного раствора и, по меньшей мере, одного другого свойства, выбранного из расхода и плотности, может иметь большое преимущество с точки зрения прочности и контроля качества. Такое измерение может, например, позволить обнаружить проблемы с перекачкой и, следовательно, избежать любого риска блокировки. Это также может позволить пользователю определить, что состав строительного раствора или соотношение смешивания, то есть массовое соотношение между водой и сухим строительным раствором не подходят для цели.

Плотность представляет собой удельную плотность влажного строительного раствора, выраженную, например, в кг/м³. Расход представляет собой мгновенный расход переносимого влажного строительного раствора, выраженный, например, в кг/ч или л/ч.

Способ реализации посредством системы может, например, представлять собой способ укладки пола (например, стяжки) на горизонтальную строительную подложку, такую как плита, или нанесения клея для плитки на строительную подложку, или для набрасывания штукатурки на вертикальную строительную подложку, такую как кирпичная стена, или для напыления бетона.

Система согласно изобретению особенно подходит для реализации 3D способа (трехмерного) печатания. В таком случае, способ представляет собой способ 3D печатания, и система дополнительно содержит управляемый компьютером принтер, имеющий головку, содержащую выпуск, который приспособлен для нанесения слоя строительного раствора на предыдущий слой строительного раствора.

3D печатание, также известное как аддитивное производство, представляет собой способ, при котором управляемый компьютером робот создает трехмерные объекты путем нанесения материала слой за слоем. К преимуществам таких способов относятся меньшие трудозатраты, меньшие потери материалов и возможность получения предметов сложной формы. Таким образом, можно изготавливать различные материалы, например, полимеры или металлы.

Также была предложена трехмерная печать элементов из бетона или строительных растворов. Эти способы, также называемые контурным изготовлением или печатью цементирующими красками, в настоящее время реализуются в приложениях объемного строительства, и их преимущества заключаются в интеграции процессов проектирования, планирования и строительства в сочетании с повышенной автоматизацией и рационализацией строительных процессов. Экономия на рабочих затратах, снижение потерь и расхода материалов, отказ от опалубки, сокращение продолжительности проектов и капиталовложений, а также повышение безопасности рабочего места являются другими движущими факторами этой технологии. В известных способах, влажный строительный раствор непрерывно производится путем смешивания состава сухого строительного раствора с водой, перекачивается и транспортируется к головке принтера управляемого компьютером принтера, обычно робота или портального робота, а затем наносится в виде слоя на предыдущий слой раствора, обычно экструдированного через сопло. Головка принтера перемещается по заданной схеме, точно материализуясь, например, в сложные геометрические формы, разработанные архитекторами для получения конечного объекта.

Ключевой проблемой в процессе является то, что влажный строительный раствор должен быть достаточно текучим, чтобы его можно было перекачивать и транспортировать при технологическом процессе, но после нанесения в виде слоя он должен иметь достаточно высокое механическое сопротивление, чтобы выдерживать нагрузку от следующих верхних слоев без разрушения. Использование быстро схватывающихся цементов, например, полученных путем добавления ускорителей схватывания или других модифицирующих реологию агентов к влажному строительному раствору непосредственно перед нанесением слоя, было предложено для обеспечения повышенного предела текучести уложенного материала по сравнению с материал сразу после смешивания или во время этапа перекачки. Также были предложены текучие бетоны со сверхвысокими характеристиками (UHPC) с прочностью на сжатие, по меньшей мере, 100 МПа в течение 28 дней. Однако эти известные технологии имеют некоторые недостатки, поскольку нанесение слоя на слой, который уже начал схватываться и затвердевать, приводит к слабой прочности связи между слоями и, следовательно, к не монолитному материалу, который может демонстрировать низкую несущую способность, особенно когда конструкция подвергается сдвигу или растяжению. Поскольку добавки предусмотрены в виде водных растворов, также может возникнуть риск растрескивания материала из-за избытка воды. Кроме того, после того, как добавки были добавлены и смешаны в строительном растворе рядом с печатным соплом, обычно с помощью статического смесителя, не остается никакой возможности для какой-либо корректировки материала, так что любые проблемы, возникающие при смешивании сухого раствор с водой, не могут быть исправлены. С другой стороны, добавление ускорителей и загустителей на стадии смешивания или перекачивания приведет к появлению профилей скорости потока в трубах, что приведет к проблемам из-за переменного распределения времени пребывания влажного строительного раствора.

В этом отношении, изобретение также направлено на обеспечение улучшенной системы 3D печатания, которая преодолевает вышеупомянутые проблемы. В частности, изобретение направлено на улучшение качества печатания за счет обеспечения полного контроля качества печатающего материала.

Относительно способа 3D печатания, он позволяет получить конструкционный элемент хорошего качества за счет использования строительного раствора, который может схватываться и затвердевать с нормальной скоростью, без обязательной необходимости добавления специальных добавок, которые должны быть добавлены непосредственно перед этапом нанесения. Благодаря своим тиксотропным свойствам, используемые строительные растворы имеют низкую вязкость при более высоких скоростях сдвига, так что они могут быть легко перекачаны и транспортированы по системе, но демонстрируют немедленное наращивание структурной прочности, как только материал покидает печатное сопло, так что слои нового строительного раствора могут выдержать другие слои даже до схватывания и затвердевания. Такое осаждение «мокрым по мокрому» позволяет улучшить адгезию и прочность соединения между последовательными слоями с тем, чтобы получить монолитный элемент. В итоге, механические свойства конечного элемента конструкции сравнимы со свойствами обычных монолитных бетонных элементов.

Предпочтительно, чтобы указанные, по меньшей мере, два физических свойства влажного строительного раствора могли быть записаны на машиночитаемый носитель. Записанные измерения затем могут быть использованы в целях контроля качества, например, чтобы доказать, что способ был правильно реализован. В таком случае, система, следовательно, содержит машиночитаемый носитель данных, выполненный с возможностью хранения указанных, по меньшей мере, двух физических свойств влажного строительного раствора.

Свойства, которые измеряются в режиме реального времени, предпочтительно, включают, помимо вязкости, плотности и расхода, температуру влажного строительного раствора. Предпочтительно, по меньшей мере, три или, по меньшей мере, четыре из этих свойств измеряются в режиме реального времени во время подачи. Например, может быть измерена плотность, расход, вязкость и температура.

Два или более физических свойства обычно независимо измеряются одним или более датчиками. Таким образом, это исключает случай, когда первое физическое свойство измеряется датчиком, а затем измерение используется для вычисления второго физического свойства. В таком случае, второе физическое свойство нельзя назвать «измеряемым».

Каждое из этих свойств может быть измерено использованием специального датчика. Таким образом, система может содержать специальный датчик для каждого физического свойства. В качестве альтернативы и предпочтительно, несколько или даже все из этих свойств измеряются с использованием одного и того же датчика. Затем система содержит датчик, выполненный с возможностью измерения нескольких свойств. Предпочтительно, вязкость и, по меньшей мере, одно из текучести и плотности влажного строительного раствора измеряются одновременно с использованием одного и того же датчика. Затем датчик может одновременно измерять вязкость и, по меньшей мере, одно из расхода и плотности влажного строительного раствора.

Датчик, предпочтительно, относится к датчику Кориолисового типа и может одновременно измерять (и обычно независимо) плотность, расход, вязкость и температуру влажного строительного раствора.

Датчик Кориолисового типа, предпочтительно, содержит измерительную трубку, проводящую влажный строительный раствор при одновременном измерении плотности, расхода, вязкости и температуры влажного строительного раствора.

Датчик Кориолисового типа, предпочтительно, содержит не более одной, то есть ровно/только одну измерительную трубку.

Предпочтительно, измерительная трубка представляет собой прямую измерительную трубку.

Предшествующий уровень техники, раскрывающий такой датчик Кориолисового типа, включает, например, патенты DE 10220827 A1 и EP 1502085 B1.

Измерение в реальном времени указанных, по меньшей мере, двух свойств происходит во время подачи влажного строительного раствора к выпуску, например, к соплу. Следовательно, свойства не измеряются на выпуске, например, на сопле. Они обязательно измеряются до того, как влажный строительный раствор попадет в выпуск. Кроме того, измерения в реальном времени не производятся в месте смешивания. Свойства обязательно измеряются после этапа смешивания.

Предпочтительно, измерение в реальном времени указанных, по меньшей мере, двух свойств влажного строительного раствора происходит сразу после этапа смешивания. Поэтому датчик (датчики), предпочтительно, размещать как можно ближе к насосному устройству.

Предпочтительно, соотношение между водой и сухим строительным раствором (соотношение смешивания) может быть отрегулировано в зависимости от значения, по меньшей мере, одного из указанных, по меньшей мере, двух физических свойств. Это соотношение, предпочтительно, регулируется в реальном времени. Соотношение, следовательно, может регулироваться непрерывно, когда смешивание выполняется непрерывным образом, или соотношение может регулироваться полунепрерывно, когда смешивание выполняется так, чтобы получить партию влажного строительного раствора. Соотношение смешивания соответствует соотношению, используемому на этапе смешивания, то есть этап смешивания выполняется с указанным соотношением смешивания, и это соотношение смешивания может регулироваться в зависимости от измеренного значения (значений).

Авторы изобретения действительно определили, что было особенно выгодно контролировать и регулировать в реальном времени соотношение смешивания в зависимости от физических свойств влажного строительного раствора. Поэтому в способе, предпочтительно, используется система контроля с обратной связью, которая непрерывно контролирует соотношение компонентов смеси для получения стабильных значений некоторых физических свойств влажного строительного раствора. Система контроля с обратной связью, предпочтительно, использует привод (средство для регулирования расхода смешиваемой воды), по меньшей мере, один датчик (для измерения физических свойств влажного строительного раствора) и контроллер (для управления приводом).

В таком варианте выполнения, система содержит первый контроллер, выполненный с возможностью регулировки соотношения смешивания в зависимости от значения, по меньшей мере, одного из указанных, по меньшей мере, двух физических свойств.

Система согласно изобретению, предпочтительно, дополнительно содержит источник воды и средство для регулирования дозировки воды для смешивания. Указанные средства, предпочтительно, управляются первым контроллером. Средства для регулирования дозировки смешиваемой воды включают, например, клапан и расходомер.

Предпочтительно, предварительно определенное значение или, соответственно, предварительно определенный диапазон устанавливается, по меньшей мере, для одного из указанных, по меньшей мере, двух физических свойств, и соотношение смешивания регулируется так, чтобы указанное, по меньшей мере, одно из указанных, по меньшей мере, двух физических свойств было равно указанному заранее определенному значению, соответственно, находящемуся в указанном заранее определенном диапазоне. Заранее определенное значение или диапазон могут зависеть, по меньшей мере, от одного параметра, выбранного из температуры или влажности влажного строительного раствора и/или окружающей среды, давления строительного раствора и, для способа трехмерной печати, скорости печати.

Описанная система управления с обратной связью является особенно выгодной для системы 3D печатания.

Гидравлическое связующее, предпочтительно, выбирают из обычных портландцементов (OPC), алюминатных цементов кальция (CAC), цементов на основе сульфоалюмината кальция (CSA), негидратированной извести, гашеной извести, измельченных гранулированных доменных шлаков, летучей золы и их смесей. Гидравлическое связующее, предпочтительно, содержит ОРС. OPC даже, предпочтительно, является основным или даже единственным гидравлическим связующим.

Заполнители, предпочтительно, выбирают из кремнистых, известковых заполнителей, таких как молотый известняк или песок, и их смесей. Максимальный размер заполнителей, предпочтительно, меньше или равен 3 мм, даже 2 мм или 1 мм из-за ограниченных сечений насосного устройства и сопла.

Сухой строительный раствор, предпочтительно, также содержит добавки, особенно добавки, выбранные из супер пластификаторов, загустителей, ускорителей, замедлителей схватывания и их смесей. Загустители могут быть органическими или неорганическими. Сухой строительный раствор, предпочтительно, содержит неорганические загустители, способные увеличивать предел текучести строительного раствора в состоянии покоя, такие как набухающие глины. Ускорители и замедлители схватывания представляют собой добавки, которые ускоряют или замедляют схватывание и/или твердение гидравлического вяжущего.

Состав сухого строительного раствора, предпочтительно, подбирается таким образом, чтобы влажный строительный раствор проявлял тиксотропные свойства. Тиксотропное поведение является, предпочтительно, таким, что вязкость влажного строительного раствора увеличивается в 50 раз или более за 1 секунду после выхода из печатающего сопла.

Система согласно изобретению, предпочтительно, содержит хранилище сухого строительного раствора и дозирующее устройство. Дозирующее устройство, предпочтительно, содержит электронные расходомеры и клапаны для достижения высокого уровня точности для соотношения смешивания (например, менее 0,1%).

Соотношение компонентов смеси (т.е. массовое отношение воды к сухому строительному раствору), предпочтительно, составляет от 0,1 до 0,2.

Насосное устройство, предпочтительно, содержит преобразователь частоты для регулирования скорости накачки.

Влажный строительный раствор, предпочтительно, передается по шлангу.

Плотность влажного строительного раствора обычно составляет от 1800 до 2500 кг/м³, предпочтительно, от 2000 до 2400 кг/м³.

Расход влажного строительного раствора во время подачи обычно находится между 100 и 20000 л/ч, предпочтительно, между 150 и 1000 л/ч.

Вязкость влажного строительного раствора во время подачи, предпочтительно, находится между 400 до 3000 cП, обычно, между 800 до 1600 cП (l Пуаз=0,1 Pa.s).

Температура влажного строительного раствора во время подачи, предпочтительно, составляет от 10 до 50°C, обычно от 15 до 40°C и даже от 20 до 35°C.

Давление влажного строительного раствора во время подачи, предпочтительно, находится между 5 и 60 бар, особенно, ниже 45 бар.

Выпуском может быть, например, сопло, из которого может быть нанесен, выдавлен, выдан или распылен влажный строительный раствор.

Когда способ, реализованный системой согласно изобретению, представляет способ 3D печатания, система (называемая системой 3D печатания) дополнительно содержит управляемый компьютером принтер, имеющий головку, содержащую выпуск, и который выполнен с возможностью нанесения слоя строительного раствора на предыдущий слой строительного раствора.

Принтер может быть любым устройством, способным позиционировать и перемещать печатающую головку в соответствии с полученными инструкциями. Это может быть, например, робот или портальный робот. Печатающая головка содержит печатающее сопло, через которое влажный строительный раствор выдавливается для образования слоя. Сопло может иметь любую адаптированную форму.

Головка, возможно, может содержать средство для добавления к влажному строительному раствору непосредственно перед его нанесением в виде слоя, любого дополнительного компонента, такого как добавки, заполнители или волокна.

Скорость печати, предпочтительно, составляет от 50 до 1000 мм/с, например от 50 до 300 мм/с. Толщина слоя обычно варьируется от 5 до 40 мм, предпочтительно, от 10 до 20 мм. Ширина слоев обычно варьируется от 20 до 200 мм, обычно от 40 до 120 мм.

Система трехмерной печати, предпочтительно, дополнительно содержит, по меньшей мере, одно из следующих дополнительных устройств:

- второй контроллер, выполненный с возможностью управления печатающей головкой, например, положением и скоростью печатающей головки,

- третий контроллер, выполненный с возможностью управления дозировкой сухого строительного раствора и/или смешиванием компонентов сухого строительного раствора,

- центральный главный контроллер, выполненный с возможностью управления всей системой и процессом, главным образом выполненный с возможностью управления, по меньшей мере, одним из первого и второго контроллеров.

По меньшей мере, один, предпочтительно каждый, и особенно первый, контроллер, предпочтительно, содержит или реализуется посредством компьютерного средства, такого как процессор, для приема инструкций и/или данных и для генерации машинных инструкций, выполняемых другими контроллерами системы и/или посредством конкретных устройств системы. По меньшей мере, некоторые, предпочтительно все, контроллеры, предпочтительно, являются программируемыми логическими контроллерами (PLC). Компьютерное средство также может включать в себя, по меньшей мере, помимо одного процессора, машиночитаемый носитель данных, хранящий инструкции компьютерной программы, которые при исполнении могут генерировать вышеупомянутые машинные инструкции. Несколько контроллеров могут использовать один и тот же процессор и/или один и тот же машиночитаемый носитель. Некоторые контроллеры могут также содержать графический пользовательский интерфейс (GUI) для отображения информации, относящейся к печати, и/или для обеспечения ввода от пользователя.

Следовательно, термин «управление», используемый в настоящем документе, может включать в себя создание машинных инструкций, выполняемых управляемым устройством, например смесительным устройством, насосным устройством или другим контроллером.

Центральный главный контроллер, предпочтительно, выполнен с возможностью приема данных модели, определяющих трехмерную модель строительного элемента для печати, и для управления первым и вторым контроллерами в соответствии с упомянутыми данными модели и/или в соответствии с вводом от пользователя. Центральный главный контроллер может, например, использоваться для ввода через интерфейс, такой как графический интерфейс пользователя, желаемую скорость печати и/или желаемую высоту или ширину слоев строительного раствора.

Первый контроллер, предпочтительно, выполнен с возможностью приема инструкций от центрального главного контроллера, для приема данных от датчика (датчиков) и для управления средствами регулирования расхода воды для смешивания. Инструкции, полученные от центрального главного контроллера, зависят, например, от скорости печати или от высоты или ширины слоев, которые должны быть нанесены. Данные датчика (датчиков) включают значения физических свойств влажного раствора, таких как его плотность, расход, вязкость и/или температура. Первый контроллер может дополнительно получать данные, включающие давление в насосном устройстве.

Кроме того, первый контроллер, предпочтительно, выполнен с возможностью управления насосным устройством, например, для регулирования скорости накачки.

Первый контроллер также может быть выполнен с возможностью управления третьим контроллером. В качестве альтернативы, первый контроллер может быть выполнен с возможностью непосредственного управления дозировкой сухого строительного раствора и/или смешиванием компонентов сухого строительного раствора.

Первый контроллер, предпочтительно, содержит память, выполненную с возможностью записи последовательных значений, по меньшей мере, одного физического свойства влажного строительного раствора. Эта функция может, например, быть интересной в рамках системы контроля качества.

Первый контроллер называется замкнутым контроллером или контроллером с обратной связью. Таким образом, регулировка расхода воды для смешивания производится посредством системы управления с обратной связью. Может быть использован любой известный контроллер, например PID контроллер.

Согласно предпочтительному признаку, первый контроллер может быть выполнен с возможностью определения по значениям, полученным, по меньшей мере, для одного физического свойства влажного строительного раствора, соответствует ли строительный состав заданным техническим условиям, например, с точки зрения состава. В отрицательном случае, первый контроллер может быть выполнен с возможностью остановки печати. Эта функция может быть реализована для обеспечения безопасных условий процесса и/или для предотвращения использования пользователями системы несоответствующего или несовместимого раствора.

Изобретение теперь будет описано более подробно со ссылкой на неограничивающий пример системы, показанной на фиг.1.

Фиг.1 показывает пример системы согласно изобретению.

Система на фиг.1 представляет собой систему 3D печатания, содержащую принтер, имеющий печатающую головку 20, выполненную с возможностью выдавливания влажного строительного раствора через сопло с тем, чтобы нанести слой влажного строительного раствора 11 на предыдущий слой 12 строительного раствора и для получения строительного элемента 10. Принтер представляет собой, например, промышленный робот или портальный робот, и влажный раствор может подаваться к головке по шлангу.

Строительный элемент 10 может быть, например, стеной, элементом моста, декоративным элементом, сложной опалубкой для заливки бетона и т.д.

Влажный строительный раствор получают путем смешивания состава сухого строительного раствора с водой в смесительном устройстве 40. Смешивание производится с определенной пропорцией смешивания.

Состав сухого строительного раствора хранится в бункере 80. Альтернативно, система может включать несколько бункеров или контейнеров, содержащих каждый из компонентов композиции сухого строительного раствора, а также средства для смешивания соответствующих количеств каждого компонента с целью получения желаемой композиции сухого строительного раствора.

Композиция сухого строительного раствора включает, например, портландцемент, кремнистые заполнители, известняковый наполнитель, модификаторы реологии, добавки и волокна.

Вода хранится в водопроводе 71, и дозировка воды (влияющая на соотношение смешивания) регулируется посредством средства 72, содержащего, например, клапан и расходомер. Влажный строительный раствор непрерывно перекачивается через насосное устройство 50, которое представляет собой, например, насос, такой как винтовой насос. Влажный строительный раствор перекачивается и передается к печатающей головке 20, и на его пути от смесительного устройства 40 к печатающей головке 20, по меньшей мере, одно из его физических свойств измеряется датчиком 30 в режиме реального времени. Измерение, предпочтительно, проводится вблизи смесительного устройства.

Датчик 30 представляет собой, например, датчик Кориолисового типа, который может одновременно измерять плотность, расход, вязкость и температуру влажного строительного раствора. Система также может содержать другой датчик 31, способный измерять другие свойства, например давление.

Система, показанная на фиг.1, управляется несколькими контроллерами. Эти контроллеры, предпочтительно, содержат процессоры для приема инструкций и/или данных и для генерации машинных инструкций, выполняемых другими контроллерами или конкретными устройствами. Эти контроллеры могут быть программируемыми логическими контроллерами (PLC).

Центральный главный контроллер 90 выполнен с возможностью приема данных модели, определяющих трехмерную модель строительного элемента 10, подлежащего печати. Эти данные модели обычно хранятся на машиночитаемом носителе 92 данных. Центральный главный контроллер 90 может управляться контроллером 91, которым может вручную управлять пользователь, например, для запуска или остановки системы или для регулировки скорости печати. По меньшей мере, один из контроллеров 90 и 91 содержит интерфейс, например графический интерфейс пользователя.

Центральный главный контроллер 90 также выполнен с возможностью управления первым контроллером 60 и вторым контроллером 21, например, путем генерации машинных инструкций, выполняемых этими контроллерами. Эти инструкции представляют собой, например, инструкции по изменению скорости печати и/или высоты или ширины слоев согласно данным модели или инструкциям, данным пользователем.

Второй контроллер 21 управляет печатающей головкой 20. Он выполнен с возможностью приема инструкций от центрального главного контроллера 90 и генерации машинных инструкций для управления, например, положением и скоростью печатающей головки 20.

Первый контроллер 60 управляет системой для управления и регулирования физических свойств влажного строительного раствора, посредством регулировки соотношения смешивания. Он выполнен с возможностью приема данных от датчиков 30 и 31 и, как следствие, корректировки расхода смешиваемой воды и, следовательно, соотношения смешивания путем генерации инструкций, выполняемых средством 72.

Первый контроллер 60 обычно сравнивает в реальном времени измеренное значение, например вязкость влажного строительного раствора, с заранее определенным диапазоном для расчета отклонения регулирования и, если необходимо, корректирует дозировку воды (и, следовательно, соотношение смешивания), регулируя расход воды.

Первый контроллер 60 может также генерировать инструкции, выполняемые насосным устройством 50, например, чтобы регулировать скорость накачки согласно желаемой скорости печати.

Первый контроллер 60 может также генерировать инструкции, выполняемые третьим контроллером 100, который может управлять дозировкой сухого строительного раствора, например расходом сухого строительного раствора. Третий контроллер 100 может также управлять смешиванием отдельных компонентов сухого строительного раствора.

Изобретение относится к системе для реализации способа 3D-печатания строительных элементов (10), содержащих гидравлическое вяжущее и заполнители. Система содержит смесительное устройство (40), выпуск (20), который представляет собой сопло, насосное устройство (50), по меньшей мере один датчик (30), первый контроллер (60) и управляемый компьютером принтер. Смесительное устройство (40) выполнено с возможностью смешивания состава сухого строительного раствора, содержащего гидравлическое вяжущее и заполнители, с водой для образования влажного строительного раствора. Насосное устройство (50) выполнено с возможностью перекачивания и подачи влажного строительного раствора к выпуску (20). Датчик (30) выполнен с возможностью измерения в режиме реального времени по меньшей мере двух физических свойств влажного строительного раствора на его пути от упомянутого смесительного устройства к упомянутому выпуску. Причем эти физические свойства включают в себя вязкость и по меньшей мере одно из расхода и плотности. Первый контроллер (60) выполнен с возможностью регулирования соотношения между водой и сухим строительным раствором в зависимости от значения по меньшей мере одного из упомянутых по меньшей мере двух физических свойств. Принтер имеет головку, содержащую выпуск (20), который выполнен с возможностью нанесения слоя (11) строительного раствора на предыдущий слой (12) строительного раствора. Техническим результатом является повышение надежности системы и повышение эффективности 3D-печатания строительных элементов. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система для реализации способа 3D-печатания строительных элементов (10), содержащих гидравлическое вяжущее и заполнители, при этом система содержит:

- смесительное устройство (40), выполненное с возможностью смешивания состава сухого строительного раствора, содержащего гидравлическое вяжущее и заполнители, с водой для образования влажного строительного раствора,

- выпуск (20), который представляет собой сопло,

- насосное устройство (50), выполненное с возможностью перекачивания и подачи влажного строительного раствора к выпуску (20),

- по меньшей мере один датчик (30), выполненный с возможностью измерения в режиме реального времени по меньшей мере двух физических свойств влажного строительного раствора на его пути от упомянутого смесительного устройства к упомянутому выпуску, причем эти физические свойства включают в себя вязкость и по меньшей мере одно из расхода и плотности,

– первый контроллер (60), выполненный с возможностью регулирования соотношения между водой и сухим строительным раствором в зависимости от значения по меньшей мере одного из упомянутых по меньшей мере двух физических свойств, и

– управляемый компьютером принтер, имеющий головку, содержащую упомянутый выпуск (20), который выполнен с возможностью нанесения слоя (11) строительного раствора на предыдущий слой (12) строительного раствора.

2. Система по п.1, дополнительно содержащая машиночитаемый носитель данных, выполненный с возможностью хранения упомянутых по меньшей мере двух физических свойств влажного строительного раствора.

3. Система по п.1, в которой датчик (30) является датчиком Кориолисового типа.

4. Система по п.3, в которой датчик (30) Кориолисового типа содержит измерительную трубку, выполненную с возможностью проведения влажного строительного раствора и одновременного измерения плотности, расхода, вязкости и температуры влажного раствора.

5. Система по п.4, в которой датчик Кориолисового типа содержит только одну измерительную трубку.

6. Система по любому из пп.1-5, дополнительно содержащая источник (71) воды и средство (72) для регулирования дозировки воды для смешивания, при этом первый контроллер (60) выполнен с возможностью управления указанным средством (72) для регулирования дозировки смешиваемой воды.

7. Система по п.6, в которой средство (72) для регулирования дозировки воды для смешивания содержит клапан и расходомер.

8. Система по любому из пп.1-7, дополнительно содержащая следующие дополнительные устройства:

- второй контроллер (21), выполненный с возможностью управления принтером,

- центральный главный контроллер (90), выполненный с возможностью управления по меньшей мере одним из первого (60) и второго (21) контроллеров.

9. Система по любому из пп.1-8, в которой первый контроллер (60) выполнен с возможностью управления насосным устройством (50).

10. Система по любому из пп.1-9, в которой по меньшей мере часть из контроллеров, предпочтительно, все контроллеры (60, 21, 90, 100) являются программируемыми логическими контроллерами.

11. Система по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая хранилище (80) для сухого строительного раствора и дозирующее устройство.