Цеховой 3D-принтер для производства бетонных изделий

В рельсовом исполнении используются два бака по 100 литров. В верхнем оператор готовит воду с технологической добавкой по выбранной рецептуре. Из нижнего, рабочего, бака насосы подают приготовленную жидкость к принтеру. Когда рабочий запас уменьшается, оператор пополняет его из верхнего бака.

Раздельные ёмкости позволяют готовить следующую порцию, пока принтер расходует предыдущую. При пополнении проще повторять заданное соотношение воды и добавки — это особенно полезно для длительных заданий и повторяемых партий.

Для дозированной подачи используем промышленные мембранные насосы, предназначенные для химических реагентов. Их выбираем с учётом управляемой подачи и совместимости деталей с рабочим составом. Добавки и дозировки подбираем под изделие и условия производства и фиксируем в технологической карте.

В баках находится вода с добавкой. Сухая смесь соединяется с ней в экструдере непосредственно перед выходом из сопла, поэтому на изделие поступает свежеприготовленный раствор.

Такие насосы работают на нашем оборудовании с 2023 года. Их выбор опирается на опыт эксплуатации с составами, которые мы применяем при печати.

Шнеки — одна из ключевых разработок RVS. Более трёх лет мы подбирали состав металла и технологию изготовления для работы с абразивной бетонной смесью. В основе этой разработки — собственный опыт эксплуатации принтеров.

В текущей версии используется хромистый чугун с содержанием хрома более 20%, с добавлением титана и никеля. Стойкость к истиранию важна для сохранения рабочей геометрии шнека и его длительной работы в производственных условиях. Шнеки изготавливаются литьём по ХТС — в формах из холоднотвердеющих смесей.

Шнеки, переработавшие в эксплуатации RVS 50 тонн смеси, продолжают работать.

Окрашенные в массе изделия востребованы у архитекторов, дизайнеров, архбюро, девелоперов и компаний, занимающихся благоустройством. Они подбирают форму, фактуру и цвет под конкретный проект. Вазоны, скамьи, скульптуры, фасадные и интерьерные элементы можно выполнять в цвете, согласованном с оформлением пространства.

Пигмент вводится в смесь во время печати: цвет получает сам бетон. Поэтому для получения выбранного цвета не требуется вручную красить готовое изделие — сокращается отдельная операция и связанный с ней труд. Дозирование в процессе также упрощает подготовку: не нужно заранее перемешивать всю партию сухой смеси с красителем. Послойный рельеф создаётся вместе с формой и может оставаться частью оформления изделия.

Индивидуальная геометрия, печатная фактура и окрашивание в массе позволяют предлагать изделия, разработанные под архитектурный замысел заказчика. Такие изделия могут продаваться дороже типовых серых МАФ. Для производителя это возможность расширять ассортимент и работать с более дорогими индивидуальными заказами.

Два дозатора сухого пигмента поставляются в максимальной комплектации или при добавлении как дополнительная опция к принтеру. Оттенок и вариант отделки согласуют на образце.

Если масса головки и ускорения не согласованы с механикой, возникают прогибы и колебания, приходится ограничивать динамику. Для нас это аргумент в пользу портала и станочных узлов.

Линейные направляющие задают прямолинейное движение и воспринимают нагрузку от подвижных узлов. Для подъёма и опускания балки применяем ШВП — шариковинтовые пары: они преобразуют вращение двигателя в перемещение по высоте. Такая механика нужна, чтобы повторять заданные перемещения от слоя к слою.

Первую машину с подобной механикой мы собрали в 2022 году и проверили её в условиях бетонного производства. Стандартные станочные узлы позволили упростить сборку: уменьшить объём сварки и ручной подгонки деталей. Опыт эксплуатации стал основой для развития следующих машин.

Новый дозатор добавляет не только функцию, но и массу: привод, крепления, бункер и материал. Мы выбирали конструкцию портала с учётом тяжёлых шнеков и оснащения экструдера, чтобы развитие рабочего узла учитывалось вместе с механикой.

Следующее направление — новые системы подачи, в том числе фибры и других компонентов. Развиваем их с возможностью модернизации принтеров клиентов. Состав модернизации и совместимость с конкретной версией оборудования будут определяться по мере готовности модулей.