Ваше сообщение отправлено. Мы Вам перезвоним!
Вторая индустриализация России

Перезвоните мне!

Закрыть
Главная » Прорывные технологии » Cупер прорывные технологии » Технология 3d печати зданий с помощью стекловаренной печи

Технология 3d печати зданий с помощью стекловаренной печи

  • Array

Технология 3d печати с помощью стекловаренной печи.

Технология ожидает финансирования!

 

Звони: +7-908-918-03-57 или Написать нам

 

Описание:

Технология 3d печати зданий с помощью стекловаренной печи является абсолютно новой. При этом для строительства зданий предлагается использовать популярный сегодня принцип 3D принтера с заменой печатающей головки на стекловаренную печь.

Известно, что стекло – материал с которым человечество давно и успешно работает и научилось на его основе получать самые различные строительные материалы: широкий спектр стекол от оконных до бронебойный, пеностекло и утеплители, ткани и т.д. В его основе лежит самый экологически чистый, естественный и широко распространенный материал – кварцевый песок.

В нашем случае сохраняется принцип трехмерного перемещания с использанием в качестве печатающей головки стекловаренной печи, из которой подается расплав стекломассы с заданными свойствами, что, по сути является способом промышленного литья зданий.

В науке стекловарения, которая развивается не одно столетие, наработан огромный опыт формирования шихты, строительства печей и управления процессом стекловарения, что позволяет  получать стекломассу с самыми различными характеристиками как по физико-химическим характеристикам, так и по цветовой гамме. Предлагаемый способ позволяет, накопленный десятилетиями производственный опыт, использовать для литья зданий и поднять технологию строительства на качественно новый более высокий уровень.

Существующие варианты применения в 3D принтере для заливки зданий из бетона и пластика имеют свои достаточно очевидные минусы. С бетоном – это необходимость существенного сокращения срока его «схватывания», т.к. печать ведется без опалубки. Это приводит к необходимости использования химических присадок и волокон, снижению качества сцепления между залитыми слоями и т.д. Пластик же – относительно дорог и экологически небезупречен.

 

Преимущества:

- данная технология 3d печати является чрезвычайно адаптивной и легко модифицируемой, 

- технология 3d печати позволяет использовать одновременно несколько печей, при этом каждая печь будет работать в своем секторе, а режимы и скорости их передвижения будут согласованы управляющей программой,

- возможность устанавливать несколько печей на одной направляющей, что упрощает литье симметричных секций здания,

- создается возможность включать в технологический процесс манипуляторы, которые автоматизируют простые строительные, грузоподъемные и пр. операции,

- представленная технология 3d печати позволяет тиражировать 3D конструкцию при строительстве крупных объектов, так что каждая часть здания будет заливаться параллельно и независимо друг от друга,

- в качестве исходного материала используется экологически чистое сырье — кварцевый песок,

- экологическая чистота,

- расширяются архитектурные и функциональные возможности индивидуального строительства зданий различных конфигураций, позволяя использовать существующие строительные технологии многоэтажного, подземного и складского строительства,

- увеличиваются возможности строительства зданий специального назначения,  например, саркофаги для АЭС, т.к. стекломасса обладает на сегодняшний день наилучшими характеристиками из известных материалов по радиационной защите, пластичности, герметичности, ремонтопригодности и экологичности.

 

Устройство строительного 3D принтера и принцип действия:

Технология 3d печати заключается в использовании существующих механизмов трехмерного перемещения головки (стекловаренной печи) для обеспечения процесса литья здания. Предусматривается, что в процессе перемещения из стекловаренной печи вытекает расплав, который ложится слоями по траектории движения печи (как в графопостроителе осуществляется чертеж на ватмане). Литье стен осуществляется без опалубки, поскольку вытекающая стекломасса имеет высокую вязкость и быстро твердеет. На стену, последовательно на залитый слой ложится новый горячий слой, что способствует снижению термоупругих напряжений с предыдущего слоя. Например, толщина заливаемого слоя для внешней стены обычно колеблется в пределах от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Это определяется технологическим регламентом, который зависит от многих факторов: состава шихты, температуры и влажности внешней среды и т.д. По мере роста высоты стены поднимается и печь, для чего используется механизм ее вертикального подъема. Управление перемещением печи достигается использованием нескольких реверсивных двигателей, каждый из которых ответственнен за одну из осей перемещения – это оси X,Y и Z.

Одновременно с литьем стекломассы в печь автоматически по шихтопроводу подается шихта, которая поступая в печь плавится и образует стекломассу с необходимыми для будующего дома характеритиками. Вместе с печью перемещаются системы энергоснабжения и отведения с рекуперацией избыточного тепла (например, при использовании индукционной печи), что технически не является трудновыполнимой задачей.

Печь перемещается и крепится на направляющих, обеспечивающих движение печи в трех направлениях – по осям Х, Y и Z (длина, ширина и высота). Перемещение печи по осям Х, Y и Z обеспечивает фиксацию выходного сопла печи в любой точке всего пространства строящегося дома, что позволяет построить процесс управления изливом расплава точно в соответствии со строительным проектом.

Предусматривается возможность «смены головок», т.е. автоматической смены печей, которые участвуют в заливке.

Например. Для заливки межкомнатных стен могут использоваться печи индукционного типа, которые позволяют заливать стены плотностью от 150 до 500 кг/м3, для заливки внешней стены может потребоваться двухсекционная печь для одновременной заливки внешней части стены плотностью от 500 до 4000 кг/м3 и внутренней теплоизоляционной стены с плотностью от 150 до 500 кг/м3. Несколько печей различного типа позволят выливать пол с заданным рисунком и требуемой структурой поверхности, что может полностью заменить покрытие полов (или стен) кафелем.  При этом одна печь, большего объема льет подложку, а другие – меньшего объема наносят рисунок. Кроме того, при необходимости, и различных требований к качеству поверхности, все это может быть сверху залито прозрачным слоем. Для декоративной отделки плотных полов и стен может использоваться плазмотрон.

На печь устанавливается выходное сопло в зависимости от назначения печи и цели литья. Сопло, в зависимости от вида проводимых работ, обеспечивает регулируемый уровень излива струи расплава, а так же прерывистый режим «выстреливания» расплава с различным объемом излива. Может так же устанавливаться изогнутое сопло для нанесения расплава на вертикальные стены и потолок. При этом, сопло имеет автономную систему нагрева.

Используемые стекловаренные печи могут отличаться объемом – от нескольких литров до нескольких кубометров, в зависимости от их назначения, типом – электрические или комбинированные (с газовым подогревом), а также внутренней конструкцией.

Обычно стекловаренных печи используются для изготовления стекол, различного назначения, что требует длительного технологического процесса состоящего из 5 этапов: силикатообразование, стеклообразование, осветление, гомогенизация и студка. Важно понимать, что содержащиеся в шихте минералы начинает плавиться от 500оС и выше. Обычно стекловаренные печи работают при температуре 1450оС и длительность технологического периода получения стекла связана с достижением высокого уровня расплава шихты, его осветления и гомогенизации, а также удалением в стекле пузырьков газов. В нашем случае не требуется полное расплавление шихты, при этом в расплаве вполне могут оставаться множество нерасплавленных соединений, уровень газа в стекломассе определяется требованием к плотности заливаемой стены и прочностными характеристиками, а температура в печи-головке может изменяться от 1200оС до 2300 оС, также и давление – от нескольких атмосфер до вакуума. Кроме того, при требовании высокой плотности к внешней стене может возникнуть потребность в более продолжительном периоде разогрева шихты – почти до завершения процесса стеклообразования. Тогда разогревать шихту в динамической печи будет не рационально. В этом случае рядом со стройкой может использоваться стационарная стекловаренная печь, в которой процесс силикатообразования и стеклообразования до необходимого уровня будет завершаться, а на выходе мы будем получать гранулы, которые и будут подаваться в динамичную печь-головку для заливки плотной стены. Для увеличения прочности стен в расплав могут помещаться небольшие s-образные кусочки металлической проволоки, обеспечивающие армирование стен, что не мешает в случае необходимости и напрямую армировать стены либо помещаемой в расплав манипулятором арматурой либо заливкой металла из перемещаемой индукционной печи.

 

Достоинство зданий, залитых стекломассой:

- не подвержены гниению, плесени, воздействию кислот, влаге,

- срок службы таких зданий достигает тысячелетие,

- высокая прочность. Могут веками стоять без разрушений и капремонта,

- легко реставрируются, а, при необходимости, материал зданий быть полностью использован для строительства нового более современного здания,

- обеспечивается существенно более высокий уровень экологичности, энергосбережения и комфортности проживания,

- значительно снижается стоимость построенных зданий, в сравнении с традиционным строительством, а также затраты на его поддержание. Кварцевый песок заменяет традиционный бетон и цемент,

- высокая плотность, недоступная бетонным конструкциям.

 



отдел технологий

г. Екатеринбург и Уральский федеральный округ

Звони: +7-908-918-03-57



или пиши нам здесь...

карта сайта

технологии 3d печати
3d принтеры технологии 3d печати
новые технологии 3d печати
аддитивные технологии 3d печати
fdm технология 3d печати
применение технологии 3d печати
sls технология 3d печати
технология методы 3d печати
технологии 3d печати медицине
технология 3d печати металлом
технология sla 3d печати
описание технологии 3d печати полимерами
сервис технологий 3d печати
fdm технология 3d печати полимерами
технология печати 3d дизайне интерьера

 

Еще технологии:

comments powered by HyperComments