Konstrukce tiskové hlavy pro 3D tisk betonových směsí
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Diplomová práce je zaměřena na návrh a výrobu aktivní tiskové hlavy určené pro 3D tisk betonových směsí. Cílem je zajistit požadované funkční parametry tiskové hlavy při minimální hmotnosti navrhovaného zařízení. Extruzi materiálu z vyrobené tiskové hlavy zajišťuje šnekový dopravník, tvarování vynášeného materiálu je realizováno otočně uloženou tryskou opatřenou zahlazovacími segmenty. Dimenzování hlavních prvků tiskové hlavy proběhlo na základě parametrů naměřených při testech starší verze tiskové hlavy a na základě MKP analýz. Výsledkem je vyrobená tisková hlava schopná extruze materiálu s příměsí kameniva o frakci 4–8 mm rychlostí 0,5–2 m3•h-1. Hmotnost tiskové hlavy činí 16,4 kg, což je 30% úspora vůči předchozí verzi tiskové hlavy. Vyrobená tisková hlava byla odzkoušena při tisku reálného objektu a splňovala všechny požadované parametry, je připravena pro implementaci do stroje zajišťujícího velkorozměrový tisk dílů do stavebnictví.
This diploma thesis deals with a design and manufacture of an active print head used for 3D printing of concrete mixtures. The aim is to ensure functional parameters of the print head at a minimal mass. Extrusion of the material from the print head is ensured by a screw conveyor, shaping of the material is carry out by a rotatably mounted nozzle provided with trowels. The dimensioning of the main elements of the print head is based on the parameters measured during tests with the older version of the print head and on the FEM analysis. The print head was manufactured and is able to extrude concrete mixture with an admixture of aggregate (fraction 4–8 mm) at a rate of 0,5–2 m3•h-1. The weight of the print head is 16.4 kg, which is 30 percent less than an older print head weighed. The manufactured print head was tested during the printing of a real object and met all the required parameters. The print head is ready for implementation in a machine providing large-scale printing of parts in the construction industry.
This diploma thesis deals with a design and manufacture of an active print head used for 3D printing of concrete mixtures. The aim is to ensure functional parameters of the print head at a minimal mass. Extrusion of the material from the print head is ensured by a screw conveyor, shaping of the material is carry out by a rotatably mounted nozzle provided with trowels. The dimensioning of the main elements of the print head is based on the parameters measured during tests with the older version of the print head and on the FEM analysis. The print head was manufactured and is able to extrude concrete mixture with an admixture of aggregate (fraction 4–8 mm) at a rate of 0,5–2 m3•h-1. The weight of the print head is 16.4 kg, which is 30 percent less than an older print head weighed. The manufactured print head was tested during the printing of a real object and met all the required parameters. The print head is ready for implementation in a machine providing large-scale printing of parts in the construction industry.
Description
Citation
SLAVÍČEK, J. Konstrukce tiskové hlavy pro 3D tisk betonových směsí [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Konstrukční inženýrství
Comittee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen)
Ing. Dětřich Robenek (člen)
doc. Ing. Stanislav Němeček, PhD. (člen)
Ing. Jan Čermák, Ph.D., MBA (člen)
Ing. Petr Čížek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2020-07-22
Defence
Student prezentoval výsledky své diplomové práce a zodpověděl otázky oponenta.
Otázky oponenta:
Prosím o komentář k volbě materiálů pro tiskovou hlavu. Byla použita většinou nerezová ocel, tryska byla plastová. Pro prototypové zařízení je to akceptovatelná kombinace. Jsou stejné materiály uvažovány i pro průmyslové použití? Plastová tryska asi otěru kameny neodolá. Také šnekové dopravníky např. pro stříkané omítkové směsi se dělají gumové. Pro silně otěrem namáhané nástroje lze použít kobaltové slitiny Stellite (např. v hornictví). Jak by přistoupil k volbě materiálu student? ZODPOVĚZENO
Jak byla testována tisková hlava z hlediska tuhnutí směsi a jaké je plánované další využití? ZODPOVĚZENO
Doc. Mazůrek: Jaký je postup když směs zatuhne v hlavě? ZODPOVĚZENO
Ing. Čížek: Očekáváte, že testovací zařízení je dostatečně univerzální, aby nedošlo při případné změně některých proměnných k ovlivnění výsledků testování? ZODPOVĚZENO
Ing. Čížek: Jaké jsou limity zařízení z hlediska provozních podmínek? ZODPOVĚZENO
Prof. Hartl: Ovlivňují reologické (tokové) vlastnosti směsi proces tisku, máte představu o reologii materiálu? ZODPOVĚZENO
Prof. Hartl: O jakou kapalinu se jedná z hlediska reologie? ZODPOVĚZENO
Doc. Hutař: Byly zkoušeny parametry tisku a jejich vliv na výsledné vlastnosti vytisknuté stavby? ZODPOVĚZENO
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Přístup k plnému textu prostřednictvím internetu byl licenční smlouvou omezen na dobu 1 roku/let