Roboticwork – Construction & beyond

3D tlač
betónu

Roboticwork je lídrom revolúcie v stavebníctve

Roboticwork verí, že dizajn, architektúra a konštrukcia môžu byť efektívnejšie pomocou 3D betónovej tlače. 3D tlačiareň betónu môže v závislosti od projektu skrátiť čas výstavby až o 50 %. Táto metóda môže zároveň znížiť náklady a spotrebu energie, čo z nej vytvára atraktívnu možnosť pre trvalo udržateľnú výstavbu. Naše robotické rameno MARS na 3D tlač betónu stanovuje nové štandardy v tomto odvetví.

Unikátna technológia

Meníme stavebníctvo pomocou robotiky

Roboticwork je slovenská technologická spoločnosť, ktorá je priekopníkom vo využívaní robotiky a 3D tlače v stavebníctve. Roboticwork ktorý kombinuje priemyselné roboty, softvér a jedinečné stavebné materiály, umožňuje efektívne a s oveľa rýchlejšou dobou dodania vyrábať optimalizované konštrukcie. Hlavným zameraním sú riešenia 3D tlače betónu.

Tím

Mgr. Art Vojtech Ďuriš Ph D.- dizajnér, konštruktér, hlavný vývojár
Peter Svoboda - koordinátor výroby
Karol Šturc - tvorba karbónových a laminátových častí
Juraj Klimáček - CAD dizajnér a špecialista na opracovávnanie kovov
Jakub Pilinský - tvorba technickej dokumantácie

Technológia

M.A.R.S. nanovo definuje robotické ramená na 3D tlač betónu

MARS – Moving Autonomous Replication System – je samopohybujúci a autonómny reprodukčný systém. Je to 3D tlačové zariadenie typu SCARA robot. Je schopné tlačiť objekty v perimetri 8 metrov od jeho vlastného centra.

MARS používa na pohyb vlastný pásový podvozok. Ten sa po dosiahnutí bodu, z ktorého je pripravený tlačiť, prekonfiguruje do polohy na troch nohách. Tie sú rozostavené v 120-stupňových uhloch od centra zariadenia. Podvozok sa skladá z troch pásov. Každý z nich je otáčateľný v dvoch osiach a samotné pásy sú otáčateľné na spoločnej podstave. Na túto podstavu je upevnený nadpájateľný stĺp, po ktorom sa tlačová hlava pohybuje po vertikálnej osi. Tlačovú hmotu tvorí suchá betónová zmes, ktorá sa dodáva vrecovaná, v „bigbagoch“ alebo v silách.

Na ovládanie zariadenia po spustení centrálnej napájacej sústavy slúži grafické rozhranie prenosné z počítača pomocou jeho vlastnej wifi siete. Grafické rozhranie je zdieľateľné s dotykovými obrazovkami. Je tvorené intuitívnou základnou vrstvou, ktorá slúži na obsluhu všetkých pohyblivých častí zariadenia. Systém pracuje s BIM (Building Information Modeling), čo je v princípe databáza informácií o stavbe. Tá môže byť reprezentovaná ako 3D model obohatený o informácie, t. j. jeho jednotlivé stavebné elementy. BIM objekty obsahujú geometrické a negeometrické informácie.

Prečo Roboticwork?

Úspora času

66

Veľkú časť nákladov na výstavbu tvorí práca. Bežné práce na betóne si vyžadujú zvýšený počet pracovných síl. 3D tlačený betón si však nebude vyžadovať príliš veľa ľudí na mieste a ani vysoký počet odpracovaných hodín ľudskou silou.

Náklady nižšie o

70

Náklady na výstavbu sú až o 70 % nižšie a náklady na materiál až o 80 % nižšie. Od zníženia plytvania materiálom až po zníženie množstva práce na mieste, 3D tlač betónu by mohla vyhotoviť stavbu dostupnejšiu ako kedykoľvek predtým.

Emisie nižšie o

32

3D tlač betónu znižuje odpad, pretože proces využíva iba betón potrebný na návrh. Ešte výraznejšie je však zníženie emisií uhlíka. Niektoré zmesi znižujú emisie CO2 až o 32 %.

Priemer tlače

16

Priemer tlače 16 m je jedinečný v danom segmente. Takisto ponúka neobmedzený rozsah do výšky.

Projekty

Mars šetrí náklady a čas - overené v praxi

Pri výstavbe vodárenskej veže, ktorá bola súčasťou obchodného komplexu vo Voderadoch (Slovenská republika), bolo použité rameno na 3D tlač betónu MARS Celý proces výstavby sa uskutočnil na mieste, vďaka čomu sa zvyšila efektívnosť a znižuje odpad.

Technické informácie

PODVOZOK

3D tlačové zariadenie používa na pohyb vlastný pásový podvozok, ktorý sa po dosiahnutí bodu, z ktorého je pripravené tlačiť, prekonfiguruje do polohy na troch nohách. Tie sú rozostavené v 120° uhloch od centra zariadenia. Držiaky pásov sú otáčateľné na spoločnej podstave, ktorá tvorí centrum zariadenia. Na túto podstavu je upevnený stĺp, po ktorom sa tlačová hlava pohybuje vo vertikálnej osi. Pohyb pásov v troch osiach zabezpečujú tri servomotory na každý pás prostredníctvom prevodoviek.

NEOBMEDZENÁ VÝŠKA TLAČE

3D tlačové zariadenie používa centrálny stĺp s možnosťou nadpojenia metrových segmentov. Výška stĺpu nie je limitovaná a je fixovaná o stavbu pomocou kovových tiahel upevnených na stĺp a vytlačené časti stavby. Každý metrový segment stĺpu má v polovici tri závity orientované troma smermi, ktoré umožňujú pripojenie kotviacich tiahel. Po nivelácii stĺpu je vyvažovanie aktívne približne do 1 500 mm výšky tlače. S postupným zretím vytlačených vrstiev sa stĺp kotví o stavbu a aktívne elektronické vyvažovanie sa vypína.

NIVELÁCIA RAMIEN

3D tlačové zariadenia používa na niveláciu ramien aktívnu kontrolu motorov, čo znamená, že elektronika udržiava ramená v horizontálnej polohe aj pri pôsobení vonkajších síl (napr. vietor, zotrvačnosť). Dva nosníky, na ktorých je uchytené rameno č.1 sú navrhnuté tak, aby dva motory pomocou tiahel mohli kombináciou ťahu meniť uhol ramena v dvoch osiach. Gyroskopický senzor umiestnený v ramene č. 1 poskytuje počítaču údaje o zmene polohy. Na základe toho počítač pomocou jedného alebo druhého motora upravuje správnu polohu ramena č. 1, čo vplýva aj na niveláciu ramena č. 2.

ZDVÍHANIE RAMIEN

Po ukončení tlače môže v centre zostať nevytlačiteľný kruh s priemerom 1,2 m, cez ktorý sa zariadenie môže pohybovať smerom nadol po stĺpe. To umožňuje vertikálne vztýčenie ramien, ktoré je integrované do dizajnu zariadenia. Vďaka kombinácii nivelácie a zdvíhania postačujú na obsluhu motory ťahu umiestnené v centrálnej hlave v hornej časti.

ROZSAH TLAČE

Zariadenie je navrhnuté tak, aby tlačilo objekty v kruhovom rozsahu s priemerom 16 m, s možnosťou tlačiť minimálne do vnútorného kruhu s priemerom 0,8 m. Konštrukcia tlačového ramena typu Scara umožňuje tlačovej tryske priblížiť sa k obvodu centrálnej hlavy zariadenia, čiže aj tlačenie priečky domu v blízkom okolí stredu tlačového zariadenia.

TRANS AXLE

Prenos hnacieho momentu ramena, ktoré sa otáča okolo koncového bodu ramena, zabezpečuje kardanový hriadeľ, pružne uchytený v špeciálnych lôžkach, aby nebol ovplyvňovaný nakláňaním ramena v dôsledku samonivelácie. Podobne ako pri pretekárskych automobiloch je prevodovka odpojená od motora, čo vyťažuje sústavu. Prenos sily medzi nimi zabezpečuje hliníková dutá hriadeľ. Po vztýčení ramena dôjde k rozpojenie kardanového hriadeľa.

SAMOSVORNOSŤ PREVODOVIEK

Presný pohyb ramien zabezpečujú samosvorné šneky a ozubené kolesá. Ich uloženie a tvar zubov sú navrhnuté tak, aby pomocou tlakových pružín a uchytenia v špeciálnych ložiskových domčekoch eliminovali vôle v pohone. Ozubené koleso prenáša pohyb na rameno a je poháňané šnekom. Tvar zubov je navrhnutý tak, aby sa dotýkali bočných stien bez vôle. Systém je zabezpečený proti horizontálnemu posunu pomocou sťahovacích tyčí a vonkajšieho karbónového krytu.