Казахстанские ученые из Satbayev University разработали инновационный манипулятор, который значительно улучшает точность работы 3D-принтеров в строительной отрасли. Это событие приурочено к Дню работников науки, который отмечается 12 апреля. Новая технология направлена на повышение эффективности систем 3D-печати, использующих автобетононасосы, и обеспечивает более точное позиционирование печатающей головки, что позволяет избежать отклонений в процессе укладки бетона.
Проблемы традиционных решений
В настоящее время для позиционирования печатающей головки в строительных 3D-принтерах часто применяются портальные, серийные или кабельные роботизированные системы. Однако такие решения не всегда адаптированы к условиям строительных площадок, где присутствуют пыль, вибрации и температурные колебания, а также требуют сложной калибровки. Для решения этих проблем исследователи из Дрезденского технического университета предложили использовать автобетононасос, но его открытая кинематическая структура создает паразитные отклонения, что негативно сказывается на точности печати.
Разработка и тестирование манипулятора
Для устранения указанных недостатков ученые Satbayev University разработали специальный компенсационный манипулятор и печатающее сопло для бетона. В ходе работы был проведен анализ различных типов манипуляторов, в результате которого было выбрано наиболее эффективное решение — параллельный манипулятор дельта-типа. После необходимых инженерных расчетов была создана 3D-модель устройства и изготовлен прототип в масштабе 1:1, который успешно прошел испытания с нагрузкой в 46 кг.
Результаты тестирования подтвердили функциональные возможности манипулятора и его способность обеспечивать точное позиционирование печатающей головки. Научный руководитель проекта, ассоциированный профессор Азамат Мустафа, отметил, что разработанное решение позволяет эффективно интегрировать существующую строительную технику с новыми технологиями, что открывает возможности для широкого применения 3D-печати в строительстве.
Научная новизна исследования заключается в адаптации автобетононасоса под задачи 3D-принтера с минимальными конструктивными изменениями. Это позволяет сократить затраты на приобретение дорогостоящих роботизированных систем и оптимально использовать уже имеющиеся на рынке устройства. Проект реализуется в рамках программы грантового финансирования на 2023-2025 годы Комитета науки Министерства науки и высшего образования РК.
