(untitled) (Збірник наукових праць Галузеве машинобудування будівництво, 2022)
Спорудження об’єктів будівництва способом 3D-друку набуває все більшого поширення. Дана технологія має ряд переваг перед традиційними способами виконання будівельних робіт. Проте, поряд з перевагами 3D-бетонування має також і недоліки, мінімізувати вплив яких на якість виконання будівельних робіт можна застосувавши науково обґрунтовані підходи до вдосконалення як самої технології так і машин, які при цьому використовуються. Одним із факторів, які впливають на якість нанесення матеріалу на поверхню друку є узгодження продуктивності екструдера будівельного 3D-принтера та швидкості його пересування понад поверхнею. Цього можна досягти урахувавши реологічні властивості бетонної суміші та спосіб її подачі у зону нанесення. Пропонується суміш для 3D-принтера моделювати реологічною моделлю Гершеля-Балклі, яка дозволяє врахувати зміну дотичних напружень зсуву залежно від в’язкісних властивостей суміші та індексу її течії. Для опису подачі суміші через щілинний канал між торцем сопла екструдера та поверхнею друку застосовано методику Пуазейля. Виведено аналітичні залежності для визначення продуктивності екструдера та швидкості витискання суміші через сопло. Передбачається, що швидкість пересування екструдера над поверхнею друку повинна дорівнювати середньоінтегральній швидкості витискання суміші через щілинний канал між торцем сопла екструдера та поверхнею друку. В подальшому намічено проведення експериментальних досліджень з метою підтвердження запропонованої гіпотези. Для проведення експериментальних досліджень створено лабораторний 3D-принтер, який конструктивно являє собою робот-маніпулятор зі встановленим на ньому екструдером. Пересуванням екструдера по просторовій траєкторії, швидкість обертання лопатей та шнека екструдера здійснюється індивідуальними механізмами, керування якими забезпечується апаратно-програмним забезпеченням на платформі Arduino.