AP19679899 — Исследование и проектирование манипулятора, компенсирующего отклонения строительного 3D-принтера на базе автобетононасоса и позиционирующего печатающую головку
Целью работы - является исследование и разработка манипулятора, компенсирующего паразитное отклонение стрелы автобетононасоса, используемого в качестве манипулятора строительного 3D принтера и позиционирование печатающую головку в пространстве для печати стен сложной формы и специального сопла.
Актуальность: Поскольку шарниры транспортирущего механизма автобетонососа имеют открытую кинематическую стркутуру и выполнены из длинных шарнирных соединений, он не рассчитан на точное позиционирование и имеет паразитные отклонения и вибрации. Таким образом, автобетононасос не может обеспечить необходимую точность при печати бетоном. Чтобы обеспечить необходимую точность, печатающий механизм должен иметь дополнительный компенсирующий механизм. А для печати стен сложной формы и под разными углами, необходимо позиционировать печатающий механизм в пространстве. Для решения этих проблем рекомендуется исследовать и разработать манипулятор с возможностью компенсации и позиционирования.
Научный руководитель: доктор PhD, ассоц. профессор, Мустафа Азамат Қошықұлұлы.
Полученные результаты: В ходе исследования был проведён комплексный анализ манипуляторов с функциями компенсации и позиционирования, в результате чего выбран наиболее эффективный вариант — параллельный манипулятор дельта-типа Клавеля. Определена оптимальная конструкция, разработана 3D-модель в SolidWorks, а кинематический анализ и рабочая область исследованы в MATLAB. Динамические характеристики рассчитаны с использованием метода Лагранжа, моделирование выполнено в OpenModelica, разработана система управления. Создан экспериментальный образец в масштабе 1:1 и успешно протестирован совместно с механизмом подачи бетона. Также разработан специальный вибрационный сопло-насадок, интегрированный в систему, что позволило реализовать печать сложных бетонных конструкций. Предложенное решение способствует снижению затрат и повышению экологической эффективности строительной 3D-печати.
Список публикаций с ссылками на них
- Mustafa A., Storch F., Rustem K., Plashnik P., Will F., Mukhagali S., Waurich V. Compensation manipulator for concrete 3D printing based on the CONPrint3D // ES Materials & Manufacturing. – 2024. – Vol. 24. – P. 1127. DOI: 10.30919/esmm1127. – URL: https://www.espublisher.com/journals/articledetails/1127/
- Sagyntay M., Storch F., Mustafa A., Plaschnick P., Will F., Baigunchekov Z. Automated production of 3D printed concrete structures with integrated reinforcement mesh based on standard reinforcement bars // Engineered Science. – 2025. – Vol. 35. – P. 1589. DOI: 10.30919/es1589. – URL: https://www.espublisher.com/journals/articledetails/1589/
- Мустафа А.Қ., Кайыров Р.А., Сағынтай М.Қ., Нұғман Е.З. Аддитивті технологиямен 3D баспалау кезінде пайда болатын ауытқуларды компенсациялайтын манипулятор // Science and Technology of Kazakhstan. – 2025. – Б. 144–155. DOI: 10.48081/ECWK2774. – URL: https://stk.tou.edu.kz/archive/view-pdf/776