Sistema y método de construcción inteligente mediante impresión 3D y fabricación aditiva

Campo técnico

La presente invención está referida a un sistema de impresión inteligente en tres dimensiones y fabricación aditiva, mediante una variedad de materiales cementosos y cuya finalidad es reproducir los modelos 3D previamente diseñados en un modelo CAD.

Estado de la técnica anterior

En el estado de la técnica se conocen distintos fabricantes de sistemas constructivos basados en impresión 3D, como son ICON Technology, Inc.; COBOD International A/S; y Yingchuang Building Technique Co. Ltd (WINSUN).

Así, por ejemplo, el documento W02020180323A1 describe unos sistemas de construcción para construir una estructura sobre una base y métodos relacionados con los mismos. En una realización, el sistema de construcción incluye un conjunto de riel configurado para montarse en la base. Además, el sistema de construcción incluye un pórtico dispuesto de forma móvil en el conjunto de riel configurado para trasladarse a lo largo de un primer eje con respecto al conjunto de riel. Además, el sistema de construcción incluye un conjunto de impresión dispuesto de forma móvil en el pórtico y configurado para trasladarse a lo largo de un segundo eje con relación al pórtico. El segundo eje es ortogonal al primer eje. El conjunto de impresión está configurado para depositar capas apiladas verticalmente de un material de construcción extruible sobre la base para construir la estructura. El pórtico tiene un ancho a lo largo del segundo eje que está configurado para ajustarse con respecto a la base.

El documento W02020131119A1 se refiere a métodos para construir una estructura y un medio legible por ordenador no transitorio relacionado. En una realización, el método incluye (a) definir un primer corte vertical y un segundo corte vertical de la estructura. Una sección transversal lateral de la estructura dentro del primer corte vertical es diferente a la sección transversal lateral de la estructura para el segundo corte vertical. Además, el método incluye (b) depositar una pluralidad de primeras capas apiladas verticalmente de un material de construcción extruible con un conjunto de impresión para formar la primera porción o slice vertical. Además, el método incluye depositar una pluralidad de segundas capas apiladas verticalmente del material de construcción extruible encima de la primera porción o slice vertical con el conjunto de impresión para formar la segunda porción o slice vertical. Frente al estado de la técnica citado, es necesario generar un sistema constructivo funcional desde un punto de vista industrial y que mejore la calidad de los acabados, garantizando la medularidad de forma que el producto se adapte a las necesidades del usuario, garantizando unos parámetros de impresión de calidad lo más próximo posibles a los estándares de la construcción. El sistema mejora las prestaciones de trabajo de la tecnología existente en el mercado, permitiendo un trabajo en continuo 24 horas al día, 7 días a la semana, mejora la seguridad laboral y establece un sistema inteligente basado en técnicas de visión artificial para el control del proceso y toma de decisiones. Esto se alcanza mediante el sistema constructivo de la reivindicación 1 .

Explicación de la invención

Es un objeto de la presente invención un sistema de construcción innovador, basado en tecnología de impresión 3D (FDM, Fused Deposition Modeling). El sistema constructivo está asociado con un método implementado por computador que interpreta el modelo 3D y lo imprime a través de una máquina de impresión directa que comprende una estructura autoportante de configuración cartesiana dotado de un cabezal de impresión que deposita capas de hormigón para crear una estructura tridimensional in situ. Este objeto se alcanza con la máquina de impresión 3D, el método implementado por computador y el diseño arquitectónico constructivo de las reivindicaciones que acompañan a la presente memoria descriptiva.

Para ello, la máquina de impresión se configura como un sistema mecánico estructural de acero - preferentemente- con una configuración cartesiana (ejes X-Y-Z) que dispone de un eje Y continuo y modular, de tal forma que permita adaptarse al rango de impresión a construcciones de distintas dimensiones usando la misma impresora. Además, comprende un sistema de carriles ajustables en altura y anchura para la nivelación y ajuste de la estructura cartesiana.

La máquina de impresión 3D, además, está configurada para la impresión directa sin dispositivos de acumulación de material en el cabezal o tolva. La máquina de impresión dispondrá de un sistema de mezclado de doble cámara, bombeo e impulsión de morteros especiales de base cementosa o arcillosa, lo que permite la impresión de materiales especiales como microcementos, morteros ecológicos mezclados con plásticos reciclados, morteros de base arcillosa y fibras naturales, entre otros. Dicho sistema de bombeo debe estar interconectado con la impresora para el envío y recepción de información con el autómata.

El sistema constructivo objeto de la presente invención está configurado, por tanto, para conseguir una óptima calidad de impresión y una alta productividad, debida a la reducción drástica de los tiempos de construcción mediante una impresión 24 horas sin tiempos de descanso y un sistema inteligente de monitorizado y control.

La gran velocidad de construcción de estructuras verticales la hace idónea para la fabricación de estructuras prefabricadas en entornos interiores con condiciones ambientales controladas. La construcción de las estructuras de una casa de 100 m ² puede ser impresa en un tiempo total inferior a las 24 horas. La velocidad máxima de impresión del sistema constructivo de la invención es superior a los l OOOmm/segundo estando limitada 300 mm/segundo por motivos de seguridad.

La característica que posibilita la impresión continua durante 24 horas es la duplicidad del sistema de bombeo en forma de espejo, intercambiando cada cierto tiempo el sistema de bombeo y el equipo humano.

Otro factor diferencial de la invención radica en su sistema de impresión inteligente mediante la implementación de sistemas de visión e inteligencia artificial que permiten el control del proceso y la toma de decisiones por el propio sistema. Éste garantiza de forma autónoma y sin intervención del factor humano la calidad de impresión, manteniendo estables los parámetros de impresión y minimizando los errores.

Además, el sistema constructivo de la invención reduce el impacto medioambiental frente a los sistemas constructivos tradicionales o los sistemas del estado del arte. El sistema constructivo de la presente invención permite una reducción de un 60% en el uso de materiales y energía, ya que se generan menos residuos y emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera.

Precisamente, debido a todo lo anterior, el coste de la construcción impresa es mucho menor que el de una construcción tradicional. Por ejemplo, el coste estimado es de una quinta parte sobre la construcción tradicional, también debido en parte a que el personal requerido para el manejo del sistema no tiene por qué ser un especialista en la construcción, sino solo en el manejo del propio sistema inteligente que, además, está simplificado.

Finalmente, otro factor clave que la presente invención mejora frente a los sistemas constructivos tradicionales y aquellos descritos en el estado del arte es la seguridad laboral. La presente invención permite reducir el número de operarios que ejecutan la obra y que presentan unos riesgos asociados a la propia tarea de construcción con una elevada accidentabilidad. La máquina de impresión puede ser operada con tan sólo dos o tres operarios que monitorean el proceso de mezcla, bombeo e impresión, sin intervenir prácticamente en el proceso constructivo propiamente dicho.

Las ventajas descritas se desprenden de las reivindicaciones que acompañan a la presente descripción. A lo largo de la descripción y de las reivindicaciones, la palabra «comprende» y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la invención y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración y no se pretende que restrinjan la presente invención. Además, la invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención, que se ¡lustra como un ejemplo no limitativo de ésta.

La Fig.1 muestra una vista en perspectiva del conjunto de la máquina de impresión que forma parte del sistema de construcción mediante impresión 3D y fabricación aditiva objeto de la presente invención. La Fig.2 es una vista en planta de la máquina de impresión de la Fig.1. La Fig.3 es la sección S-S representada en la Fig.2. La Fig. 4 muestra el conjunto de movimiento en el eje X y la canalización de mangueras unidas a dicho eje. La Fig.5 muestra las columnas que conforman el conjunto de movimiento en los ejes Y - Z. La Fig.6 muestra el detalle de unión del eje X con las columnas móviles. Las FIG 7, 8 y 9 muestran el sistema de railes del eje Y y la transmisión por correas dentadas sincrónicas. La Fig.10 muestra los detalles de los elementos de desplazamiento sobre los raíles del eje Y, junto a la canalización de mangueras de producto y cableado eléctrico. La Fig.11 muestra los detalles del sistema motriz de las columnas sobre el eje Y. La Fig.12 muestra los detalles del sistema motriz de la columna sobre el eje Z. En las figuras 13,14,15 y 16 disponemos de los detalles del cabezal de impresión y su sistema motriz sobre el eje X. En la Fig.17 se detalla el sistema de protectores de partes móviles interiores y carenado del cabezal de impresión. En la Fig.18 se detalla el esquema funcional implementado de la visión e inteligencia artificial del sistema de impresión. La Fig. 19 muestra esquemáticamente las fases el proceso de impresión 3D. Finalmente la Fig.20 nos muestra el dispositivo de seguridad implementado en el sistema a través de un vallado perimetral.

Explicación de un modo detallado de realización de la invención

Tal y como se ha indicado a lo largo de la descripción, la presente invención está referida a un sistema de impresión inteligente en tres dimensiones y fabricación aditiva mediante materiales cementosos y cuya finalidad es reproducir los modelos 3D previamente diseñados. Así pues, el sistema constructivo está compuesto por una máquina de impresión y un método implementado por computador que permite ejecutar la extrusión automatizada de materiales cementosos - preferentemente hormigón- en capas de acuerdo con un modelo digital predefinido. Además, la impresora está dotada de un sistema inteligente para monitorizar y actuar de forma autónoma sobre el proceso de impresión.

Así pues, el material cementoso, que en una realización particular no limitativa es hormigón o mortero fresco, se bombea mediante un dispositivo de bombeo externo hacia un cabezal de impresión. El hormigón o mortero fresco se extruye a través de una boquilla y se coloca de acuerdo con un patrón de capas predefinido, además, estas capas se aplican en la parte superior de forma continua hasta que se imprime la geometría deseada.

Ya en referencia a las figuras, la máquina de impresión se configura como un sistema mecánico estructural -preferentemente- de acero con una configuración cartesiana (ejes X-Y-Z) que dispone de un eje Y, continuo y modular, de tal forma que permita adaptar el rango de impresión a construcciones de distintas dimensiones usando la misma impresora. Además, comprende un sistema de carriles 4 ajustables en altura y anchura para la nivelación del área de impresión. La máquina de impresión se puede observar con detalle en las figuras 1 a 3. En la figura 1 se detallan las partes principales de la máquina de impresión, que son el armario central, referenciado como 5, donde se aloja toda la parte eléctrica y electrónica de control (PLC, los controladores de los servos, etc.) del autómata. También se observa el eje X de perfil estructural, referenciado como 1 , fabricado en acero es por donde se desliza el cabezal de impresión 3, y mostrado en detalle en las figuras 13,14,15,16. Otra parte son las columnas de acero móviles, referenciadas como 2 en las figuras, que conforman el eje Z y mostrado en detalle en las figuras 5,11 y 12. En las figuras 7,8,9,10 se detallan el sistema constructivo de los carriles 4 que configuran el desplazamiento en el eje Y . Paralelo al perfil estructural 1 del eje X y en la parte superior de las columnas se dispone otro eje estructural de acero 8 por donde discurren los cableados eléctricos de la instalación que van instalados entre las dos columnas verticales 2 que conforman el eje Y - Z.

En las figuras 4 y 13, se muestra el conjunto que facilita el movimiento en el eje X, el cual está formado por un tramo de perfil estructural 41 del eje X, sobre el cual se desplaza el cabezal de impresión 3, por medio de una correa dentada sincrónica de transmisión 98, cual va sujeta en sus extremos mediante tensores 97 al perfil estructural 41 del eje X. En este conjunto también están presentes los elementos de canalización para las mangueras y cableados eléctricos de la máquina 45, de tal forma que se posibiliten los movimientos en los diferentes ejes mediante un primer conjunto de cadena plástica 43 en el eje Y, así como un segundo conjunto de cadena plástica 42 en el eje Z, manteniendo el flujo de material de forma constante. Sobre el perfil estructural 41 del eje X se dispondrá la bandeja por donde discurrirán las mangueras de producto. El conjunto de columnas móviles que facilita el movimiento en los ejes Y - Z se muestra en la FIG.5. Este conjunto está compuesto por una base que comprende un canal 56 con unas ruedas de apoyo autoguiadas sobre los carriles 4 y cerradas en ambos lados por una pareja de paneles protectores frontal y trasero 57 y una pareja de paneles protectores laterales 55. Sobre la base dimana una columna de perfil estructural soldado 54, dotada de una pantalla textil de protección 50 y unos protectores laterales de plástico 49 para evitar el contacto directo con el sistema motriz de usillos guiados que desplazan la placa de montaje 52 del eje X, de tal forma que el perfil estructural 41 del eje X pueda desplazarse entre dos puntos extremos de la estructura 54, generando el movimiento en Z del cabezal de impresión 3.

Para el montaje y ajuste de perpendicularidad entre las columnas 54 (eje Z), el perfil estructural 41 (eje X) y las guías del suelo (eje Y), la placa de montaje 52 emplea un sistema de unión de 2 tornillos con agujeros colisos 53 que permitirán el correcto ajuste de paralelismo entre columnas y perpendicularidad con las guías del suelo. Este detalle se puede observar en la FIG.6.

El movimiento en el eje Y se produce a través de los carriles o raíles 4, que son -preferentemente- perfi les modulares de acero que se pueden unir entre ellos para conformar una superficie nivelable continua sobre la cual se desplazan sincrónicamente las columnas 2 que conforman el conjunto Y-Z mostrado en la figuras 5 y 6. En ambos extremos del guiado se montan los soportes de sujeción y de tensión 62 anclados a la misma guía y sobre los cuales se monta una correa dentada de transmisión sincrónica 58 para el movimiento sincronizado de las columnas 2. Todo el conjunto se puede nivelar para absorber las deformaciones del terreno donde se instale la impresora.

En las FIG 7, 8 y 9 se muestran los detalles de la correa sincrónica 58 del eje Y. Dicha correa requiere una tensión de trabajo conferida con un par de tensores 62 situados el extremo final de los carriles.

En la FIG.9 se muestra el sistema de anclaje y nivelación de las guías que garantizará la planitud del conjunto y el ajuste de la distancia entre columnas. La máxima longitud de impresión en el eje Y es variable, quedará definida por la longitud de los carriles pudiendo añadirse o eliminarse tramos mediante la unión de railes con tornillos 65. La planitud de todo el conjunto se consigue mediante un sistema de doble tornillo de bloqueo 63 que permite regular y fijar dos placas 66 en altura, estas placas se están colocadas a lo largo de toda la guía. Este sistema de doble placa regulable en altura 66 que permite la nivelación de los raíles en altura localizada, actuando de forma puntual sobre las distintas diferencias de altura del suelo. Por otro lado, la fijación al suelo y el ajuste de distancia y de paralelismo entre los raíles se consigue mediante anclajes metálicos 64 y montados sobre agujeros colisos y situados a lo largo de los raíles. En las figuras 8, y 10 se muestra el conjunto de las guías de apoyo de las ruedas autoguiadas del conjunto o columnas mostrado en la fig.5. El guiado presenta un perfil de apoyo plano 61 sobre el que apoya una rueda metálica con rodamientos 68 y un perfil rectangular 59 donde encajar una rueda con ranura en forma de U 67. Sobre dicho perfil irán montados los limitadores físicos o topes 60, ubicados en los 4 extremos de los carriles y donde actuarán los finales de carrera o interruptor de posición. Los finales de carrera o interruptor de posición 72, van montado sobre la base del carro, son los sensores que actúan sobre los topes 60 fijados en los raíles y detectan la posición del conjunto móvil mediante dicho accionamiento mecánico del eje Y. Estos finales de carrera se encuentran montados en los ejes X,Y,Z y permiten el ajuste de los límites del área de impresión de la máquina a lo largo de dichos ejes. Existen 4 finales de carrera en el eje Y 72, dos unidades en el eje X 95 y otros cuatro en el eje Z 81 .

En la figura 10 también podemos observar el conjunto de dos cadenas plásticas que permiten la canalización para las mangueras de producto 69 conectadas al cabezal de impresión y de cableados eléctricos 71 de la máquina 45, de tal forma que se posibilite el movimiento libre de las mangueras 70 en los diferentes ejes y posibilidades de movimiento del cabezal de impresión. Las cadenas irán depositadas en el suelo sobre unas bandejas metálicas 82 con función de guía.

La figura 11 nos muestra los detalles del sistema motriz para el desplazamiento del conjunto de columnas 2 sobre los raíles 4 en el eje Y. El conjunto utiliza servo motores 75 con una transmisión a 90° que transmite el movimiento a un engranaje 73 acoplado a la correa dentada sincrónica 58 montada sobre los raíles 4. El sistema utiliza dos poleas de tensión 74 que aseguran el correcto ajuste y sincronismo del movimiento generado por los motores. El sistema está situado en la parte baja de las columnas móviles 2 y que da protegido por los paneles protectores frontales 57 y los paneles protectores laterales 55.

La figura 12 se muestra el detalle del sistema motriz para el desplazamiento del conjunto del perfil estructural de eje X 1 sobre las columnas 2 en el eje Z. El conjunto utiliza servo motores 78 que transmiten el movimiento a un usillo vertical 77 a través de una correa dentada79. Esta correa está monitorizada por un sensor de seguridad 80 que detecta la rotura de la correa y actuaría con el freno de emergencia del servo motor 78 para evitar la caída descontrolada del eje X 1. Todo el conjunto está guiado internamente con dos columnas rectificadas de acero 76. El conjunto dispone de dos finales de carrera o interruptor de posición 81 , que están fijos en la parte superior e inferior de la columna sobre los que actúan mecánicamente la parte interior de la placa de anclaje al eje X.

En las figurasl 3, 14, 15 y 16 se muestra el cabezal de impresión 3 en detalle. Concretamente, el cabezal de impresión 3 se monta sobre una placa de fijación 90 del cabezal al perfil estructural 41 del eje X mediante cuatro ruedas autoguiadas O que se encajan en un perfil metálico 101 dispuesto sobre el bastidor metálico 41. La placa de fijación 90 dispone de un sistema de ajuste 102 de distancia entre las ruedas autoguiadas 100 para favorecer el correcto movimiento del conjunto.

En la parte trasera del cabezal de impresión 3 queda dispuesto el sistema motriz compuesto por un servo 103 motor montado sobre un soporte 106 anclado a la placa de fijación del cabezal 90. El movimiento del cabezal se realiza con la actuación del motor servo 103 que transmite el movimiento a un engranaje 105 acoplado a la correa dentada sincrónica 58 montada sobre el perfil estructural del eje X 1 . El sistema utiliza dos poleas de tensión 104 que aseguran el correcto ajuste y sincronismo del movimiento generado por el motor.

El sistema de transmisión del cabezal, al igual que en los raíles del eje Y, dispone de una correa dentada sincrónica 58 que va fijada y tensada en sus extremos mediante amarres especiales 97.

La placa de fijación 90 dispone de dos finales de carrera o interruptor de posición fijados en la parte izquierda 95 a y derecha 95 b de la placa que actúan mecánicamente sobre los topes 94 fijados en los dos extremos del eje X.

En la parte frontal de la placa de fijación 90, el cabezal de impresión 3 comprende la parte final de inyección, que están compuestos por una boquilla 92 de extrusión configurable a distintos diámetros, una válvula de corte 93 para abrir y cerrar el paso del material hacia la boquilla de extrusión, un conectar 99 con la manguera del material 70 y, finalmente, un regulador neumático 91 configurado para hacer operar la válvula de corte.

La FIG 18 muestra el esquema del sistema de visión e inteligencia artificiales implementado en la máquina para la inspección y control del proceso de impresión, se compone de diversos elementos:

Un programa o programas de inteligencia artificial, compuestos por un conjunto de instrucciones almacenadas en una memoria y ejecutables por un controlador lógico programadle (PLC)

Un dispositivo óptico de adquisición de imágenes o perfilómetro láser montado en la placa de fijación 30,

Unos medios de comunicación, registro y análisis,

Un programa o programas compuestos por una pluralidad de instrucciones que, cuando son ejecutadas por el controlador lógico programable, permiten detectar un defecto constructivo. El sistema de visión e inteligencia artificial dispone de unas cámaras/perfilómetros 120 dispuestos en el cabezal de impresión 4 de modo que generan y envían un INPUT 121 que se envía al PLC 122 de forma continua y en tiempo real de la impresión. A través de un software y unos algoritmos de decisión instalado en el PLC, con el cual podemos detectar los defectos existentes en el cordón de impresión y detectar superficies defectuosas, tales como falta o exceso de material y deficiencias dimensionales del cordón. Este sistema permite una detección de errores, una comunicación, y una toma de decisiones autónoma en tiempo real durante la impresión. Mediante unos algoritmos de control el PLC actuará sobre dos parámetros fundamentales de impresión y generando dos OUTPUTS simultáneos y coordinados en el proceso de impresión.

En primer lugar, se enviará una señal a los drivers de los servomotores y a su vez a los propios servomotores que controlan el sistema motriz del autómata 123. El OUPUT 125 modificará la velocidad del cabezal / boquilla 31 de impresión dependiendo de los resultados del algoritmo y de las imágenes captadas por el perfilómetro se tomarán las distintas decisiones: se mantendrá la velocidad si el resultado es correcto, se aumentará la velocidad si la anchura del cordón es superior a las tolerancias máximas, se reducirá la velocidad si la anchura del cordón es inferior a las tolerancias mínimas o se detendrá en caso de defectos o discontinuidades que superen las tolerancias máximas.

En segundo lugar, se enviará una señal al PLC de la bomba de mezclado e impulsión de material 124. El OUTPUT 126 modificará por medio de un variador de frecuencia la potencia de los motores de mezclado e impulsión del material modificando el caudal nominal de material bombeado. Dependiendo de los resultados del algoritmo y de las imágenes captadas por el perfilómetro se tomarán las distintas decisiones: se mantendrá la velocidad de impulsión (por lo tanto, el caudal) si el resultado es correcto, se aumentará la velocidad si la anchura del cordón es inferior a las tolerancias mínimas, se reducirá la velocidad si la anchura del cordón es superior a las tolerancias máximas o se detendrá en caso de defectos o discontinuidades que superen las tolerancias máximas.

El cabezal de impresión y la boquilla 31 estará sujeto en todo momento a modificaciones de velocidad de movimiento (mm/s) y caudal (l/h) de material depositado durante la impresión que permitirán una gran autonomía y calidad de impresión.

La correcta implementación de los dos OUTPUTS de forma simultánea y coordinada será la base del sistema de inteligencia artificial del sistema. Este sistema dota al equipo de ventajas como son corrección de errores durante el proceso de impresión, optimización de la calidad, reducción de producto desechado, efectividad y optimización del proceso de impresión. Además, el cabezal de impresión 3 cuenta con la particularidad de estar dotado de dos cámaras IP configuradas para visualizar el proceso de impresión, exactamente la deposición del cordón desde la boquilla 31 de extrusión y desde la parte superior de la impresora. Su funcionalidad es el control visual, por parte del operario de la calidad de impresión muy necesaria cuando el cabezal de impresión 3 alcance cierta altura donde el operario no tenga una visión directa del cordón.

La figura 19 muestra el proceso de impresión basado en la implementación de nuevos diseños arquitectónico-constructivos con el sistema de construcción inteligente de fabricación aditiva, objeto de esta invención. El proceso empieza por la creación de un diseño arquitectónico 127 que se plasmará en un modelo 3D CAD 129, el cual recogerá los requerimientos específicos (habitabilidad, resistencia, entre otros) y cumplirá con un código constructivo normalizado. Estos modelos deberán ser validados mediante modelos de ensayo por ordenador antes de su puesta en ejecución.

El modelo 3D será enviado a un software de laminación 130 de código abierto específico de las tecnologías de fabricación aditiva, el cual generará un G-CODE o código con las órdenes para la ejecución de la impresora 3D. Por último, previo a la impresión el G-CODE deberá ser postprocesado 131 con el fin de adaptar las órdenes de la solución constructiva a las peculiaridades de nuestro sistema.

Una vez la primera fase se ha completado con éxito disponemos de un G-CODE que será leído e interpretado por el sistema de construcción inteligente 128. El proceso de impresión empieza por la configuración de parámetros específicos del equipo de la impresora 3D 132. Se ajustarán las estrategias de impresión y los parámetros como son diámetros de boquilla, secciones y diámetros de manguera, etc. Algunos de los parámetros como el diámetro de la boquilla de impresión que definirá el ancho del cordón, velocidad de impresión de la boquilla, longitud de área de impresión y altura de capas, entre otros.

A continuación, deberemos preparar los parámetros del sistema de bombeo 133, para asegurar un caudal de material constante durante la impresión, tales como selección del estator y rotor de la bomba que define el caudal, selección del eje mezclador primario, palas de impulsión, etc. A su vez, el sistema de bombeo debe configurarse para conseguir un correcto mezclado y bombeo que garantice el caudal requerido en cada momento para garantizar la calidad e continuidad de la impresión. Otros de los parámetros del sistema de bombeo son el tipo de material empleado, la cantidad de agua en su mezcla, selección de eje dosificador de mezclado, selección de rotor y estator de impulsión, entre otros.

Estos parámetros conseguirán que el material cementoso se bombee a través del sistema de bombeo configurado para realizar la mezcla de materiales y su impulsión siguiendo las ordenes que se establecer en el G-CODE y son leídas por el PLC y ejecutadas por la impresora. La deposición del material llegará hasta la boquilla 31 de extrusión sujeta al cabezal de impresión 3. El sistema de alimentación del material se conecta a través de mangueras de alta presión para transportar los materiales a aplicar. Las mangueras están seccionadas en tramos, para ampliar el rango de impresión y para su fácil limpieza,

Otro factor imprescindible en el sistema es el material 3D 134, el cual debe presentar una propiedades Teológicas y físicas para garantizar la extrusión correcta y el resultado deseado de la solución constructiva.

Adicionalmente, se implementan procesos automatizados, como son el proceso de purga y limpieza, para evitar atascos del material en las mangueras con procesos de purga de material a través de la boquilla de extrusión 31 , bien tras una pausa del proceso de impresión o si se ha superado un tiempo máximo de parada preestablecido. En este proceso de purga, la impresión se detiene y el cabezal de impresión 3 se mueve a la zona de limpieza establecida para tal efecto donde comienza a purgar material. Una vez que comienza el proceso de purga, el sistema de bombeo purgará el cabezal de impresión 3 durante un tiempo preestablecido. Finalmente, el cabezal de impresión 3 se coloca en el último punto donde se detuvo y retoma la impresión.

Finalmente, la FIG.20 muestra el sistema de seguridad implementado en la máquina para la prevención de accidentes consistente en un vallado perimetral, formado por una pluralidad de paneles metálicos 141 y pedestales 142, con una puerta de acceso 140. Se acota físicamente el área de impresión por el que se está moviendo la máquina y así monitorizar e impedir el acceso incontrolado de cualquier persona de forma involuntaria, evitando con ello cualquier situación de riesgo para todo aquel personal ajeno a la instalación y que no esté trabajando conjuntamente con la máquina mientras la misma esté en movimiento. En caso de apertura de la puerta de seguridad, el sistema está dotado de un sensor magnético de detección, conectado con el Controlador Lógico Programable o PLC 5 y la máquina de impresión entrará automáticamente en estado seguro, limitando su velocidad y aceleración máxima en todos sus ejes a una velocidad y aceleración establecida como segura. Además, el vallado cuenta con setas de emergencia 143 ubicadas en sus dos extremos, lo que permite a un operario dentro del área de impresión detener la máquina en cualquier momento.