An intelligent active microfilter for the preparation of composite fine-grain linear 3D printing compound with applications in the construction industry

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21110%2F22%3A00364557" target="_blank" >RIV/68407700:21110/22:00364557 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Inteligentní aktivní mikrofiler pro přípravu kompozitní jemnozrnné směsi lineárního 3D tisku s uplatněním ve stavebnictví

Original language description

Smyslem vývoje a úpravy aktivního mikrofileru pro kompozitní směsi vhodné pro 3D tisk je zlepšení reologických vlastností a konzistenčních charakteristik směsí, které umožní tisk i velmi jemných struktur. Základem extruzivního lineárního 3D tisku je využití vazké směsi, vytlačitelné pomocí extrudéru. Vlastnosti této směsi bude možné různým způsobem modifikovat např. přidáváním rozmělněného recyklovaného polystyrenu nebo dalších přísad dle účelu jejího využití. Cílem v této souvislosti bylo funkční vzorek směsi vyrobit na poloprovozním vysokorychlostním mlecím zařízení na základě výsledků optimalizace složení směsi a mlecích režimů v laboratorní fázi výzkumu a to v množství minimálně 100 kg. Návazně bylo provedeno ověření vlastností směsi v reálných podmínkách při extruzivním lineárním 3D tisku malých stavebních nebo designových prvků a to zejména s ohledem na reologické chování směsi při tisku a vývoji pevnostních charakteristik materiálu vytištěných stavebních prvků. Pevnostní charakteristiky kompozitní směsi využité pro vytištění malých stavebních nebo designových prvků bylo podrobeno též posouzení s využitím nedestruktivních zkušebních metod. Navržená a ověřovaná suchá kompozitní směs pro lineární 3D tisk uplatnitelný ve stavebnictví sestává ze tří základních komponent: a) aktivního inteligentního mikrofileru b) hrubého plniva (těžený praný křemičitý písek o zrnitosti 0-2 mm), který by měl být v budoucnosti variantně nahraditelný drobným drceným kamenivem z vysokopecní strusky c) rychle tuhnoucí pojivo

Czech name

Inteligentní aktivní mikrofiler pro přípravu kompozitní jemnozrnné směsi lineárního 3D tisku s uplatněním ve stavebnictví

Czech description

Smyslem vývoje a úpravy aktivního mikrofileru pro kompozitní směsi vhodné pro 3D tisk je zlepšení reologických vlastností a konzistenčních charakteristik směsí, které umožní tisk i velmi jemných struktur. Základem extruzivního lineárního 3D tisku je využití vazké směsi, vytlačitelné pomocí extrudéru. Vlastnosti této směsi bude možné různým způsobem modifikovat např. přidáváním rozmělněného recyklovaného polystyrenu nebo dalších přísad dle účelu jejího využití. Cílem v této souvislosti bylo funkční vzorek směsi vyrobit na poloprovozním vysokorychlostním mlecím zařízení na základě výsledků optimalizace složení směsi a mlecích režimů v laboratorní fázi výzkumu a to v množství minimálně 100 kg. Návazně bylo provedeno ověření vlastností směsi v reálných podmínkách při extruzivním lineárním 3D tisku malých stavebních nebo designových prvků a to zejména s ohledem na reologické chování směsi při tisku a vývoji pevnostních charakteristik materiálu vytištěných stavebních prvků. Pevnostní charakteristiky kompozitní směsi využité pro vytištění malých stavebních nebo designových prvků bylo podrobeno též posouzení s využitím nedestruktivních zkušebních metod. Navržená a ověřovaná suchá kompozitní směs pro lineární 3D tisk uplatnitelný ve stavebnictví sestává ze tří základních komponent: a) aktivního inteligentního mikrofileru b) hrubého plniva (těžený praný křemičitý písek o zrnitosti 0-2 mm), který by měl být v budoucnosti variantně nahraditelný drobným drceným kamenivem z vysokopecní strusky c) rychle tuhnoucí pojivo

Type

G_funk - Functional sample

CEP classification

—

OECD FORD branch

20101 - Civil engineering

Project

<a href="/en/project/TH04020043" target="_blank" >TH04020043: Innovative technology for the use of inorganic industrial waste materials or by-products</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2022

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

TH04020043-V7

Numerical identification

TH04020043-V7

Technical parameters

Základní složkou aktivního hydrofilního mikrofileru pro přípravu směsí pro lineární 3D tisk ve stavebnictví je podsítná frakce z třídění na válcovém mlýně s hladkými válci mletých, vzduchem chlazených vysokopecních strusek z výroby železa společnosti Liberty Ostrava a.s., které jsou skladovány a zpracovávány společností Ecocoal Slag Handling s.r.o. v areálu tzv. "Struskárny" na Lihovarské ulici v Ostravě - Kunčičkách. Tyto strusky mají poměrně vysokou abrazí a neobsahují volný SiO2, který by u některých aplikací (jako například využití v případě abraziva pro otryskávání) mohl z hygienických důvodů takový materiál diskvalifikovat. Ale ve výše uvedené vzduchem chlazené vysokopecní strusce je veškeré SiO2 vázáno v silikátech Ca a Mg, především pak v gehlenitu, ackermanitu, merwinitu nebo v malém množství ve spinelu. V rámci komplexního využití materiálu těchto strusek bylo v návaznosti na užitný vzor 036132 zkoušeno abrazivo pro otryskávání (zejména kovových a betonových povrchů) a jejich výroba ve Výzkumném a vývojovém centru společnosti FF Servis s.r.o. v Moravském Berouně. Vzhledem k hrubé zrnitosti (cca. 0,1 mm - 2 mm) kterou musí abraziva pro otryskávání mít a vzhledem k vysoké abrazi vysokopecních, vzduchem chlazených strusek, byla tato abraziva připravena nikoliv ve vysokorychlostním mlýně, ale ve mlýně dvouválcovém. Základní složka mikrofileru byla získána jako směs podsítné frakce třídění těchto abraziv a odprašků z válcového mlýna při mletí těchto strusek na abraziva. Tedy v tomto ohledu se jedná o snahu nalezení komplexního řešení, které umožní bezodpadové využití veškerých upravovaných vysokopecních strusek.

Economical parameters

Alternativní suchá směs pro lineární 3D tisk založená na aktivním mikrofileru a využívající vysokopecní strusku jako plnivo i složku pojiva má vést k významnému snížení výrobních nákladů, díky čemuž by mělo být možné takové řešení na trhu nabídnout s cenou min. o 40 % nižší v porovnání se standardními komerčními kompozitními směsmi pro 3D tisk. Docílení výhodnější ceny pro komercializaci má podpořit též snížení potřebnosti dodatečných chemických přísad.

Application category by cost

—

Owner IČO

68407700

Owner name

České vysoké učení technické v Praze / Fakulta stavební

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Licence fee requirement

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Web page

—