ВПЛИВ КОНСТРУКТИВНИХ ХАРАКТЕРИСТИК 3D ПРИНТЕРА НА ЯКІСТЬ ЕКСТРУЗІЇ

Анотація

У роботі досліджено вплив швидкості переміщення сопла та швидкості подачі суміші на якість формування екструзійного шару 3D-принтером. Дослідження виконано з використанням методів планування експерименту за двофакторним трирівневим планом. Як досліджуваний критерій обрано показник якості екструзії, що характеризує стабільність потоку, однорідність укладання шару та геометричну рівність надрукованої конструкції або споруди. За результатами експериментально-статистичної обробки отримано адекватну регресійну модель другого порядку, яка описує нелінійний характер впливу досліджуваних факторів та їх взаємодію. Встановлено існування області раціональних режимів екструзії, за яких забезпечується висока якість формування шару. Показано, що узгоджене регулювання швидкості руху сопла та швидкості подачі суміші є необхідною умовою стабільності процесу та підвищення якості адитивного виготовлення будівельних конструкцій.

1. Perrot A., Rangeard D., Pierre A.Structural built-up of cement-based materials used for 3D-printing extrusion techniques. Materials and Structures, 2016. https://doi.org/10.1617/s11527-016-0848-4.
2. Марчук В.В., Дворкін Л.Й., Макаренко Р.М. Вплив параметрів та критерій визначення якості екструзії при 3D-друці. Вісник НУВГП. Технічні науки. Том 3 № 113 (2026).
3. Hager, I.; Golonka, A.; Putanowicz, A. 3D printing of buildings and building components as the future of sustainable construction? Proc. Eng. 2016, Vol. 151, pp. 292–299. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.357
4. Nan Zhang, Jay Sanjayan, «Extrusion nozzle design and print parameter selections for 3D concrete printing», «Cement and Concrete Composites» (2023). https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2023.104939
5. «Sanjayan J., Nematollahi B., Xia M., Marchment T. Effect of printing parameters on interlayer bond strength of 3D printed concrete. Construction and Building Materials, 2018. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.232
6. «Dong An, Mahfuzur Rahman, Y.X. Zhang, Richard (Chunhui) Yang, Effects of Key 3D concrete printing process parameters on layer shape: Experimental study and Smooth Particle Hydrodynamics modelling, Case Studies in Construction Materials, Volume 22,2025, https://doi.org/10.1016/j.cscm.2025.e04718.
7. Havryliak S.A. New technologies in the field of construction. Using 3D printers», // Theory and building practice. видавництво Львівської політехніки.- 2021. - Вип. 3, №. 1. - С. 15-22. https://doi.org/10.23939/jtbp2021.01.015
8. Buswell R.A., Leal de Silva W., Jones S.Z., Dirrenberger J. 3D printing using concrete extrusion: A roadmap for research. Cement and Concrete Research, 2018. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.05.006.
9. Savytskyi M.V., Shatov S.V., Ozhyshchenko O.A., «3D-друк будівельних об’єктів», «Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури». 2020. Вип. 2, С. 59–68.
10. Dvorkin, L.; Dvorkin, O.; Ribakov, Y. Mathematical experiments planning in concrete technology. Nova Science Publishers: New York, USA, 2011, 173 p.