ES2957717A1

ES2957717A1 - MULTIFUNCTION ADDITIVE MANUFACTURING SYSTEM, ASSOCIATED BUILDING CONSTRUCTION PROCEDURE AND ASSEMBLY PROCEDURE

Info

Publication number: ES2957717A1
Application number: ES202230536A
Authority: ES
Inventors: Jose Daniel Cebrián
Original assignee: Printable Co
Current assignee: Printable Co
Priority date: 2022-06-17
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2024-01-24
Anticipated expiration: 2042-06-17
Also published as: ES2957717B2

Abstract

Multifunction additive manufacturing system comprising at least one main structure and one main module; where the main structure comprises at least: four columns; some upper beams; two parallel beams, slidably attached to a different pair of columns; a transverse beam, slidably joined at its ends, each with a parallel beam; a mobile carriage slidably coupled to the transverse beam; and a manufacturing tip with a construction material extruder mouth; and where the main module comprises at least: means of manufacturing, driving and conveying the construction material; electrical power means; and a control unit operatively connected to the above means. The construction procedure of a building associated with the previous system, and the assembly procedure thereof, are also described. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

SISTEMA DE FABRICACIÓN ADITIVA MULTIFUNCIÓN,MULTIFUNCTION ADDITIVE MANUFACTURING SYSTEM,

PROCEDIMIENTO ASOCIADO DE CONSTRUCCIÓN DE UN EDIFICIO YASSOCIATED PROCEDURE FOR CONSTRUCTION OF A BUILDING AND

PROCEDIMIENTO DE MONTAJEASSEMBLY PROCEDURE

SECTOR DE LA TÉCNICATECHNIQUE SECTOR

La presente invención se refiere a un sistema de fabricación aditiva para la fabricación de edificios o similar. Más concretamente a un sistema de fabricación aditiva multifunción y autónomo que comprende una central de fabricación del material de construcción y una estructura de fabricación del edificio, con una boquilla extrusora que deposita capas de material sucesivas para lograr la construcción de las paramentas verticales de los edificios. The present invention relates to an additive manufacturing system for the manufacturing of buildings or similar. More specifically, a multifunction and autonomous additive manufacturing system that includes a construction material manufacturing center and a building manufacturing structure, with an extruder nozzle that deposits successive layers of material to achieve the construction of the vertical walls of the buildings. .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Actualmente, los métodos de construcción tradicionales requieren la utilización de material, como los ladrillos o los bloques, que deben de ser transportados y colocados individualmente de manera manual, siendo un proceso lento y costoso, que genera gran cantidad de residuos y material desperdiciado, así como una gran cantidad de mano de obra no cualificada que debe desplazarse hasta la localización de la construcción para poder desarrollar las diferentes operaciones. Currently, traditional construction methods require the use of material, such as bricks or blocks, which must be transported and placed individually manually, being a slow and expensive process, which generates a large amount of waste and wasted material, as well as as a large amount of unskilled labor that must travel to the construction location in order to carry out the different operations.

Así mismo, también podemos encontrar los métodos de fabricación que utilizan los muros prefabricados, esto es, losas de hormigón pensado que se transportan desde el punto de fabricación hasta el lugar de construcción del edificio, precisando de maquinaria pesada para su colocación, con los riesgos humanos y los costes económicos que ello conlleva. Likewise, we can also find the manufacturing methods used by prefabricated walls, that is, slabs of concrete that are transported from the point of manufacture to the construction site of the building, requiring heavy machinery for their placement, with the risks humans and the economic costs that this entails.

Por otra parte, son ampliamente conocidas las técnicas actuales de impresión 3D, que emplean las tecnologías de fabricación por adición, en las que un objeto tridimensional es creado mediante la superposición de capas sucesivas de material On the other hand, current 3D printing techniques are widely known, which use additive manufacturing technologies, in which a three-dimensional object is created by superimposing successive layers of material.

De esta forma, y ante los problemas de la construcción tradicional, han surgido en la actualidad diferentes sistemas que emplean las tecnologías de fabricación por adición en la construcción de edificios. In this way, and in the face of the problems of traditional construction, different systems that use additive manufacturing technologies in the construction of buildings have currently emerged.

En este sentido, podemos encontrar en el estado de la técnica numerosos documentos que hacen referencia a lo anteriormente mencionado. In this sense, we can find in the state of the art numerous documents that refer to the aforementioned.

Podemos encontrar, por ejemplo, el documento WO2005070657 que describe un sistema robotizado con un pórtico móvil, que comprende una viga superior extendida entre al menos dos elementos laterales, que están montados de manera deslizable sobre un par de rieles. La viga superior comprende una boquilla extrusora, montada de manera deslizable a lo largo de la citada viga, con un controlador de posición que monitoriza tanto el robot del pórtico como la boquilla extrusora. We can find, for example, document WO2005070657 that describes a robotic system with a mobile gantry, comprising an upper beam extended between at least two lateral elements, which are slidably mounted on a pair of rails. The upper beam comprises an extruder nozzle, slidably mounted along said beam, with a position controller that monitors both the gantry robot and the extruder nozzle.

Así mismo, para realizar estructuras de gran altura, el sistema robótico puede utilizar un mecanismo de elevación que eleva de forma controlada la plataforma del pórtico hasta una altura deseada, donde el sistema de elevación comprende una pluralidad de grúas por medio de cables, de manera que se levante el pórtico hasta una altura suficiente para que la boquilla extrusora pueda depositar una capa de material encima de una ya previamente extruida. Likewise, to create high-rise structures, the robotic system can use a lifting mechanism that raises the gantry platform in a controlled manner to a desired height, where the lifting system comprises a plurality of cranes by means of cables, so that the gantry be raised to a sufficient height so that the extruder nozzle can deposit a layer of material on top of one that has already been extruded.

Por otra parte, la plataforma del pórtico comprende una plataforma de extensión que sostiene el material de construcción, al que se puede acceder mediante un manipulador robótico. Furthermore, the gantry platform comprises an extension platform that holds the construction material, which can be accessed by a robotic manipulator.

El documento también incluye la utilización de unos apoyos con ruedas, para que la estructura completa se soporte sobre las paredes verticales ya construidas y fraguadas, de manera que se mantenga la verticalidad del conjunto completo, otorgando la rigidez lateral necesaria como para realizar las operaciones necesarias. De manera que el pórtico se apoyará directamente sobre el suelo cuando todavía no haya estructura sobre la que sustentarse. The document also includes the use of supports with wheels, so that the complete structure is supported on the vertical walls already built and set, so that the verticality of the complete assembly is maintained, providing the necessary lateral rigidity to carry out the necessary operations. . So the porch will rest directly on the ground when there is still no structure to support it.

Podemos encontrar también el documento AT385550, en el que se describe un sistema de fabricación rápida y precisa de edificios, en el que partes del mismo pueden fabricarse de manera independiente sin necesidad de utilizar un encofrado. We can also find document AT385550, which describes a system for rapid and precise manufacturing of buildings, in which parts of it can be manufactured independently without the need to use formwork.

Para lograrlo, el sistema comprende una estructura principal con cuatro columnas conectadas a través de cuatro vigas, que soporta una viga transversal con una boquilla extrusora. Donde la viga transversal puede desplazarse a lo largo de la estructura principal, y la boquilla extrusora se desplaza en dirección transversal a lo largo de la viga. Adicionalmente, la boquilla extrusora puede desplazarse verticalmente la altura de un piso, para poder conformar las diferentes capas de material de construcción. To achieve this, the system comprises a main structure with four columns connected through four beams, which supports a transverse beam with an extruder nozzle. Where the cross beam can move along the main structure, and the extruder nozzle moves in the transverse direction along the beam. Additionally, the extruder nozzle can move vertically the height of one floor, to be able to form the different layers of construction material.

Pertenece también al estado de la técnica el documento US2007181519 en el que se describe una máquina desplegable que comprende un vehículo y un sistema de pórtico que puede configurarse para colapsarse en el propio vehículo, de manera que estaría inoperativo, y para extenderse, de manera que estructura de pórtico estaría soportada en parte por el propio vehículo. Así mismo, también se describe el proceso de fabricación que incluye el traslado del vehículo a una primera ubicación, para extender el pórtico desplegable hasta su posición de trabajo. Document US2007181519 also belongs to the state of the art, in which a deployable machine is described that comprises a vehicle and a gantry system that can be configured to collapse into the vehicle itself, so that it would be inoperative, and to extend, so that gantry structure would be supported in part by the vehicle itself. Likewise, the manufacturing process is also described, which includes the transfer of the vehicle to a first location, to extend the deployable gantry to its working position.

Por último, podemos encontrar también el documento US2021040724, en el que se describe un sistema de producción de edificios mediante impresión aditiva, que incluye un mezclador de hormigón, y que comprende un puente móvil sobre dos patas deslizantes sobre raíles formando una estructura tipo grúa puente, con una estructura superior rigidizadora con dos vigas paralelas. Finally, we can also find document US2021040724, which describes a building production system using additive printing, which includes a concrete mixer, and which comprises a mobile bridge on two sliding legs on rails forming a bridge crane-type structure. , with an upper stiffening structure with two parallel beams.

De esta forma, se puede concluir que ya existen sistemas en el estado de la técnica que tratan de minimizar el impacto de los métodos de construcción tradicionales, mediante medios de deposición de hormigones, a partir de estructuras tipo puente grúa, pórtico móvil a través de raíles, o brazos robóticos, que además requieren de un suministro continuo de material no incluido en los anteriores documentos. In this way, it can be concluded that there are already systems in the state of the art that try to minimize the impact of traditional construction methods, through means of concrete deposition, from crane bridge type structures, mobile gantry through rails, or robotic arms, which also require a continuous supply of material not included in the previous documents.

Sin embargo, ninguno de los sistemas descritos logra una estabilidad estructural suficiente como para permitir una construcción adecuada y precisa del edificio en cuestión. However, none of the systems described achieve sufficient structural stability to allow adequate and precise construction of the building in question.

Por otra parte, los documentos pertenecientes al estado de la técnica no describen procesos optimizados de construcción de edificios, ya que requieren el movimiento de diferentes medios de transporte pesados, tanto en el montaje del propio sistema de fabricación como en el traslado de los materiales de construcción utilizados. On the other hand, the documents belonging to the state of the art do not describe optimized building construction processes, since they require the movement of different heavy means of transport, both in the assembly of the manufacturing system itself and in the transfer of the construction materials. construction used.

Por último, los sistemas descritos no permiten la construcción de la cimentación de los edificios, por lo que todos requerirían de una etapa previa de cimentación, como la que se viene utilizando en los métodos de construcción tradicionales. Finally, the systems described do not allow the construction of the foundations of the buildings, so all of them would require a prior foundation stage, such as the one that has been used in traditional construction methods.

Es por ello que se hace necesario un sistema de fabricación autónoma que permita la construcción íntegra de un edificio sin intervención directa de recursos humanos, en un tiempo reducido y de una manera optimizada. This is why an autonomous manufacturing system is necessary that allows the complete construction of a building without direct intervention of human resources, in a reduced time and in an optimized manner.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION

El sistema de fabricación aditiva multifunción y los procedimientos asociados que la invención propone se configura, pues, como destacable novedad dentro de su campo de aplicación, ya que a tenor de su implementación y de manera taxativa se alcanzan satisfactoriamente los objetivos señalados, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que los distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción. The multifunction additive manufacturing system and the associated procedures that the invention proposes are, therefore, configured as a notable novelty within its field of application, since according to its implementation and in an exhaustive manner, the stated objectives are satisfactorily achieved, the details being characterizers that make it possible and that distinguish them conveniently included in the final claims that accompany this description.

Para facilitar la comprensión, a lo largo de la descripción se utiliza un sistema de coordenadas en el que el Eje Z representa el eje vertical, mientras que los ejes X e Y representan los ejes horizontales. For ease of understanding, a coordinate system is used throughout the description in which the Z Axis represents the vertical axis, while the X and Y axes represent the horizontal axes.

Concretamente, la presente invención plantea un sistema de fabricación aditiva multifunción que permite la fabricación completa de un edificio a partir de la generación propia del material de construcción, y la deposición del mismo en capas sucesivas que permiten conformar la paramenta horizontal y/o vertical de la estructura, con el objetivo de fabricar composiciones tridimensionales de alta resistencia estructural, a partir de la utilización de fuentes de energía propias Specifically, the present invention proposes a multifunction additive manufacturing system that allows the complete manufacturing of a building from the generation of the construction material itself, and the deposition of the same in successive layers that allow the horizontal and/or vertical walls to be formed. the structure, with the aim of manufacturing three-dimensional compositions of high structural resistance, from the use of own energy sources

Así mismo, el sistema comprende medios de manipulación de los elementos auxiliares empleados en la fabricación de los edificios, como pueden ser las ventanas, las puertas o similar. Likewise, the system includes means for manipulating the auxiliary elements used in the manufacture of buildings, such as windows, doors or similar.

Para lograrlo, la presente invención comprende al menos dos módulos diferentes: el módulo principal de control y de fabricación del material de construcción, y la estructura principal del sistema de fabricación. To achieve this, the present invention comprises at least two different modules: the main control and manufacturing module of the construction material, and the main structure of the manufacturing system.

Por una parte, la estructura principal del sistema de fabricación estará comprendida por un prisma rectangular, que comprende cuatro pilares a modo de sustentación vertical de una estructura horizontal que comprende dos vigas paralelas, cada una de ellas unida de manera deslizante a un par de pilares diferentes; y una viga transversal a las anteriores, unida de manera deslizante por sus extremos, cada uno a una viga paralela. On the one hand, the main structure of the manufacturing system will be comprised of a rectangular prism, which includes four pillars as a vertical support for a horizontal structure that includes two parallel beams, each of them slidably attached to a pair of pillars. different; and a transverse beam to the previous ones, slidingly joined at its ends, each one to a parallel beam.

Es decir, según la anterior explicación, los cuatro pilares serán fijos, mientras las vigas paralelas se desplazarán verticalmente a lo largo de los pilares, y la viga transversal se desplazará horizontalmente a lo largo de las vigas paralelas. That is, according to the previous explanation, the four pillars will be fixed, while the parallel beams will move vertically along the pillars, and the transverse beam will move horizontally along the parallel beams.

Por otra parte, la viga transversal comprende un carro con una punta de fabricación, que puede desplazarse a lo largo de la viga transversal. Donde la punta de fabricación comprende una boca extrusora, que comprende medios de desplazamiento vertical, que le permiten alcanzar una cota inferior a la definida por las bases de los pilares. On the other hand, the transverse beam comprises a carriage with a manufacturing tip, which can move along the transverse beam. Where the manufacturing tip includes an extruder mouth, which includes vertical displacement means, which allow it to reach a level lower than that defined by the bases of the pillars.

Con los movimientos anteriormente descritos, esto es, el movimiento en el Eje Z de las vigas paralelas, el movimiento de la viga transversal en el Eje X y el movimiento del carro en el Eje Y, se logran obtener lo grados de libertad necesarios para poder alcanzar cualquier punto del interior de la estructura con la punta de fabricación. With the movements previously described, that is, the movement in the Z axis of the parallel beams, the movement of the transverse beam in the reach any point inside the structure with the manufacturing tip.

Cabe destacar que la punta de fabricación podrá comprender tantos elementos como sea necesario, para realizar el total de las maniobras requeridas durante el proceso de fabricación del edificio, como por ejemplo una pinza, una herramienta de corte o un taladro. It should be noted that the manufacturing tip may include as many elements as necessary to carry out all the maneuvers required during the building manufacturing process, such as a clamp, a cutting tool or a drill.

Particularmente, la estructura principal podrá ser modular, permitiendo el aumento de las dimensiones en cualquiera de los ejes, tanto la vertical en Z, como las horizontales en X e Y, hasta alcanzar el límite estructural que asegura la rigidez del conjunto y permite una precisión suficiente como para la correcta y óptima realización del edificio. De esta manera puede adaptarse la estructura principal al área de fabricación. Particularly, the main structure may be modular, allowing the increase of dimensions in any of the axes, both the vertical in Z, and the horizontal in X and Y, until reaching the structural limit that ensures the rigidity of the assembly and allows precision. sufficient for the correct and optimal realization of the building. In this way the main structure can be adapted to the manufacturing area.

Así mismo, la modularidad permitirá encadenar diferentes columnas, de manera que se logren alcanzar diferentes alturas, y realizar edificios de varias plantas. Likewise, modularity will allow different columns to be chained, so that different heights can be reached, and multi-story buildings can be created.

Por otra parte, la estructura principal podrá desplazarse por medio de un sistema de ruedas y/u orugas rotatorias orientables 360°, instaladas en las bases de los pilares, de manera que se permita el desplazamiento de la estructura completa en el plano horizontal, pudiendo llegar a la posición correcta sobre la superficie sin necesidad de realizar el desmontaje completo de la estructura. On the other hand, the main structure can be moved by means of a system of wheels and/or 360° rotating tracks, installed at the bases of the pillars, so that the movement of the complete structure is allowed in the horizontal plane, being able to reach the correct position on the surface without having to completely dismantle the structure.

Así mismo, la estructura contempla la inclusión de una pasarela superior que servirá para la realización del control visual de la fabricación por parte de un experto. Likewise, the structure contemplates the inclusion of an upper walkway that will serve to carry out visual control of the manufacturing by an expert.

En segundo lugar, y con el objetivo de suministrar el material de construcción a la punta de fabricación de la estructura principal, y controlar el proceso de fabricación completo, la invención comprende una central de control y de fabricación del material, que se encargará de controlar el sistema completo y todos los elementos incluidos en el mismo; y de fabricar el material de construcción que se suministrará a la punta de fabricación. Secondly, and with the objective of supplying the construction material to the manufacturing point of the main structure, and controlling the complete manufacturing process, the invention comprises a material control and manufacturing center, which will be responsible for controlling the complete system and all the elements included in it; and to manufacture the construction material that will be supplied to the manufacturing tip.

Esta central comprenderá todos los elementos necesarios para logar el correcto suministro de material hasta la punta de fabricación, es decir, los sistemas de fabricación y almacenamiento, los medios de impulsión del material y las conducciones encargadas de transportarlo desde el almacenamiento hasta la punta de fabricación, así como los medios de alimentación eléctrica. This plant will include all the elements necessary to achieve the correct supply of material to the manufacturing point, that is, the manufacturing and storage systems, the means of driving the material and the pipelines responsible for transporting it from the storage to the manufacturing point. , as well as the electrical power means.

En primer lugar, la central de fabricación del material se encargará de mezclar e impulsar el material de hormigón, preferentemente reforzado con fibras, a la vez que controla su calidad. Permitiendo una fabricación in situ del material, que permite una economización y optimización con gran exactitud del material a fabricar, evitando su caducidad, la generación de residuos y el impacto medioambiental que requiere un continuo abastecimiento siguiendo los medios tradicionales, como por ejemplo un camión hormigonera y una autobomba. Firstly, the material manufacturing center will be in charge of mixing and pumping the concrete material, preferably reinforced with fibers, while controlling its quality. Allowing in situ manufacturing of the material, which allows economization and optimization with great accuracy of the material to be manufactured, avoiding its expiration, the generation of waste and the environmental impact that requires continuous supply following traditional means, such as a concrete mixer truck. and a pumper.

En segundo lugar, la alimentación eléctrica podrá lograrse mediante la colocación de paneles solares en el área superior de las columnas, y de la propia central de fabricación, de manera que el sistema genere la energía necesaria para su funcionamiento. Secondly, the electrical supply can be achieved by placing solar panels in the upper area of the columns, and in the manufacturing plant itself, so that the system generates the energy necessary for its operation.

También podrá comprender medios de almacenamiento de la energía, que conserven los excedentes de energía generados a través de los paneles solares, para ser utilizados en aquellas etapas de mayor requerimiento energético. It may also include energy storage means, which conserve the surplus energy generated through the solar panels, to be used in those stages of greatest energy requirement.

Finalmente, la alimentación eléctrica podrá comprender una conexión a la red eléctrica general y/o a un grupo electrógeno, para poder utilizarla en situaciones en las que la generación energética solar no sea suficiente como para abastecer al conjunto. Finally, the electrical supply may include a connection to the general electrical network and/or to a generating set, to be able to use it in situations in which solar energy generation is not sufficient to supply the set.

De esta forma, el sistema objeto de la presente invención se caracteriza por su completa autonomía, ya que tanto el material de fabricación, como la alimentación eléctrica, serán suministradas directamente por el módulo principal de control y fabricación del material, permitiendo una capacidad de trabajo ininterrumpida, en la que la mayor parte de la energía de genera de manera limpia, reduciendo los costes y el impacto ambiental. In this way, the system object of the present invention is characterized by its complete autonomy, since both the manufacturing material and the electrical power supply will be supplied directly by the main control and manufacturing module of the material, allowing a work capacity uninterrupted, in which most of the energy is generated cleanly, reducing costs and environmental impact.

Así mismo, comprenderá una unidad de control encargada de gestionar todo lo relativo a las operaciones y el funcionamiento del sistema, como el consumo de energía y la monitorización y control del proceso completo de construcción. Likewise, it will include a control unit in charge of managing everything related to the operations and functioning of the system, such as energy consumption and the monitoring and control of the entire construction process.

Para facilitar la tarea de control del proceso de construcción, la estructura principal comprende un sistema de sensores, colocados preferentemente en las esquinas de las vigas paralelas y en la boca extrusora, que recogerán los datos que serán enviados a la unidad de control, que aplicará algoritmos de inteligencia artificial (en adelante IA), para poder analizar el proceso y tomar las decisiones óptimas en función de la información recibida. To facilitate the task of controlling the construction process, the main structure includes a system of sensors, preferably placed in the corners of the parallel beams and in the extruder mouth, which will collect the data that will be sent to the control unit, which will apply artificial intelligence algorithms (hereinafter AI), to be able to analyze the process and make optimal decisions based on the information received.

De esta forma, por ejemplo, ante un eventual problema en la fabricación de un muro, el software de IA detectará e informará del fallo y de su gravedad, resolviendo cómo repararlo y en qué momento hacerlo para no interferir en el proceso constructivo del edificio. In this way, for example, if there is a possible problem in the manufacture of a wall, the AI software will detect and report the failure and its severity, deciding how to repair it and when to do it so as not to interfere with the construction process of the building.

Adicionalmente, a medida que las distintas etapas del proceso van finalizando, el software de IA recogerá los parámetros utilizados y los datos recibidos para decidir sobre la continuación del proceso, o la detención del mismo, incluso alertando de la necesidad de una verificación por un experto. Additionally, as the different stages of the process end, the AI software will collect the parameters used and the data received to decide on continuing the process, or stopping it, even alerting of the need for verification by an expert. .

La comunicación entre la unidad de control de la central de fabricación y el resto de los elementos podrá realizarse mediante medios alámbricos y/o inalámbricos, de manera que se pueda realizar la transferencia de datos, que utilizará para tomar las decisiones oportunas sobre los siguientes pasos del proceso de construcción. Communication between the control unit of the manufacturing center and the rest of the elements may be carried out through wired and/or wireless means, so that data transfer can be carried out, which will be used to make the appropriate decisions about the next steps. of the construction process.

De esta forma, a través de la central de fabricación, se logra controlar el proceso completo de fabricación del edificio, así como la fabricación in situ del material de construcción, que permite economizar y optimizar la cantidad de material a fabricar. In this way, through the manufacturing center, it is possible to control the complete manufacturing process of the building, as well as the on-site manufacturing of the construction material, which allows saving and optimizing the amount of material to be manufactured.

Así mismo, la unidad de control será la encargada de regular la alimentación eléctrica, de manera que gestione los consumos y combine la energía autogenerada mediante los paneles solares, con la alimentación de la red general o el grupo electrógeno, así como el almacenamiento cuando se generen excedentes, asegurando la continua alimentación eléctrica. Likewise, the control unit will be in charge of regulating the electrical supply, so that it manages consumption and combines the self-generated energy through the solar panels, with the power from the general network or the generating set, as well as the storage when generate surpluses, ensuring continuous electrical supply.

Por último, la unidad de control también se encargará de seleccionar la herramienta adecuada para cada etapa del proceso de fabricación, de aquellas incluidas en la punta de fabricación. Finally, the control unit will also be responsible for selecting the appropriate tool for each stage of the manufacturing process, from those included in the manufacturing tip.

De esta manera, y a modo de ejemplo no limitativo, la unidad de control seleccionará la boca extrusora cuando se deba depositar material de construcción, mientras que seleccionará las pinzas cuando deba manipularse algún elemento adicional. In this way, and as a non-limiting example, the control unit will select the extruder mouth when construction material must be deposited, while it will select the grippers when an additional element must be handled.

Otra de las ventajas que presenta el sistema objeto de la presente invención, se encuentra en la facilidad de las operaciones de montaje-desmontaje y transporte del conjunto. Another advantage that the system object of the present invention presents is the ease of assembly-disassembly and transportation operations of the assembly.

Para lograrlo, el sistema está configurado a partir de elementos modulares, que pueden separarse para poder ser transportados al lugar de construcción mediante la utilización de un único vehículo de transporte, realizando las operaciones de descarga y montaje mediante la utilización de una grúa tipo hidráulica. To achieve this, the system is configured from modular elements, which can be separated to be transported to the construction site using a single transport vehicle, carrying out the unloading and assembly operations using a hydraulic type crane.

El procedimiento seguirá el montaje lógico de este tipo de estructuras, es decir, primero se montarán las bases y los elementos verticales, posteriormente se rigidizará la estructura mediante el montaje del anillo fijo superior, y finalmente se instalarán los módulos intermedios y todos aquellos elementos auxiliares que requiera el sistema. The procedure will follow the logical assembly of this type of structures, that is, first the bases and vertical elements will be assembled, then the structure will be stiffened by mounting the upper fixed ring, and finally the intermediate modules and all those auxiliary elements will be installed. that the system requires.

Por último, cabe destacar que la finalidad de la invención es lograr un proceso de construcción optimizado, sostenible y eficiente que reduzca los tiempos de montaje, los materiales empleados, los costes de fabricación y el impacto medioambiental. Finally, it should be noted that the purpose of the invention is to achieve an optimized, sustainable and efficient construction process that reduces assembly times, materials used, manufacturing costs and environmental impact.

Es por ello que el procedimiento objeto de la presente invención comprende la realización completa del edificio, empezando por la fabricación de la losa de cimentación, gracias a la posibilidad de alcanzar una cota inferior a la base de los pilares con la boca extrusora, que estará contenida en un encofrado prefabricado o unos muros perimetrales construidos, al que se le aplicará una capa de nivelación donde se colocarán unos elementos prefabricados, y las piezas de bajantes de las instalaciones; rellenándolo posteriormente con un hormigón especial con carga de fibra. That is why the procedure object of the present invention includes the complete construction of the building, starting with the manufacture of the foundation slab, thanks to the possibility of reaching a lower level than the base of the pillars with the extruder mouth, which will be contained in a prefabricated formwork or built perimeter walls, to which a leveling layer will be applied where prefabricated elements will be placed, and the downpipe pieces of the facilities; later filling it with a special fiber-filled concrete.

A continuación, se realizará la estructura a partir de la extrusión de hormigón con carga de fibras mediante la deposición de capas sucesivas, definiendo las paredes, y dejando los huecos necesarios para las ventanas y puertas. Next, the structure will be made from the extrusion of concrete with a fiber load through the deposition of successive layers, defining the walls, and leaving the necessary gaps for the windows and doors.

Una vez alcanzada la altura necesaria para las puertas y ventanas, se detendrá la extrusión de material, y se colocarán unos premarcos especiales para la instalación de los citados elementos, continuando posteriormente con la extrusión de material por encima de los premarcos hasta alcanzar la cota de altura final de los muros y paredes del edificio. Once the necessary height for the doors and windows has been reached, the extrusion of material will stop, and special pre-frames will be placed for the installation of the aforementioned elements, subsequently continuing with the extrusion of material above the pre-frames until the height level is reached. final height of the walls and walls of the building.

Finalmente, se realizará la cubierta de la vivienda a partir de un primer muro perimetral construido sobre los muros externos del edificio, y se colocarán unas vigas pretensadas apoyadas sobre el citado muro, que serán atornilladas al mismo. A continuación se utilizarán unos moldes recuperables apoyados entre las vigas, en los que se verterá el hormigón, permitiendo su recuperación una vez que éste ha fraguado completamente. Finally, the roof of the house will be made from a first perimeter wall built on the external walls of the building, and prestressed beams will be placed supported on the aforementioned wall, which will be screwed to it. Next, retrievable molds supported between the beams will be used, into which the concrete will be poured, allowing its recovery once it has completely set.

Por último, se completará la cubierta con la aplicación de un material aislante y la deposición de hormigón ligero con inclinación para asegurar la evacuación de aguas. Finally, the roof will be completed with the application of an insulating material and the placement of lightweight concrete with an inclination to ensure water evacuation.

El sistema de fabricación aditiva multifunción, el procedimiento asociado y el conjunto de elementos descritos representan una innovación de características estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora, razones que, unidas a su utilidad práctica, le dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita. The multifunction additive manufacturing system, the associated procedure and the set of elements described represent an innovation with structural and constitutive characteristics unknown until now, reasons that, together with its practical usefulness, provide it with sufficient foundation to obtain the privilege of exclusivity that is requests.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a set of drawings is attached as an integral part of said description, where, with an illustrative and non-limiting nature, the following has been represented. following:

Figura 1.- Muestra una vista general del sistema de fabricación aditiva multifunción. Figura 2.- Muestra una vista detallada de la estructura principal Figure 1.- Shows a general view of the multifunction additive manufacturing system. Figure 2.- Shows a detailed view of the main structure

Figura 3.- Muestra una vista detallada del módulo principal Figure 3.- Shows a detailed view of the main module

Figura 4.- Muestra una vista detallada de la punta de fabricación Figure 4.- Shows a detailed view of the manufacturing tip

Relación de referencias y figuras: List of references and figures:

1. Estructura principal 1. Main structure

2. Módulo principal 2. Main module

3. Columnas 3. Columns

4. Vigas superiores 4. Upper beams

5. Vigas paralelas 5. Parallel beams

6. Viga transversal 6. Cross beam

7. Carro 7. Car

8. Punta de fabricación 8. Manufacturing tip

9. Tolva de alimentación 9. Feed Hopper

10. Unidad mezcladora 10. Mixing unit

11. Medios de conducción del material de construcción 11. Construction material conveyance means

12. Bomba de impulsión 12. Drive pump

13. Medios de desplazamiento de la estructura principal 13. Means of moving the main structure

14. Medios de desplazamiento del módulo principal 14. Main module displacement means

15. Pinza de agarre de la punta de fabricación 15. Manufacturing Tip Gripper

16. Herramienta de corte de la punta de fabricación 16. Manufacturing Tip Cutting Tool

17. Pistola de calor de la punta de fabricación 17. Heat Gun Manufacturing Tip

18. Boquilla extrusora de la punta de fabricación 18. Manufacturing Tip Extruder Nozzle

19. Sistema tipo gancho de la punta de fabricación 19. Manufacturing tip hook type system

20. Taladro de perforación de la punta de fabricación 20. Drill Bit Manufacturing Tip

21. Atornillador magnético de la punta de fabricación 21. Manufacturing Bit Magnetic Screwdriver

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

En la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferentes, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman parte de esta memoria, y en los que se muestran a modo de ilustración realizaciones preferentes específicas en las que la invención puede llevarse a cabo. Estas realizaciones se describen con el suficiente detalle como para permitir que los expertos en la técnica lleven a cabo la invención, y se entiende que pueden utilizarse otras realizaciones y que pueden realizarse cambios lógicos estructurales, mecánicos, eléctricos y/o químicos sin apartarse del alcance de la invención. Para evitar detalles no necesarios para permitir a los expertos en la técnica llevar a cabo la descripción detallada no debe, por tanto, tomarse en un sentido limitativo. In the following detailed description of the preferred embodiments, reference is made to the accompanying drawings that form part of this specification, and in which specific preferred embodiments in which the invention can be carried out are shown by way of illustration. These embodiments are described in sufficient detail to allow those skilled in the art to carry out the invention, and it is understood that other embodiments may be used and that logical structural, mechanical, electrical and/or chemical changes may be made without departing from the scope of the invention. To avoid details not necessary to enable those skilled in the art to carry out the detailed description should therefore not be taken in a limiting sense.

De acuerdo a la Figura 1, la presente invención describe un sistema de fabricación aditiva multifunción, capaz de funcionar de manera autónoma, que comprende al menos una estructura principal 1, y un módulo principal 2. According to Figure 1, the present invention describes a multifunction additive manufacturing system, capable of operating autonomously, which comprises at least a main structure 1, and a main module 2.

Donde la estructura principal 1, de acuerdo a la Figura 2, comprenderá al menos: Where the main structure 1, according to Figure 2, will comprise at least:

- cuatro columnas 3 con bases fijas y/o móviles; - four columns 3 with fixed and/or mobile bases;

- cuatro vigas superiores 4, que unen la parte superior de las columnas 3, que servirán para rigidizar la estructura principal 1, y, preferentemente, sustentar una plataforma de control visual; - four upper beams 4, which join the upper part of the columns 3, which will serve to stiffen the main structure 1, and, preferably, support a visual control platform;

- dos vigas paralelas 5, cada una de ellas unida de manera deslizante a un par diferente de columnas 3, configurando un desplazamiento vertical paralelo de las vigas paralelas 5 a lo largo de las columnas 3; - two parallel beams 5, each of them slidably connected to a different pair of columns 3, configuring a parallel vertical displacement of the parallel beams 5 along the columns 3;

- una viga transversal 6, unida de manera deslizante por sus extremos, con cada uno de los extremos unido a una de las vigas paralelas 5, configurando un desplazamiento horizontal a lo largo de la longitud de las vigas paralelas 5; - a transverse beam 6, slidably joined at its ends, with each of the ends joined to one of the parallel beams 5, configuring a horizontal displacement along the length of the parallel beams 5;

- un carro 7, acoplado de manera deslizante a la viga transversal 6, configurado para comprender un desplazamiento horizontal a lo largo de la longitud de la viga transversal 6, que será perpendicular al desplazamiento horizontal de la viga transversal 6 a lo largo de las vigas paralelas 5; - a carriage 7, slidably coupled to the transverse beam 6, configured to comprise a horizontal displacement along the length of the transverse beam 6, which will be perpendicular to the horizontal displacement of the transverse beam 6 along the beams parallels 5;

- y una punta de fabricación 8, acoplada al carro 7, que comprenderá una boca extrusora de material de construcción. - and a manufacturing tip 8, coupled to the carriage 7, which will comprise an extruder mouth for construction material.

Así mismo, el módulo principal 2, de acuerdo a la Figura 3, comprenderá al menos: Likewise, the main module 2, according to Figure 3, will comprise at least:

- medios de fabricación de material de construcción; - means of manufacturing construction material;

- medios de impulsión de material de construcción; - means of driving construction material;

- medios de conducción de material de construcción, desde los medios de fabricación hasta la punta de fabricación 8; - construction material conduction means, from the manufacturing means to the manufacturing tip 8;

- medios de alimentación eléctrica; - electrical power means;

- y una unidad de control conectada operativamente a los medios anteriores. - and a control unit operatively connected to the previous means.

Es decir, la realización preferida de la invención comprende una estructura con unos pilares 3 unidos por unas vigas superiores 4, que los rigidizan y sostienen una plataforma superior de control visual. Con unas vigas paralelas 5 móviles y horizontales, que pueden deslizarse verticalmente a lo largo de la altura de las columnas 3, que están conectadas mediante una viga transversal 6, que puede desplazarse a lo largo de la longitud de las vigas paralelas 5. Y con un carro 7 que se mueve a lo largo de la longitud de la viga transversal 6. That is, the preferred embodiment of the invention comprises a structure with pillars 3 joined by upper beams 4, which stiffen them and support an upper visual control platform. With mobile and horizontal parallel beams 5, which can slide vertically along the height of the columns 3, which are connected by a transverse beam 6, which can move along the length of the parallel beams 5. And with a carriage 7 that moves along the length of the cross beam 6.

De esta forma, el desplazamiento vertical de las vigas paralelas 5, el desplazamiento horizontal de la viga transversal 6, y el desplazamiento horizontal, y perpendicular al anterior, del carro 7 están configurados para permitir el posicionamiento de la punta de fabricación 8 en cualquier punto contenido en el interior de la estructura principal 1. In this way, the vertical displacement of the parallel beams 5, the horizontal displacement of the transverse beam 6, and the horizontal displacement, and perpendicular to the previous one, of the carriage 7 are configured to allow the positioning of the manufacturing tip 8 at any point. contained inside the main structure 1.

Así mismo, se permitirá la realización de cualquier trayectoria de la punta de fabricación 8 entre un primer punto contenido en el interior de la estructura principal 1 y un segundo punto contenido en el interior de la estructura principal 1. Likewise, any trajectory of the manufacturing tip 8 will be allowed to be carried out between a first point contained inside the main structure 1 and a second point contained inside the main structure 1.

Por otra parte, se tiene una punta de fabricación 8 con una boca extrusora 18, conectada mediante los medios de conducción a los medios de fabricación del módulo principal 2, que estará ubicado preferentemente de manera adyacente a la estructura principal. On the other hand, there is a manufacturing tip 8 with an extruder mouth 18, connected by the conduction means to the manufacturing means of the main module 2, which will preferably be located adjacent to the main structure.

En una realización preferente, la punta de fabricación 8, a parte de la boca extrusora 18, comprenderá, adicionalmente: In a preferred embodiment, the manufacturing tip 8, apart from the extruder mouth 18, will additionally comprise:

- una pinza de agarre 15, configurada para colocar e instalar diferentes elementos adicionales, como puertas y/o ventanas; - a gripping clamp 15, configured to place and install different additional elements, such as doors and/or windows;

- una herramienta de corte 16, como un disco o una cuchilla telescópica que pueda ser orientada en diferentes ángulos; - a cutting tool 16, such as a disc or a telescopic blade that can be oriented at different angles;

- una pistola de calor 17, utilizada para las etapas de sellado de los materiales bituminosos explicados más adelante, - a heat gun 17, used for the sealing stages of bituminous materials explained below,

- un sistema tipo gancho 19, configurado para cargar y transportar los elementos de mayor peso; - a hook type system 19, configured to load and transport the heaviest items;

- un taladro de perforación 20, que pueda incluir una broca telescópica orientable en diferentes ángulos; - a drilling drill 20, which may include a telescopic drill bit adjustable at different angles;

- o un atornillador magnético 21, que permita el agarre magnético de los herrajes y su atornillado. - or a magnetic screwdriver 21, which allows the magnetic grip of the hardware and its screwing.

Con la inclusión de las diferentes herramientas en la punta de fabricación, se logra automatizar completamente el proceso de fabricación de un edificio, ya que la totalidad de las maniobras estarían realizadas por las citadas herramientas, evitando la necesidad de la intervención humana, y eventuales paradas en el proceso que puedan producirse. With the inclusion of the different tools at the manufacturing end, it is possible to completely automate the manufacturing process of a building, since all the maneuvers would be carried out by the aforementioned tools, avoiding the need for human intervention, and eventual stops. in the process that may occur.

En este caso, será la unidad de control la encargada de seleccionar la herramienta adecuada para para etapa del proceso de fabricación, en función de las maniobras a realizar en cada una de ellas. In this case, the control unit will be in charge of selecting the appropriate tool for the stage of the manufacturing process, depending on the maneuvers to be performed in each of them.

En una realización preferente, las bases de las columnas 3 comprenderán medios de desplazamiento 12 horizontal, como orugas y/o ruedas y/o estabilizadores, de manera que se permita el desplazamiento de la estructura principal 1 completa sobre la superficie de construcción. In a preferred embodiment, the bases of the columns 3 will comprise horizontal displacement means 12, such as tracks and/or wheels and/or stabilizers, so that the displacement of the complete main structure 1 on the construction surface is allowed.

Así mismo, los medios de desplazamiento podrán estar tanto motorizados, permitiendo el movimiento dirigido de la estructura principal 1 completa, como podrán permitir el giro libre, para los casos en los que la estructura principal 1 sea arrastrada por un camión, tractor o similar. Likewise, the displacement means may be both motorized, allowing the directed movement of the complete main structure 1, and may allow free rotation, for cases in which the main structure 1 is dragged by a truck, tractor or similar.

En otra realización preferente, las vigas paralelas 5 comprenderán un sistema de estabilización del movimiento vertical a lo largo de la altura de las columnas 3, que comprenderá una cadena en un porta cables, con un contrapeso en uno de sus extremos. In another preferred embodiment, the parallel beams 5 will comprise a system for stabilizing the vertical movement along the height of the columns 3, which will comprise a chain on a cable holder, with a counterweight at one of its ends.

En una realización preferente, los medios de alimentación eléctrica del módulo principal 2 podrán comprender un panel de energía solar, ubicados preferentemente en la parte superior de las columnas, y/o un generador y/o una batería de almacenamiento y/o un grupo electrógeno y/o una conexión a la toma de red de alimentación general. In a preferred embodiment, the electrical power supply means of the main module 2 may comprise a solar energy panel, preferably located on the top of the columns, and/or a generator and/or a storage battery and/or a generating set. and/or a connection to the general power network socket.

Donde la unidad de control será la encargada de seleccionar el tipo de fuente energética seleccionada en cada momento, en función de los consumos, pudiendo almacenar la energía en los medios de almacenamiento cuando se está generando un excedente mediante los paneles de energía solar, pudiendo hacer uso de ellos en etapas del proceso que requieran un mayor gasto energético. Logrando la autonomía energética del sistema. Where the control unit will be in charge of selecting the type of energy source selected at each moment, depending on consumption, being able to store the energy in the storage media when a surplus is being generated through the solar energy panels, being able to use of them in stages of the process that require greater energy expenditure. Achieving energy autonomy of the system.

En otra realización preferente, la punta de fabricación 7 comprenderá un desplazamiento vertical con respecto al carro 6, de manera que se permita el posicionamiento de la punta de fabricación 7 en una cota vertical inferior a la definida por las bases de las columnas 3. In another preferred embodiment, the manufacturing tip 7 will comprise a vertical displacement with respect to the carriage 6, so that the positioning of the manufacturing tip 7 is allowed at a lower vertical level than that defined by the bases of the columns 3.

De esta manera, y de acuerdo a esta realización, se permitirá la realización de operaciones de construcción que requieren una posición inferior a la superficie de apoyo de la estructura principal 1, como puede ser la etapa de cimentación. In this way, and according to this embodiment, construction operations that require a position lower than the support surface of the main structure 1 will be allowed to be carried out, such as the foundation stage.

En otra realización preferente, la estructura principal será modular, de manera que los elementos de la estructura principal 1, como las vigas paralelas 5 o la viga transversal 6, estarán comprendidos por una unión mecánica entre diferentes vigas longitudinales. In another preferred embodiment, the main structure will be modular, so that the elements of the main structure 1, such as the parallel beams 5 or the transverse beam 6, will be comprised by a mechanical connection between different longitudinal beams.

Por lo que se facilita el transporte y la manipulación del sistema completo, permitiendo su almacenamiento en el contenedor de un camión o similar, debido a las reducidas dimensiones de las vigas longitudinales, que serán unidas en el momento del montaje del sistema para proceder a la construcción del edificio, según las dimensiones necesarias en cada construcción particular. Therefore, the transportation and handling of the complete system is facilitated, allowing its storage in the container of a truck or similar, due to the reduced dimensions of the longitudinal beams, which will be joined at the time of assembly of the system to proceed with the installation. construction of the building, according to the dimensions necessary in each particular construction.

Así mismo, la modularidad permitirá configurar las diferentes áreas requeridas para la construcción, así como alcanzar diferentes alturas que permitan construir edificios de diferentes plantes, mediante el apilamiento de varias alturas de columnas. Likewise, modularity will allow the different areas required for construction to be configured, as well as reaching different heights that allow buildings of different floors to be built, by stacking various heights of columns.

En un ejemplo de la realización anterior, las vigas paralelas estarán comprendidas por cuatro vigas longitudinales de 3m, de manera que tendrán 12m de longitud cada viga paralela, y la viga transversal estará comprendida por dos vigas longitudinales de 3m, configurando una longitud total de 6m. In an example of the previous embodiment, the parallel beams will be comprised of four 3m longitudinal beams, so that each parallel beam will be 12m long, and the transverse beam will be comprised of two 3m longitudinal beams, configuring a total length of 6m. .

En otra realización preferente, los medios de fabricación del material de construcción del módulo principal 2 comprenden al menos una tolva de alimentación 9, y una unidad mezcladora 10, configurada para mezclar los productos recibidos a través de la tolva de alimentación 9. In another preferred embodiment, the means of manufacturing the construction material of the main module 2 comprise at least one feeding hopper 9, and a mixing unit 10, configured to mix the products received through the feeding hopper 9.

Y los medios de impulsión y los medios de conducción 11 del material de construcción hasta la punta de fabricación 8 comprenden una bomba de impulsión de sólidos 12, configurada para impulsar el material de construcción a través de los medios de conducción del material de construcción 11. And the drive means and the construction material driving means 11 to the manufacturing tip 8 comprise a solids driving pump 12, configured to drive the construction material through the construction material driving means 11.

Esta realización permite lograr una autonomía del sistema en lo referente a la alimentación de material, ya que los medios de fabricación serán los encargados de generar el material de construcción necesario para realizar la construcción del edificio. This implementation allows the system to achieve autonomy in relation to the supply of material, since the manufacturing means will be responsible for generating the construction material necessary to carry out the construction of the building.

Estos medios de fabricación, en combinación con la generación eléctrica propia y con las diferentes herramientas de la punta de fabricación, logran la completa autonomía del sistema objeto de la presente invención, ya que se evita la interacción humana, y se realiza la alimentación de material y la alimentación eléctrica de manera automática. These manufacturing means, in combination with its own electrical generation and with the different tools at the manufacturing tip, achieve complete autonomy of the system object of the present invention, since human interaction is avoided, and the material is fed. and power supply automatically.

Es decir, se presenta un sistema con autonomía en el proceso, autonomía energética y autonomía en la alimentación del material. That is, a system is presented with autonomy in the process, energy autonomy and autonomy in the feeding of the material.

En otra realización preferente, el módulo principal 2 también comprenderá medios de desplazamiento 13, que permitirán desplazar el módulo principal 2 sobre la superficie de apoyo, de manera que ésta pueda ser desplazada individualmente o en conjunción con la estructura principal 1, manteniendo su ubicación adyacente. In another preferred embodiment, the main module 2 will also comprise displacement means 13, which will allow the main module 2 to be moved on the support surface, so that it can be moved individually or in conjunction with the main structure 1, maintaining its adjacent location. .

En una realización preferente, la estructura principal 1 comprenderá una pluralidad de sensores y/o cámaras, que estarán configurados para tomar datos sobre el proceso de fabricación y el estado en el que se encuentra, monitorizando el proceso completo. In a preferred embodiment, the main structure 1 will comprise a plurality of sensors and/or cameras, which will be configured to take data about the manufacturing process and the state in which it is located, monitoring the entire process.

De manera preferente, la información anterior será enviada a la unidad de control del módulo principal 2, que la procesará de acuerdo a un software de inteligencia artificial, que estará configurado para interpretar los datos y tomar decisiones sobre los siguientes pasos del proceso de fabricación, enviando órdenes a los restantes elementos a los que se encuentra conectada operativamente la unidad de control. Preferably, the above information will be sent to the control unit of the main module 2, which will process it according to artificial intelligence software, which will be configured to interpret the data and make decisions about the next steps of the manufacturing process, sending orders to the remaining elements to which the control unit is operationally connected.

Así mismo, el módulo principal 2, comprenderá medios de comunicación inalámbrica, tipo GSM, UMTS, 5G o similar, en función de las redes accesibles en cada punto de fabricación; de manera que se conecte con los diferentes elementos de la estructura principal 1, como la boca extrusora o la pluralidad de sensores; o con un sistema de almacenamiento y gestión de datos almacenado en la nube. Likewise, the main module 2 will comprise wireless communication means, type GSM, UMTS, 5G or similar, depending on the networks accessible at each manufacturing point; so that it connects with the different elements of the main structure 1, such as the extruder mouth or the plurality of sensors; or with a data storage and management system stored in the cloud.

Por otra parte, la presente invención también describe el procedimiento de fabricación asociado al sistema de fabricación aditiva multifunción descrito en las realizaciones anteriores, que comprende tres etapas diferenciadas: la cimentación, la construcción de la estructura y la construcción de la cubierta. On the other hand, the present invention also describes the manufacturing procedure associated with the multifunction additive manufacturing system described in the previous embodiments, which comprises three different stages: the foundation, the construction of the structure and the construction of the roof.

Preferentemente, la cimentación partirá de una superficie plana para el trabajo, y continuará con la fabricación de una losa de cimentación a partir de un encofrado o unos muros perimetrales, y unos módulos prefabricados, que comprenderán una forma cóncava, con una base inferior plana apoyada en la superficie de trabajo, y una parte superior curva. Preferably, the foundation will start from a flat surface for work, and will continue with the manufacture of a foundation slab from a formwork or perimeter walls, and some prefabricated modules, which will comprise a concave shape, with a flat lower base supported on the work surface, and a curved top.

La losa de cimentación se realizará instalando el encofrado o construyendo unos muros perimetrales mediante deposición de material de construcción, y una solera de hormigón que tendrá el espesor adecuado según el estudio previo del terreno. The foundation slab will be made by installing the formwork or building perimeter walls by laying down construction material, and a concrete slab that will have the appropriate thickness according to the previous study of the terrain.

Entre los muros perimetrales o los encofrados se colocarán los módulos prefabricados en su posición exacta. Mientras que en los puntos de cimentación sobre los que se van a ubicar los vértices de los muros del edificio, se sustituirán los módulos prefabricados por un armado de acero corrugado con unos salientes sobre la superficie de cimentación, para la construcción posterior de los encofrados de los pilares. The prefabricated modules will be placed in their exact position between the perimeter walls or formwork. While at the foundation points on which the vertices of the building walls will be located, the prefabricated modules will be replaced by a corrugated steel reinforcement with projections on the foundation surface, for the subsequent construction of the formwork. the pillars.

Sobre los módulos prefabricados se colocará un armado formado por varillas de acero o material similar, vertiendo el hormigón de cimentación directamente desde los medios de conducción del material de construcción, es decir, sin utilizar la boca extrusora, configurando la solera de la losa de cimentación. A reinforcement formed by steel rods or similar material will be placed on the prefabricated modules, pouring the foundation concrete directly from the means of conveying the construction material, that is, without using the extruder mouth, configuring the base of the foundation slab. .

En segundo lugar, y también preferentemente, la construcción de la estructura comenzará con la deposición de un material bituminoso sobre la solera fraguada, que servirá de superficie de contacto adhesiva y de ligera elasticidad entre los muros de la estructura y la propia cimentación. Secondly, and also preferably, the construction of the structure will begin with the deposition of a bituminous material on the set slab, which will serve as an adhesive and slightly elastic contact surface between the walls of the structure and the foundation itself.

Una vez realizado el paso anterior, se comienza con la impresión de las paredes del edificio, mediante la deposición capa a capa de material de construcción a través de la boca extrusora, dejando libre el vano de las puertas y ventanas, y creando el encofrado de los salientes del armado, hasta alcanzar una primera altura definida. Once the previous step has been carried out, the printing of the walls of the building begins, by deposition layer by layer of construction material through the extruder mouth, leaving the opening of the doors and windows free, and creating the formwork of the projections of the reinforcement, until reaching a first defined height.

En este punto, se detiene la deposición de material, y se colocan unos premarcos de las ventanas, puertas o cualquier otro elemento necesario, que configurarán un cierre hermético con la pared correspondiente en la que se instalan. At this point, the deposition of material stops, and pre-frames for the windows, doors or any other necessary element are placed, which will form a hermetic seal with the corresponding wall on which they are installed.

Por otra parte, se conectarán unas barras al acero del armado, y se rellenarán los encofrados realizados, configurando los pilares como un nudo fijo entre éstos y la cimentación. On the other hand, some bars will be connected to the steel of the reinforcement, and the formwork made will be filled, configuring the pillars as a fixed knot between them and the foundation.

Realizadas las operaciones anteriores, se continuará con la impresión de los perímetros de la pared hasta alcanzar una segunda altura predefinida, realizando una última impresión de los muros perimetrales con un espesor inferior al anteriormente realizado, de manera que quede una superficie de apoyo que será utilizada posteriormente para el apoyo de las vigas de cubierta. Once the previous operations have been carried out, the printing of the perimeters of the wall will continue until a second predefined height is reached, making a final impression of the perimeter walls with a thickness less than the one previously made, so that a support surface remains that will be used later for the support of the roof beams.

Finalmente, la etapa de construcción de la cubierta comenzará, como se ha dicho anteriormente, con el apoyo y el atornillado de las vigas de cubierta a los muros perimetrales, y la instalación de unos módulos de encofrado recuperable por la parte interior del edificio. Estos módulos comprenderán una forma cóncava, con unas bases planas en sus extremos, de manera que se puedan atornillar a las vigas de cubierta, configurando una estructura tipo bóveda entre cada una de las vigas de cubierta. Finally, the roof construction stage will begin, as mentioned above, with the support and screwing of the roof beams to the perimeter walls, and the installation of some recoverable formwork modules on the inside of the building. These modules will comprise a concave shape, with flat bases at their ends, so that they can be screwed to the roof beams, configuring a vault-type structure between each of the roof beams.

Posteriormente, se verterá hormigón aligerado para cubiertas, que cubrirá la parte superior de las vigas de cubierta y los módulos de encofrado recuperable, y se esperará hasta el completo fraguado del material, momento en el que se retirarán los módulos de encofrado recuperable, obteniendo un forjado reticular con la característica forma de bóvedas anteriormente comentada. Subsequently, lightened concrete will be poured for roofs, which will cover the upper part of the roof beams and the recoverable formwork modules, and will wait until the material has completely set, at which time the recoverable formwork modules will be removed, obtaining a reticular slab with the characteristic vault shape mentioned above.

Finalmente, se aplica un material impermeable y se imprime una cubierta inclinada con hormigón ligero, instalando posteriormente el sistema de captación y canalización de agua. Pudiendo rematar la construcción con una coronación estética. Finally, a waterproof material is applied and an inclined roof is printed with light concrete, subsequently installing the water collection and channeling system. Being able to finish off the construction with an aesthetic crowning.

Todas las etapas del procedimiento de fabricación estarán soportadas por la utilización de las diferentes herramientas incluidas en la punta de fabricación, de manera que, dependiendo de las maniobras a realizar, la unidad de control seleccionará la herramienta adecuada. All stages of the manufacturing procedure will be supported by the use of the different tools included in the manufacturing tip, so that, depending on the maneuvers to be carried out, the control unit will select the appropriate tool.

Por ejemplo, y de manera no limitante, para la elevación de cargas pesadas, como las vigas de cubierta, se realizará mediante la utilización del sistema tipo gancho; para la colocación de los módulos prefabricados se podrá utilizar la pinza de agarre; y para el sellado de los materiales bituminosos, se utilizará la pistola de calor. For example, and in a non-limiting manner, for the lifting of heavy loads, such as deck beams, it will be carried out by using the hook type system; To place the prefabricated modules, the gripper can be used; and to seal the bituminous materials, the heat gun will be used.

Por último, la presente invención también describe el procedimiento de montaje del sistema de fabricación autónoma multifunción, debido a que sus características modulares permiten un transporte sencillo en un contenedor común de un camión o similar. Finally, the present invention also describes the assembly procedure of the multifunction autonomous manufacturing system, because its modular characteristics allow simple transportation in a common container of a truck or similar.

De esta forma, el montaje comienza ubicando las bases de las columnas en los puntos de terreno determinados por el plano de la vivienda y el área de trabajo necesaria, sobre las que se colocarán las propias columnas de sustentación de la estructura principal. In this way, the assembly begins by locating the bases of the columns at the points of land determined by the plan of the house and the necessary work area, on which the support columns of the main structure will be placed.

A continuación, con una grúa se elevarán las vigas superiores que rigidizarán la estructura principal y, preferentemente, servirán de apoyo para la plataforma de control visual. Next, with a crane, the upper beams will be raised, which will stiffen the main structure and, preferably, will serve as support for the visual control platform.

Posteriormente, se colocarán las vigas paralelas con el sistema de estabilización, tipo cadena con porta cables, necesario para regular el movimiento vertical de las vigas paralelas, y se instalarán los puntos de unión a los que se fijará la viga transversal con el carro de transporte y la punta de fabricación. Subsequently, the parallel beams will be placed with the stabilization system, chain type with cable holder, necessary to regulate the vertical movement of the parallel beams, and the connection points will be installed to which the transverse beam will be fixed with the transport cart. and the manufacturing tip.

Finalmente, se completa el montaje con la instalación eléctrica, los sistemas de seguridad, la instalación de los medios de conducción del material de construcción, tipo manguera, y la colocación de los contrapesos en la cadena del sistema de estabilización. Finally, the assembly is completed with the electrical installation, the security systems, the installation of the means of conveying the construction material, type hose, and the placement of the counterweights in the chain of the stabilization system.

Preferentemente, el procedimiento de montaje incluye la construcción de las vigas paralelas y la viga transversal a partir de la unión de diferentes vigas longitudinales, de manera que se logre la longitud necesaria para cada caso particular de construcción que se desee realizar. Preferably, the assembly procedure includes the construction of the parallel beams and the transverse beam from the union of different longitudinal beams, so that the necessary length is achieved for each particular case of construction that is desired to be carried out.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental. Having sufficiently described the nature of the present invention, as well as the way of putting it into practice, it is not considered necessary to make its explanation more extensive so that any expert in the field understands its scope and the advantages derived from it, stating that, Within its essentiality, it may be put into practice in other forms of embodiment that differ in detail from the one indicated as an example, and to which the protection sought will also be achieved as long as its fundamental principle is not altered, changed or modified. .

Claims

1. Multifunction additive manufacturing system characterized in that it comprises at least one main structure (1) and one main module (2); where the main structure (1) comprises at least:

four columns (3);

o some upper beams (4), located at the top of the columns (3), configured to stiffen the main structure (1);

Two parallel beams (5), each of them slidingly connected to a different pair of columns (3), configuring a vertical and parallel displacement of the parallel beams (5) along the columns (3);

oa transverse beam (6), slidably joined at its ends, each with a parallel beam (5), configuring a horizontal displacement along the length of the parallel beams (5);

o a movable carriage (7) slidably coupled to the transverse beam (6), configured to comprise a horizontal displacement along the length of the transverse beam (6) in a direction perpendicular or substantially perpendicular to the horizontal displacement of the beam transversal (6);

oy a manufacturing tip (8) with a construction material extruder mouth;

where the main module (2) comprises at least:

omeans of manufacturing construction material;

oimpulsion means and conveyance means for the construction material (11) to the manufacturing tip (8);

oelectrical power means;

or and a control unit operatively connected to the above means. and where the vertical displacement of the parallel beams (5), the horizontal displacement of the transverse beam (6), and the horizontal displacement of the carriage (7) are configured to:

oPosition the manufacturing tip (8) at any point contained inside the main structure;

or and/or perform any trajectory of the manufacturing tip (8) from an initial point to an end point, contained within the main structure.

2. Multifunction additive manufacturing system according to the first claim characterized in that the manufacturing tip (8) further comprises a gripping clamp (15) and/or a cutting tool (16) and/or a heat gun (17) and/or a hook type system (19) and/or a drilling drill (20) and/or a magnetic screwdriver (21).

3. Multifunction additive manufacturing system according to the previous claim, characterized in that the control unit is configured to select the appropriate tool for each maneuver of the manufacturing process.

4. Multifunction additive manufacturing system according to any of the previous claims, characterized in that the columns (3) comprise horizontal displacement means (12), configured to move the main structure on the support surface.

5. Multifunction additive manufacturing system according to any of the previous claims, characterized in that the parallel beams (5) comprise a vertical movement stabilization system.

6. Multifunction additive manufacturing system according to any of the previous claims, characterized in that the electrical power means comprise at least one solar energy panel and/or a generator and/or storage batteries and/or a generating set and/or a power outlet. the general power network.

7. Multifunction additive manufacturing system according to the previous claim, characterized in that the control unit manages energy consumption and/or the combination of energy sources.

8. Multifunction additive manufacturing system according to any of the previous claims, characterized in that the manufacturing tip (7) comprises a vertical displacement configured to allow the positioning of the manufacturing tip (7) in a vertical dimension lower than that defined by the bases of the columns. (3).

9. Multifunction additive manufacturing system according to any of the previous claims, characterized in that the main structure is modular.

10. Multifunction additive manufacturing system according to any of the previous claims, characterized in that the means for manufacturing the construction material of the main module (2) comprise at least:

oa feeding hopper (9);

oa mixing unit (10); configured to mix the products received through the feeding hopper (9);

and the drive means and the means for driving the construction material (11) to the manufacturing tip (8) comprise a solids drive pump, configured to drive the manufacturing material through the driving means for the construction material. construction (11).

11. Multifunction additive manufacturing system according to any of the preceding claims, characterized in that the main module (2) comprises displacement means (13) configured to move the main module (2) on the support surface.

12. Multifunction additive manufacturing system according to any of the previous claims, characterized in that the main structure (1) comprises a plurality of sensors and/or cameras configured to take information from the manufacturing process.

13. Multifunction additive manufacturing system according to the previous claim, characterized in that the control unit of the main module (2) comprises artificial intelligence software configured to interpret the data obtained by the sensors and/or cameras, and send orders to the different elements.

14. Multifunction additive manufacturing system according to any of the previous claims, characterized in that the main module (2) comprises wireless communication means.

15. Construction procedure of a building associated with the multifunction additive manufacturing system according to the previous claims from a level ground characterized because it includes at least the stages of: foundation, construction of the structure and construction of the roof.

16. Construction procedure of a building according to claim 11, characterized in that the foundation stage includes at least the stages:

ofabrication of the foundation slab, from a formwork and/or the construction of perimeter walls;

oplacement of prefabricated modules, concave in shape, with a flat base that rests on the surface and a curved upper part;

oplacement of a corrugated steel reinforcement at the foundation points coinciding with the vertices of the perimeter walls;

placement of a reinforcement comprised of steel rods or similar;

oy pouring of the foundation concrete directly from the construction material conveyance means;

17. Procedure for constructing a building according to claims 11 and 12, characterized in that the construction stage of the structure includes at least the stages:

oplacement of a bituminous material on the set concrete in the areas where a wall is going to be placed, by means of its deposition by the extruder mouth of the manufacturing tip; configured to generate an elastic and adhesive surface between the walls and the foundation;

odefinition of the walls of the building by means of the deposition of construction material by the extruder mouth of the manufacturing tip, up to a first height, and creation of the concrete formwork around the projections of the reinforcement placed at the foundation points coinciding with the vertices of the perimeter walls, configuring the pillars of the building;

ostopping the deposition of construction material and installation of pre-frames of the windows and/or doors and/or any other element of the vertical wall;

oconnection of steel bars to the assembly and filling of the pillar formwork, configuring a fixed knot with the foundation;

oimpression of the walls until reaching a second determined height;

oe impression of the last section of the perimeter walls with a thickness less than the previous one, to serve as linear support for the roof beams of the building;

18. Building construction procedure according to claims 11, 12 and 13, characterized in that the roof construction stage includes at least the stages:

oinstallation of the building's roof beams and screwing them to the perimeter walls;

oinstallation of recoverable formwork modules, configured in a concave shape with flat ends for screwing to the roof beams of the building;

pouring lightweight concrete for roofs on the modules and roof beams;

removal of the recoverable formwork modules, configuring a reticular slab;

oapplication of waterproof material on the concrete cover layer;

Impression of a sloping roof with light concrete;

oe installation of the exterior water collection and channeling system.

19. Procedure for constructing a building according to the previous claims, characterized in that it comprises a final stage of printing an aesthetic crown.

20. Assembly procedure associated with the multifunction additive manufacturing system according to the previous claims, characterized because it includes the stages of:

olocation of the bases of the columns (3) on the ground, in locations determined by the building plan and/or the necessary work area;

oinstallation of the columns (3) on the bases;

lifting and installation of the upper beams (4);

oinstallation of the parallel beams (5);

oinstallation of the connecting nodes between the parallel beams (5) and the transverse beam (6);

oinstallation of the cross beam (6) and the carriage (7);

oy placement of the electrical installation, the security system, the means of conveying the construction material (11) and the counterweights.

21. Assembly procedure according to the previous claim, characterized in that it comprises an additional stage of construction of the parallel beams (5) and/or the transverse beam (6) from the union of a plurality of longitudinal beams.

22. Assembly procedure according to claims 20 and 21, characterized in that it comprises an additional stage of installation of a visual control platform on the upper beams (4).