ES2957717B2

ES2957717B2 - PROCEDURE FOR CONSTRUCTING A BUILDING USING A MULTIFUNCTIONAL ADDITIVE MANUFACTURING SYSTEM

Info

Publication number: ES2957717B2
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: 2025-06-09
Anticipated expiration: 2042-06-17
Also published as: ES2957717A1

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE UN EDIFICIO MEDIANTE UNPROCEDURE FOR CONSTRUCTING A BUILDING USING A

SISTEMA DE FABRICACIÓN ADITIVA MULTIFUNCIÓNMULTIFUNCTIONAL ADDITIVE MANUFACTURING SYSTEM

SECTOR DE LA TÉCNICATECHNICAL 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 manufacture of buildings or similar. More specifically, to a multifunctional and autonomous additive manufacturing system comprising a manufacturing plant for the construction material and a building manufacturing structure, with an extrusion nozzle that deposits successive layers of material to construct the vertical walls of 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 materials, such as bricks or blocks, which must be transported and placed individually by hand. This is a slow and costly process that generates a large amount of waste and wasted material, as well as a large amount of unskilled labor that must travel to the construction site 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 manufacturing methods that use precast walls, that is, concrete slabs that are transported from the manufacturing point to the building's construction site, requiring heavy machinery for their placement, with the human risks and 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. Thus, and in response to the challenges of traditional construction, various systems have emerged that employ additive manufacturing technologies in building construction.

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 numerous documents in the state of the art that refer to the above.

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. For example, we can find document WO2005070657, which describes a robotic system with a mobile gantry, comprising an upper beam extending between at least two side 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 is raised to a height sufficient for the extruder nozzle to 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. The gantry platform also includes an extension platform that supports 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 wheeled supports to support the entire structure on the already constructed and forged vertical walls. This maintains the verticality of the entire structure, providing the lateral rigidity necessary to carry out the necessary operations. The portico will therefore rest directly on the ground even though there is no supporting structure.

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 building manufacturing, in which parts of the building can be manufactured independently without the need for 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 by four beams, each supporting a crossbeam with an extrusion nozzle. The crossbeam can move along the main structure, and the extrusion nozzle moves transversely along the beam. Additionally, the extrusion nozzle can move vertically a floor high 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. Also part of the prior art is document US2007181519, which describes a deployable machine comprising a vehicle and a gantry system that can be configured to collapse into the vehicle itself, rendering it inoperative, and to extend, such that the gantry structure is partially supported by the vehicle itself. The manufacturing process, which includes moving the vehicle to a first location to extend the deployable gantry into its working position, is also described.

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 an overhead 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. Thus, it can be concluded that there are already state-of-the-art systems that attempt to minimize the impact of traditional construction methods, using concrete deposition methods, such as overhead cranes, mobile gantry systems on 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 achieves sufficient structural stability to allow for proper 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. Furthermore, state-of-the-art documents do not describe optimized building construction processes, as they require the use of various heavy transport equipment, both for the assembly of the manufacturing system itself and for the transportation of the construction materials 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 for the construction of building foundations, so all would require a prior foundation stage, as 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 needed that allows for the complete construction of a building without the 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 proposed by the invention are therefore configured as a notable novelty within its field of application, since according to its implementation and in a taxative manner the stated objectives are satisfactorily achieved, the characterizing details that make it possible and that distinguish them being 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. To facilitate 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 manufacture 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 wall of the structure to be formed, with the objective of manufacturing three-dimensional compositions of high structural resistance, from the use of its 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. The system also includes means for manipulating auxiliary elements used in the construction of buildings, such as windows, doors, and similar items.

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 module for controlling and manufacturing 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 consist of a rectangular prism, comprising four pillars that vertically support a horizontal structure comprising two parallel beams, each slidably connected to a pair of different pillars; and a beam transverse to the former, each slidably connected at its ends 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 cross 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. Furthermore, the crossbeam comprises a carriage with a manufacturing tip, which can move along the crossbeam. The manufacturing tip comprises an extrusion nozzle, which includes vertical movement means, allowing it to reach a height lower than that defined by the pillar bases.

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 of the parallel beams on the Z axis, the movement of the cross beam on the X axis and the movement of the carriage on the Y axis, the degrees of freedom necessary to reach any point inside the structure with the manufacturing tip are obtained.

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 perform 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. Specifically, the main structure can be modular, allowing for increased dimensions along any axis—both vertically in the Z axis and horizontally in the X and Y axis—up to the structural limit that ensures the rigidity of the entire structure and allows for sufficient precision for the correct and optimal construction 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 linked together, achieving different heights and creating multi-story buildings.

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. Furthermore, the main structure can be moved by means of a system of 360° rotating wheels and/or tracks installed at the bases of the pillars, allowing the entire structure to move horizontally, reaching the correct position on the surface without the need 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. The structure also includes an upper walkway that will be used for visual inspection of the manufacturing process 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 aim of supplying the construction material to the manufacturing tip of the main structure and controlling the entire manufacturing process, the invention comprises a control and material manufacturing center, which will be responsible for controlling the entire system and all the elements included therein; and for manufacturing 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 ensure the proper supply of material to the manufacturing point, i.e., the manufacturing and storage systems, the means of propelling the material and the pipelines responsible for transporting it from storage to the manufacturing point, as well as the means of electrical supply.

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. First, the material manufacturing plant will be responsible for mixing and pumping the concrete, preferably fiber-reinforced, while simultaneously controlling its quality. This allows for on-site manufacturing of the material, which allows for cost savings and optimization with great precision of the material to be manufactured, avoiding expiration, waste generation, and the environmental impact required by a continuous supply using traditional means, such as a concrete mixer truck and a pump truck.

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, power can be supplied by installing solar panels on the tops of the columns and on the manufacturing plant itself, so that the system can generate the energy needed 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 devices that conserve surplus energy generated by solar panels for use during periods of greatest energy demand.

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 power supply may include a connection to the general electrical grid and/or a generator, so that it can be used in situations where solar energy generation is not sufficient to supply the system.

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 an uninterrupted work capacity, in which most of the energy is generated in a clean manner, 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. It will also include a control unit responsible for managing everything related to the system's operations and functioning, such as energy consumption and 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 comprises a system of sensors, preferably placed at the corners of the parallel beams and at the extrusion nozzle, 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 a problem arises during the manufacturing of a wall, the AI software will detect and report the fault and its severity, determining how to repair it and when to do so so as not to interfere with the building's construction process.

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 various stages of the process are completed, the AI software will collect the parameters used and the data received to decide whether to continue or stop the process, even alerting the user to the need for expert verification.

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 manufacturing plant's control unit and the rest of the elements can be achieved via wired and/or wireless means, allowing for data transfer, which will be used to make appropriate decisions about the next steps in 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, the manufacturing plant controls the entire building manufacturing process, as well as the on-site manufacturing of construction materials, which allows for savings and optimization of the quantity 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 responsible for regulating the power supply, managing consumption and combining the energy self-generated by the solar panels with power from the general grid or the generator, as well as storing it when surpluses are generated, ensuring a continuous power 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 nozzle 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 of the system object of the present invention is the ease of assembly-disassembly and transport 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 and transported to the construction site using a single transport vehicle, with unloading and assembly operations carried out using a hydraulic 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 structure, that is, first the bases and vertical elements will be assembled, then the structure will be stiffened by assembling the upper fixed ring, and finally the intermediate modules and all the auxiliary elements required by the system will be installed.

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. For this reason, the method object of the present invention comprises the complete construction of the building, starting with the manufacture of the foundation slab, thanks to the possibility of reaching a level lower than the base of the pillars with the extrusion nozzle, which will be contained in a prefabricated formwork or constructed perimeter walls, to which a leveling layer will be applied where some prefabricated elements will be placed, and the downpipe pieces of the installations; subsequently filling it with a special concrete with fiber load.

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. The structure will then be created by extruding fiber-filled concrete in successive layers, defining the walls and leaving the necessary openings for 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 required height for the doors and windows has been reached, the material extrusion will be stopped, and special pre-frames will be placed for the installation of these elements. The material will then continue to be extruded above the pre-frames until the final height of the building's walls is reached.

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 constructed from a first perimeter wall built on top of the building's external walls. Prestressed beams will be placed against the wall and bolted to it. Recoverable molds will then be placed between the beams, into which the concrete will be poured, allowing it to be recovered once it has fully 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 insulating material and the placement of lightweight concrete at a slope to ensure water drainage.

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 previously unknown structural and constitutive characteristics. These reasons, combined with its practical utility, provide sufficient grounds for obtaining the requested exclusivity privilege.

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 being made and in order to help better understand the characteristics of the invention, a set of drawings is attached as an integral part of said description, in which the following has been represented for illustrative and non-limiting purposes:

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 an overview 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. Crossbeam

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. Means of transporting construction material

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. Means of moving the main module

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 tip manufacturing

18. Boquilla extrusora de la punta de fabricación 18. Manufacturing tip extruder nozzle

19. Sistema tipo gancho de la punta de fabricación 19. Hook type manufacturing tip system

20. Taladro de perforación de la punta de fabricación 20. Manufacturing tip drilling drill

21. Atornillador magnético de la punta de fabricación 21. Magnetic screwdriver tip manufacturing

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, which form a part of this specification and in which specific preferred embodiments in which the invention may be embodied are shown by way of illustration. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention, and it is understood that other embodiments may be utilized and that structural, mechanical, electrical, and/or chemical changes may be made without departing from the scope of the invention. The avoidance of details not necessary to enable those skilled in the art to practice the detailed description should not, therefore, 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, comprising 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 slidingly 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; - 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 cross beam 6, slidably connected at its ends, with each end connected to one of the parallel beams 5, configuring a horizontal displacement along the length of the parallel beams 5; - a carriage 7, slidably coupled to the cross beam 6, configured to comprise a horizontal displacement along the length of the cross beam 6, which will be perpendicular to the horizontal displacement of the cross beam 6 along the parallel beams 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 a construction material extrusion mouth.

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 materials;

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

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

- medios de alimentación eléctrica; - means of power supply;

- y una unidad de control conectada operativamente a los medios anteriores. - and a control unit operationally connected to the above media.

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 to say, the preferred embodiment of the invention comprises a structure with pillars 3 connected by upper beams 4, which stiffen them and support an upper visual control platform. With mobile horizontal parallel beams 5, which can slide vertically along the height of the columns 3, which are connected by a cross 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 cross beam 6, and the horizontal displacement, perpendicular to the former, of the carriage 7 are configured to allow the positioning of the manufacturing tip 8 at any point contained within 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 within the main structure 1 and a second point contained within 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 means of the driving 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 extrusion 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 position 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 machine 20, which may include a telescopic drill bit that can be oriented 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 gripping of the fittings and their 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. By including these different tools at the manufacturing end, the building manufacturing process can be fully automated, as all operations would be performed by these tools, avoiding the need for human intervention and any potential downtime 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 responsible for selecting the appropriate tool for each stage of the manufacturing process, depending on the maneuvers to be performed in each stage.

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 movement means 12, such as caterpillars and/or wheels and/or stabilizers, so as to allow the movement of the entire main structure 1 on the construction surface.

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 means of movement may be either motorized, allowing the directed movement of the entire main structure 1, or they may allow free rotation, for cases in which the main structure 1 is towed 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 vertical movement along the height of the columns 3, which will comprise a chain on a cable carrier, 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 means for supplying electricity to the main module 2 may comprise a solar energy panel, preferably located at the top of the columns, and/or a generator and/or a storage battery and/or a power generator and/or a connection to the general power supply network.

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. The control unit will be responsible for selecting the type of energy source at any given time, based on consumption. It can store energy in storage media when a surplus is being generated by solar energy panels, and can use them during process stages that require greater energy expenditure. This achieves the system's energy autonomy.

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 as to allow the positioning of the manufacturing tip 7 at a vertical level lower 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 implementation, it will be possible to carry out construction operations that require a position lower than the support surface of the main structure 1, 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, such that the elements of the main structure 1, such as the parallel beams 5 or the transverse beam 6, will be comprised of 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. This makes transport and handling of the entire system easier, allowing it to be stored in a truck container or similar. This is due to the small size of the longitudinal beams, which are joined together during system assembly to proceed with the construction of the building, according to the dimensions required for 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 for the configuration of the different areas required for construction, as well as achieving different heights that allow for the construction of buildings of different floors, by stacking columns of various heights.

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 longitudinal beams of 3 m, so that each parallel beam will be 12 m long, and the transverse beam will be comprised of two longitudinal beams of 3 m, configuring a total length of 6 m.

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 for manufacturing the construction material of the main module 2 comprise at least one feed hopper 9, and a mixing unit 10, configured to mix the products received through the feed 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 driving means and the driving means 11 of the construction material to the manufacturing tip 8 comprise a solids driving pump 12, configured to drive the construction material through the driving means of the construction material 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 terms of material supply, since the manufacturing means will be responsible for generating the construction material necessary to construct 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 the production of the device itself and with the different tools of the manufacturing tip, achieve complete autonomy of the system object of the present invention, since human interaction is avoided, and the material and electrical supply are carried out 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 with process autonomy, energy autonomy, and material supply autonomy is presented.

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 moving 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 collect data on the manufacturing process and its current state, 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 in 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 media, such as GSM, UMTS, 5G, or similar, depending on the networks accessible at each manufacturing point, so that it connects to the different elements of the main structure 1, such as the extruder nozzle or the plurality of sensors, or to 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. Furthermore, the present invention also describes the manufacturing process associated with the multifunction additive manufacturing system described in the previous embodiments, which comprises three distinct 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 the work, and will continue with the manufacture of a foundation slab from formwork or perimeter walls, and prefabricated modules, which will comprise a concave shape, with a flat lower base resting on the work surface, and a curved upper part.

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 constructed by installing formwork or building perimeter walls by depositing construction material, and a concrete slab with the appropriate thickness based on a prior 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 positions between the perimeter walls or formwork. Meanwhile, at the foundation points where the corners of the building walls will be located, the prefabricated modules will be replaced by a corrugated steel frame with protrusions above the foundation surface, for the subsequent construction of the pillar formwork.

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 made of steel rods or similar material will be placed on the prefabricated modules, pouring the foundation concrete directly from the construction material conveying means, that is, without using the extruder nozzle, forming 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 cured 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 completed, the printing of the building walls begins, by depositing layer by layer of construction material through the extrusion nozzle, leaving the opening of the doors and windows free, and creating the formwork for the protruding reinforcements, until reaching a defined initial 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 material deposition stops, and window frames, doors, or any other necessary elements are installed, creating 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. In addition, bars will be connected to the reinforcing steel, and the existing formwork will be filled, configuring the pillars as a fixed node 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 perimeters of the wall will continue to be printed until a second predefined height is reached, making a final print of the perimeter walls with a thickness less than that previously made, so that a support surface remains that will be used later to support 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 phase will begin, as previously mentioned, with the support and bolting of the roof beams to the perimeter walls, and the installation of removable formwork modules on the inside of the building. These modules will be concave, with flat bases at the ends, so they can be bolted to the roof beams, creating a vault-like 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, lightweight concrete for roofing will be poured, covering the upper part of the roof beams and the recoverable formwork modules. The material will then be allowed to set completely, at which point the recoverable formwork modules will be removed, resulting in a waffle 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 a sloping roof is primed with lightweight concrete. The water collection and channeling system is then installed. The construction can then be finished with an aesthetic crown.

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 process will be supported by the use of the different tools included in the manufacturing tip, so that, depending on the maneuvers to be performed, 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, but not limited to, lifting heavy loads, such as roof beams, will be done using a hook system; gripping clamps can be used to place prefabricated modules; and a heat gun can be used to seal bituminous materials.

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 manner of putting it into practice, it is not considered necessary to explain it further so that any expert in the field may understand its scope and the advantages derived from it, stating that, within its essentiality, it may be put into practice in other embodiments that differ in detail from the one indicated by way of example, and to which the protection sought will also be extended as long as its fundamental principle is not altered, changed or modified.

Claims

1. Method for constructing a building using a multifunction additive manufacturing system from a leveled terrain associated with a multifunction additive manufacturing system comprising at least a main structure (1) and a main module (2);

where the main structure (1) comprises at least:

four columns (3);

or 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 slidably connected to a different pair of columns (3), configuring a vertical and parallel displacement of the parallel beams (5) along the columns (3);

or a cross beam (6), slidably connected at its ends, each with a parallel beam (5), configuring a horizontal displacement along the length of the parallel beams (5);

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

there is a manufacturing tip (8) with a construction material extrusion mouth;

where the main module (2) comprises at least:

means of manufacturing construction materials;

drive means and means of conducting the construction material (11) to the manufacturing tip (8);

electrical supply means;

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

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

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

comprising the stages of foundation, construction of the structure and construction of the roof, characterized in that the foundation stage comprises at least the stages:

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

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

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

placement of a frame consisting of steel rods or similar;

The foundation concrete is poured directly from the means of conveying (11) the construction material;

2. Method of constructing a building according to claim 1, characterized in that the stage of constructing the structure comprises at least the stages:

placement of a bituminous material on the set concrete in the areas where a wall is to be placed, by means of its deposit by the extrusion mouth of the manufacturing tip (8); configured to generate an elastic and adhesive surface between the walls and the foundation;

odefinition of the walls of the building by depositing construction material by the extrusion mouth of the manufacturing tip (8), up to a first height, and creating 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;

Stopping the deposition of construction material and installing window and/or door frames and/or any other vertical wall elements;

Connection of steel bars to the reinforcement and filling of the pillar formwork, forming a fixed node with the foundation;

printing of the walls until reaching a second determined height;

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

3. Method for constructing a building according to claims 1 and 2, characterized in that the stage of constructing the roof comprises at least the stages:

Installation of the building's roof beams and bolting them to the perimeter walls;

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

lightweight concrete overlay for roofs over the modules and roof beams;

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

application of waterproof material over the concrete cover layer;

impression of a sloping roof with lightweight concrete;

and installation of the exterior water collection and channeling system.

4. Method of constructing a building according to the preceding claims, characterized in that it comprises a final stage of printing an aesthetic crown.