Mechanismus proměnlivé mezivrstvy pro 3D tisk betonu

Při 3D tisku betonu vzniká stěna po vrstvách. Klíčové je, jak pevně k sobě sousední vrstvy „přilnou“. Sílu spoje ovlivní mimo jiné časový odstup mezi vrstvami a velikost jejich kontaktní plochy. Na Fakultě stavební VUT v Brně jsme ověřili, že zvětšení kontaktní plochy o cca 30 % může zvýšit pevnost spoje až o 70 %. Problém je, že reálné podmínky se mění – beton má v čase jinou viskozitu a interval kladení vrstev kolísá. Běžné tiskové trysky neumí na tyto změny pružně reagovat. Naše řešení proto aktivně tvaruje povrch právě nanášené vrstvy tak, aby se kontaktní plocha vždy nastavila „na míru“ aktuálním podmínkám.

Charakter zařízení

Jádrem řešení je speciální tryska pro 3D tisk betonu s integrovanou tvarovací lištou. Lišta má hřebenovitý profil a je uložena ve svislém vedení na výtokové stěně trysky; její polohu plynule mění servomotor přes ozubené kolo. Tím lze za chodu regulovat hloubku brázd vytvářených na povrchu vrstvy – tedy i velikost kontaktní plochy mezi vrstvami.

Pro snadný servis a přizpůsobení různým směsím je pouzdro tvarovací lišty šroubově připojeno, takže lze lištu rychle vyměnit za variantu s jiným počtem brázd nebo odlišnou geometrií.

Předpokládaný trh

Výrobci stavebních 3D tiskáren a integrátoři robotických pracovišť – pro nové modely i jako volitelný modul zvyšující kvalitu tisku.
Stavební firmy a vývojová centra testující 3D tisk pro nosné i nenosné konstrukce, kde je kritická homogenita a opakovatelnost.
Výzkumné a univerzitní laboratoře zabývající se reologií cementových kompozitů a optimalizací parametrů tisku.
Pilotní a demonstrační projekty (domy, prvky malé architektury, prefabrikace), kde je třeba spolehlivě zvládat proměnlivost směsí i provozních podmínek.

Finální výrobek podle patentu je ideální pro:

Pro týmy, které řeší pevnost mezi vrstvami a chtějí ji aktivně řídit místo „statického“ nastavení trysky. (Adaptace hloubky brázd podle viskozity a intervalu kladení.)
Pro provozy se střídajícími se směsmi nebo tempem tisku, kde proměnlivost jinak vede k nerovnoměrným vlastnostem napříč konstrukcí.
Pro aplikace s důrazem na kvalitu rozhraní vrstev (oblouky, překlady, štíhlé stěny), kde zvýšení kontaktní plochy přináší měřitelný zisk pevnosti.

Stav ochrany

Užitný vzor CZ 38 510 U1 – Tryska pro zařízení k 3D tisku betonu (přihláška č. 2025-42678 z 12. 3. 2025, zapsáno 15. 4. 2025). Majitel: Vysoké učení technické v Brně; původci: Ing. Josef Válek, Ing. Arnošt Vespalec, Ph.D.

Výběrové řízení na nabyvatele licence

Zahájení: 1. 9. 2025
Očekávané posuzování nabídek: 31. 12. 2025

Související odkazy

Databáze Úřadu průmyslového vlastnictví

Kontaktní osoby

Když bude potřeba, lidi můžou pro více informací oslovit tohoto:

Technické informace: Ing. Josef Válek, Ing. Arnošt Vespalec, Ph.D.

Obchodní a smluvní informace: doc. ing. Michal Kriška, Ph.D.

Cenové nabídky, podněty aj. posílejte na kontaktní osobu níže. Nabídky budou nejpozději k datu ukončení výběrového řízení vyhodnoceny, následně budou všichni zájemci seznámeni s výsledkem.