[发明专利]绝缘元件的增材制造

说明书

本发明涉及一种通过增材制造获得由矿物泡沫制成的绝缘元件的方法，其中连续沉积叠加的矿物泡沫糊料层，所述矿物泡沫在硬化后具有最多200kg/m³的密度。

本发明涉及建筑领域。它更具体地涉及通过增材制造技术制造绝缘元件。

除了在舒适和经济方面的优势外，建筑物的隔热，无论是在建设中还是在改建中，构成了在对抗全球变暖的战斗中的关键问题。因此必要的是，建筑元件具有尽可能低的热导率。为了解决这个问题，已经提出了大量的使用与结构元件(墙壁、屋顶等)连接的各种绝缘元件(矿棉、有机泡沫等)的技术解决方案。

本发明寻求提出用于制造具有改进的隔热性的建筑元件的新技术。

如今，增材制造技术在许多技术领域都取得了有希望的发展。增材制造，也称为“3D打印”，是一种其中由计算机控制的机器人通过不断地逐层沉积材料来制造三维物体的方法。这些技术尤其允许制造具有复杂形状的物体。

例如，增材制造已用于制造结构元件，例如混凝土壁板。

建筑元件(例如由混凝土或砂浆制成)的增材制造允许集成设计、规划和施工过程以及使后者自动化和流线化。该技术的其他优点特别是降低了劳动力成本、减少了材料损失和消耗、消除了模板以及减少了项目持续时间和投资。在本文中，混凝土和砂浆无差别地是指包含水硬性粘合剂和骨料的材料。

在已知技术中，通过使干砂浆和拌合水混合获得的湿砂浆被泵出并输送到固定在机器人或龙门架上的打印头，机器人或龙门架的运动由计算机控制。湿砂浆层沉积在先前沉积的砂浆层上，通常通过喷嘴挤出。打印头按照预定的图表连续移动，从而制造出最终的物体。

本发明提出了通过这种类型的技术来获得绝缘结构元件的不同途径。

为此，本发明涉及一种通过增材制造获得由矿物泡沫制成的绝缘元件的方法，其中连续沉积叠加的矿物泡沫糊料层，所述矿物泡沫在硬化后具有最多200kg/m³的密度。

本发明还涉及一种用于获得包括至少一个结构元件和至少一个由矿物泡沫制成的绝缘元件的建筑元件的方法，所述方法包括通过本发明的方法获得所述由矿物泡沫制成的绝缘元件的步骤。

本发明的另一个目的是一种由矿物泡沫制成的绝缘元件，或一种能够通过这些方法之一获得的建筑元件。

因此，本发明应用增材制造技术不是用于建造结构元件的或支撑该建筑元件，而是相反地用于建造绝缘元件。特别地打印绝缘元件可以从增材制造的优势中受益，同时在结构元件的制造方面遵守经过认证和认可的传统方法，不需要特别授权。

建筑元件最通常是墙或墙元件，特别是用于外立面墙或隔断墙。它也可以是地板元件。该元件通常将旨在被集成到建筑物的结构中。

“矿物泡沫”是指蜂巢状或蜂窝状矿物材料。空腔或空隙优选地填充有空气。空腔或空隙的尺寸优选最多400μm，特别地最多250μm。泡沫中空气的体积比例优选为10-80%(不考虑包含在本文其余部分中描述的任何轻质多孔骨料中的空气)。

矿物泡沫优选包含至少一种水硬性粘合剂。

获得矿物泡沫糊料优选包括将包含至少一种水硬性粘合剂的干组合物与水溶液混合，然后拌合由此获得的矿物糊料。

干组合物是指粉末状混合物。经过凝固和硬化后，最终的泡沫可称为硬化泡沫，或水泥泡沫、砂浆泡沫或混凝土泡沫。水溶液可以简单地是水，或以溶液、分散体或悬浮液形式包含一种或几种添加剂，特别地有机添加剂(例如表面活性剂)或矿物添加剂(例如二氧化硅纳米粒子)的水。

水硬性粘合剂尤其选自波特兰水泥、高铝水泥、硫铝酸盐水泥、熟石灰、磨碎的粒状高炉矿渣、粉煤灰和它们的混合物。