Diseño y la fabricación de un prototipo de viscosímetro para a la síntesis de hormigón en robots cartesianos industriales (impresora 3D) destinados a la construcción de viviendas y edificios

Abstract

[ES] El creciente desarrollo de la automatización en el sector de la construcción hace necesaria la aparición de dispositivos capaces de adquirir información sobre los productos y la maquinaria que se emplean. La monitorización es fundamental en los sistemas automatizados para tener un control continuo de los procesos que tienen lugar. Uno de los ejemplos que muestran este crecimiento es la aparición de robots cartesianos industriales para la construcción de viviendas y edificios, tipo impresora 3D. Esta maquinaria emplea microhormigón como material principal, y su mezcla se realiza durante la construcción del edificio, de manera simultánea. Este proceso requiere ser monitorizado, empleando sensores capaces de medir la viscosidad del hormigón en el momento y realizar las acciones correspondientes para ajustar la mezcla a la viscosidad deseada, ya sea mediante la agregación de agua, cemento, arena, o cualquiera de los componentes que conforman la mezcla. Estos sensores capaces de medir la viscosidad resultan caros económicamente a la hora de adquirirlos, ya que es un nicho de mercado reducido, y no hay una extensa variedad de fabricantes a los que se pueda acudir. En el presente documento se tiene por objetivos el diseño y la fabricación de un viscosímetro para la aplicación descrita arriba. Los requisitos que debe cumplir el dispositivo son tanto la medida de la viscosidad instantánea del fluido, como la reducción del precio del producto respecto a los existentes actualmente en el mercado.

[EN] The growing development of automation in the construction sector makes it necessary for devices capable of acquiring information about the products and machinery used to appear. Process monitoring is fundamental in automated systems to have continuous control of the processes that take place. One of the examples that show this growth is the emergence of industrial cartesian robots for the construction of houses and buildings, like a 3D printer. This machinery uses concrete as the main material, and its mixture is made during the construction of the building process simultaneously. This process requires monitoring, using sensors capable of measuring the viscosity of the concrete now and performing the corresponding actions to adjust the mixture to the desired viscosity, whether by adding water, cement, sand, or any of the components that make up the mixture. These sensors capable of measuring viscosity are economically expensive to acquire since it is a small market niche, and there is not an extensive variety of manufacturers to turn to. The objective of this document is to design and manufacture a viscometer for the application described above. The requirements that the device must meet are both the measurement of the fluid's instantaneous viscosity and the reduction of the product's price compared to those currently on the market.

[CA] El creixent desenvolupament de l'automatització en el sector de la construcció fa necessària l'aparició de dispositius capaços d'adquirir informació sobre els productes i la maquinària que s'utilitzen. La monitorització és fonamental en els sistemes automatitzats per tindre un control continu dels processos que tenen lloc. Un dels exemples que mostren aquest creixement és l'aparició de robots cartesians industrials per a la construcció d'habitatges i edificis, tipus impressora 3D. Aquesta maquinària utilitza formigó com a material principal, i la seua mescla es realitza durant la construcció de l'edifici, de manera simultània. Aquest procés requereix ser monitoritzat, utilitzant sensors capaços de mesurar la viscositat del formigó en el moment i realitzar les accions corresponents per ajustar la mescla a la viscositat desitjada, ja siga mitjançant l'agregació d'aigua, ciment, arena, o qualsevol dels components que conformen la mescla. Aquests sensors capaços de mesurar la viscositat resulten cars econòmicament a l'hora d'adquirir-los, ja que és un niu de mercat reduït, i no hi ha una extensa varietat de fabricants als quals es puga recórrer. En el present document es té per objectius el disseny i la fabricació d'un viscosímetre per a l'aplicació descrita anteriorment. Els requisits que ha de complir el dispositiu són tant la mesura de la viscositat instantània del fluid, com la reducció del preu del producte respecte als existents actualment en el mercat. El disseny del producte queda a lliure disposició, tenint com a referència els ja existents. Una vegada s'hagen presentat totes les propostes de disseny, s'elegirà la que més s’ajusta als requisits exigits i sobre la qual es desenvoluparà el disseny en detall, els plànols que conformen el producte final, el pressupost de fabricació i el plec de condicions.