-1- La présente invention concerne un procédé pour construire des bâtiments d'habitation par impression 3D et plus spécifiquement à l'aide de coffrages en matériaux minéraux réalisés par impression 3D destinés à être remplis par des matériaux liquides ou ductiles. La construction traditionnelle de bâtiments est un procédé couteux et long d'assemblage méthodique de matériaux assurant le clos et le couvert. La construction par impression 3D directe permet de réduire 10 le cout et le temps des procédés traditionnels. Le procédé selon l'invention permet de répondre aux différentes problématiques exposées tout en répondant à des enjeux normatifs, d'efficience énergétique et d'écologie. Les coffrages s'adapteront à n'importe quelle singularité 15 architecturale: régionale française ou internationale, en offrant un produit fini, personnalisé et unique. Le procédé est basé sur l'impression 3D par double extrusion d'une part d'un matériau soluble de type polystyrène et d'autre part de matériaux minéraux permettant la réalisation 20 des différentes parties constitutives du futur bâtiment. Pour les matériaux sous forme de granulés de type élastomères, polychlorure de vinyle et acide polylactique, ils sont transformés en filaments consommables pour l'imprimante 3D à l'aide d'une extrudeuse. Quant aux 25 matériaux minéraux, ils répondent aux contraintes de mise en forme permettant eux aussi leur impression. La conception assistée par ordinateur permet la modélisation des différentes parties de la construction. Les modèles ainsi réalisés sont importés au format STL pour 30 permettre leur impression 3D. Les imprimantes à double extrusion utilisées sont des imprimantes à la dimension des futurs éléments constitutifs des bâtiments. 3034116 -2- Le matériau soluble est un support d'impression permettant la réalisation de parties en surplomb, en porte à faux ou creuses. La dissolution du matériau soluble à l'aide d'un procédé 5 chimique adéquat au moyen de l'Acétone ou du Limonène permet la création de coffrages creux, ergotés, et laissant apparaitre portes, fenêtres et autres ouvertures. Le mélange du support soluble et de l'agent chimique permettant sa dissolution, est distillé pour permettre la 10 séparation et le recyclage des deux éléments du mélange. Les coffrages suivent une chaine de production afin de les pré-équiper d'armatures en acier, en parements extérieurs et intérieurs et en installations sanitaire et électrique. Les différentes parties de la construction sont apportées 15 sur chantier puis assemblées au moyen d'ergots horizontaux, orthogonaux et obliques. Puis l'ensemble des parties et en particulier les coffrages sont remplis sur site à l'aide de matériaux ductiles ou liquides permettant la réalisation de la construction d'un 20 seul tenant. Les dimensions des coffrages sont seulement limitées au transport de ceux-ci en adéquation avec le code de la route. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente la molécule de polystyrène.The present invention relates to a method for constructing residential buildings by 3D printing and more specifically using forms of inorganic materials made by 3D printing intended to be filled with liquid or ductile materials. Traditional building construction is a costly and time-consuming method of methodically assembling materials for the closed and the covered. Direct 3D printing construction can reduce the cost and time of traditional processes. The method according to the invention makes it possible to respond to the various problems exhibited while responding to normative issues, energy efficiency and ecology. The formwork will adapt to any architectural singularity: regional French or international, offering a finished product, personalized and unique. The method is based on 3D extrusion printing on the one hand of a polystyrene-type soluble material and on the other hand mineral materials allowing the realization of the different constituent parts of the future building. For materials in the form of granules of the elastomer type, polyvinyl chloride and polylactic acid, they are converted into consumable filaments for the 3D printer using an extruder. As for the 25 mineral materials, they meet the constraints of shaping also allowing their impression. Computer-aided design allows the modeling of different parts of the construction. The models thus produced are imported in STL format to enable their 3D printing. The double-extrusion printers used are printers in the dimensions of the future building components. The soluble material is a printing medium allowing the realization of overhanging, cantilevered or hollow portions. The dissolution of the soluble material by means of a suitable chemical process by means of Acetone or Limonene allows the creation of hollow, ergoted forms, and revealing doors, windows and other openings. The mixture of the soluble carrier and the chemical agent allowing it to dissolve is distilled to allow separation and recycling of the two components of the mixture. The formwork follows a production line in order to pre-equip them with steel reinforcement, exterior and interior cladding and sanitary and electrical installations. The different parts of the construction are brought on site and then assembled by means of horizontal pins, orthogonal and oblique. Then all the parts and in particular the formwork are filled on site with ductile or liquid materials allowing the realization of the construction of one piece. The dimensions of the formwork are only limited to the transport of these in accordance with the rules of the road. The accompanying drawings illustrate the invention: Figure 1 shows the polystyrene molecule.
25 La figure 2 représente les molécules de Limonène et d'Acétone. La figure 3 représente en vue isométrique et filaire, le coffrage d'infrastructure mâle. La figure 4 représente en vue isométrique l'assemblage des 30 deux coffrages d'infrastructure mâles et femelles. La figure 5 représente en vue isométrique et filaire, le coffrage de superstructure d'étage mâle. 3034116 -3- La figure 6 représente en vue isométrique l'assemblage des coffrages de superstructure d'étages mâles et femelles entre eux et leur assemblage sur les coffrages d'infrastructure. La figure 7 représente en vue isométrique et filaire, le 5 coffrage d'infrastructure pignon-plancher mâle. La figure 8 représente en vue isométrique l'assemblage des coffrages de superstructure pignon-plancher mâles et femelles et leur assemblage sur les coffrages inférieurs. La figure 9 représente en vue isométrique et filaire, la 10 toiture mâle. La figure 10 représente en vue isométrique l'assemblage des toitures mâles et femelles et leur assemblage sur les coffrages inférieurs. En référence à ces dessins le dispositif comporte les 15 coffrages d'infrastructure (01-a, 01-b), les coffrages de superstructure d'étages (02-a, 02-b), les coffrages de superstructure pignons-planchers (03-a, 03-b) ainsi que les deux pièces mâle et femelle de la toiture (04-a, 04-b). Ils sont réalisés par une impression 3D à double extrusion 20 qui imprime simultanément le matériau minéral du coffrage ainsi qu'un matériau soluble de type polystyrène à résistance élevée aux chocs (p) de formule brute C8H8. Les coffrages sont ensuite mis en contact avec un agent chimique de type Limonène (n) ou Acétone (o) pour dissoudre le support 25 d'impression soluble et rendre les coffrages opérationnels. Les ergots se composent d'ergots mâles d'angle (eml), de cotés (em2), orthogonaux (em3) et obliques (em4) ainsi que d'ergots femelles d'angles (efl), de cotés (ef2), orthogonaux (ef3), et obliques (ef4) permettant 30 l'emboitement des différents coffrages ou autres pièces, les unes avec les autres. Ils sont situés en partie supérieure et inférieure des coffrages et pièces. Les ergots d'angle (eml, efl) sont situés à chaque angle 35 décrit par le coffrage ainsi qu'en différents points des 3034116 -4- côtés (em2, ef2) du coffrage afin de reprendre au mieux les efforts de compression des différents coffrages ou pièces emboitées successivement. Les ergots orthogonaux (em3, ef3) sont situés sur les flancs 5 latéraux des coffrages et permettent d'unir différents coffrages d'un même niveau. Les ergots obliques males (em4) sont situés en partie supérieure des coffrages de superstructure pignon-plancher. Les ergots d'assemblages obliques femelles (ef4) sont situés 10 en partie inférieure des deux pièces de la toiture La disposition respective des différents ergots en partie supérieure ou inférieure ne doivent pas se trouver en surplomb ou en dessous des fenêtres, portes et autres ouvertures des coffrages.Figure 2 shows the Limonene and Acetone molecules. Figure 3 shows in isometric view and wireframe, the formwork of male infrastructure. Figure 4 shows in isometric view the assembly of the two male and female infrastructure forms. Figure 5 shows isometric and wire view, the formwork of male stage superstructure. FIG. 6 shows in isometric view the assembly of the male and female stage superstructure forms between them and their assembly on the infrastructure formworks. FIG. 7 is an isometric and wired view of the gable-floor infrastructure formwork. FIG. 8 shows in isometric view the assembly of the male and female sprocket-floor superstructure formworks and their assembly on the lower formworks. Figure 9 is an isometric and wire view, the male roof. Figure 10 shows isometric view of the assembly of male and female roofs and their assembly on the lower forms. With reference to these drawings, the device comprises the substructure formwork (01-a, 01-b), the floor structure formwork (02-a, 02-b), the gable-floor superstructure formwork (03 -a, 03-b) as well as the two male and female parts of the roof (04-a, 04-b). They are made by a double extrusion 3D printing 20 which simultaneously prints the mineral material of the formwork and a polystyrene-type soluble material with high impact strength (p) of the empirical formula C8H8. The forms are then contacted with a chemical agent such as Limonene (n) or Acetone (o) to dissolve the soluble printing medium and render the formwork operational. The lugs consist of male angled lugs (eml), sides (em2), orthogonal (em3) and oblique (em4) as well as female lugs angles (efl), sides (ef2), orthogonal (ef3), and oblique (ef4) allowing the interlocking of different forms or other parts, with each other. They are located at the top and bottom of the formwork and parts. The angle lugs (eml, efl) are located at each angle 35 described by the formwork as well as at different points of the sides (em2, ef2) of the formwork in order to best take up the compression forces of the different forms or parts nested successively. The orthogonal lugs (em3, ef3) are located on the lateral flanks 5 of the formwork and make it possible to join different forms of the same level. The male oblique lugs (em4) are located in the upper part of the gable-floor superstructure formwork. The female oblique assembly lugs (ef4) are situated in the lower part of the two parts of the roof. The respective arrangement of the different lugs in the upper or lower part must not be above or below the windows, doors and other openings. formwork.
15 Des supports de maintien (c) faisant partie intégrante du coffrage réalisé par impression 3D sont disposés autour des portes, fenêtres et autres ouvertures, afin de permettre la pose d'armatures en acier et de maintenir une distance minimale d'enrobage vis-à-vis du parement extérieur et de 20 ces armatures en acier. Des diabolos de jonction entre les pans du coffrage de type cylindre ou hyperboloïde à une nappe (dl, d2) faisant partie intégrante du coffrage réalisé par impression 3D, sont disposés aux endroits ou le coffrage travaille le plus lors 25 du coulage. La largeur de leur base augmente lorsqu'on est proche de la base du coffrage et diminue lorsqu'on s'approche du sommet du coffrage. Les diabolos permettent le maintien des parois du coffrage et ont une entaille (f) en leur centre de symétrie, permettant la disposition d'armatures 30 longitudinales. Leur disposition ne doit pas coïncider avec les différents niveaux des portes, fenêtres et autres ouvertures, en laissant un dégagement latéral suffisant de part et d'autre des portes, fenêtres et autres ouvertures. Des crochets orientés vers le haut, ne gênant pas 35 l'emboitement des différents coffrages, inhérents aux coffrages et autres pièces constitutives du bâtiment sont 3034116 -5- disposés aux angles des coffrages et autres pièces pour permettre leur élingage. Des opercules supérieurs (b1) et inférieurs (b2) de diamètre compris entre 5 cm et 10 cm permettent la pose et l'ancrage 5 des armatures longitudinales et transversales. Ils coïncident avec les entailles des diabolos. Des opercules sont situés à chaque angle en partie supérieure et inférieure (b3). Des renforts d'angles arrondis inhérents aux coffrages 10 réalisés par impression 3D sont disposés à chaque angle permettant de de faire la jonction entre les deux pans du coffrage, réduisant ainsi les efforts résultants travaillant sur les angles. A la suite du terrassement, de l'excavation, de la pose du 15 ferraillage et de la réalisation d'un béton de propreté, les coffrages d'infrastructure sont fixés au béton de propreté par une fine couche de mortier colle (m). Les coffrages d'infrastructure disposent d'ouvertures pour effectuer le raccordement sanitaire (k) et l'accès à la superstructure 20 (1). Une fois l'ensemble des coffrages (01-a, 01-b, 02-a, 02-b, 03-a, 03-b) assemblés, le coulage s'effectue par la partie supérieure des coffrages (03-a, 03-b). Une fois l'ensemble des coffrages coulés d'un seul tenant, sont disposées les 25 pièces de la toiture. Les coffrages d'infrastructure (01-a, 01-b) et de superstructure pignon-plancher (03-a, 03-b) sont des coffrages ouverts au niveau des planchers (e) pour disposer les armatures en acier de type treillis soudés sur 30 l'ensemble de la surface des planchers et les ancrer avec les armatures horizontales. Au moment du coulage, à chaque fois que les matériaux de coulage atteignent le niveau supérieur d'un plancher, le coulage est arrêté le temps d'un séchage suffisant pour rigidifier le plancher concerné avant 35 de continuer le coulage dans les coffrages supérieurs. 3034116 -6- Le procédé selon l'invention est particulièrement destiné à la construction de bâtiments d'habitation.Holders (c) forming an integral part of the 3D printing formwork are arranged around the doors, windows and other openings, in order to allow the laying of steel reinforcements and to maintain a minimum coating distance vis-à-vis -vis the outer facing and 20 these steel frames. Connecting diabolos between the sections of the cylinder-like or hyperboloid formwork to a sheet (d1, d2) forming an integral part of the formwork produced by 3D printing, are arranged at the places where the formwork works the most during casting. The width of their base increases when it is close to the base of the formwork and decreases when approaching the top of the formwork. The diabolos allow the maintenance of the walls of the formwork and have a notch (f) in their center of symmetry, allowing the provision of longitudinal frames. Their arrangement must not coincide with the different levels of doors, windows and other openings, leaving sufficient lateral clearance on both sides of doors, windows and other openings. Hooks pointing upwards, not interfering with the interlocking of the various forms, inherent in the formwork and other components of the building, are arranged at the corners of the formwork and other parts to allow them to be slung. Upper (b1) and lower (b2) lids with a diameter of between 5 cm and 10 cm make it possible to lay and anchor the longitudinal and transverse reinforcements. They coincide with the cuts of diabolos. Lids are located at each corner at the top and bottom (b3). Rounded corner reinforcements inherent to forms 10 made by 3D printing are arranged at each angle to make the junction between the two sections of the formwork, thus reducing the resulting efforts working on the corners. Following the excavation, excavation, laying of the reinforcement and the realization of a clean concrete, the infrastructure formwork is fixed to the concrete cleanliness by a thin layer of adhesive mortar (m). The infrastructure formwork has openings for sanitary connection (k) and access to superstructure 20 (1). Once the set of forms (01-a, 01-b, 02-a, 02-b, 03-a, 03-b) assembled, the casting is carried out by the upper part of the formwork (03-a, 03-b). Once the set of forms cast in one piece, are arranged the 25 pieces of the roof. The infrastructure formwork (01-a, 01-b) and sprocket-floor superstructure (03-a, 03-b) are open floor formwork (e) for arranging the welded mesh type steel reinforcement over the entire surface of the floors and anchor them with the horizontal frames. At the time of casting, each time the casting materials reach the upper level of a floor, the casting is stopped for a time of drying sufficient to stiffen the floor concerned before continuing casting into the upper forms. The method according to the invention is particularly intended for the construction of residential buildings.