3D принтеры в строительстве — когда мы будем печатать дома. Строительный принтер 3д

3D принтер для строительства домов

3D принтер – это устройство для создания объемного изделия на основе цифровой 3D модели. Файл с компьютера выводится на подключенный 3Д принтер, который формирует изделие из расходных материалов. Процесс печати представляет собой повторяющиеся циклы с нанесением слоев материала, одного на другой. В качестве материала может использоваться пластиковая нить, фотополимерные смолы, керамический порошок, металлоглина.

3D строительство: особенности и стоимость

Существует особый вид устройств – строительные 3Д принтеры. Этот способ постройки домов по готовой модели, во много раз обгоняет ручную стройку по скорости, а стоимость остается в доступных пределах. Также можно использовать 3Д принтер в строительстве дома, чтобы в точности копировать типовую архитектуру с точностью до сантиметра.

Строительные 3Д принтеры дают возможность минимизировать ручной труд, однако они могут взять на себя не все процессы. Например, крышу напечатать принтер не сможет, кровлей лучше заниматься вручную. 3Д строительство происходит по уже описанному принципу, только в гораздо большем масштабе и с использованием других материалов, таких как специальный цементный раствор. 3Д принтер «печатает» с его помощью готовые бетонные блоки, укладывая их слоями в нужной форме.

Бетон здесь выступает в роли чернил. Причем, подобно настоящим чернилам на бумаге, им можно рисовать любые формы. За несколько часов 3Д принтер для строительства способен возвести конструкцию здания высотой в 6 метров, Такая скорость позволит поставить автоматизированное строительство на поток.

Преимущества 3Д принтера и может ли он заменить бетономешалку

В сравнении с обычными методами строительства, 3D печать зданий может иметь массу преимуществ, которые нужно будет рассматриваться как альтернативу в ближайшем будущем.

Не требуется опалубка бетона, что существенно снижает время и деньги на строительство.
В процессе строительства исключен брак и задержки. Машина не устает, не халтурит и не ходит на «перекуры».
Экономия при массовом строительстве. Конечно, 3Д строительство дома стоит недешево. Стоимость бюджетной модели 3D принтера находится в диапазоне 12000$ – 20000$. Но при крупном строительстве, или при возведении нескольких зданий в проекте, это будет уже намного дешевле ручного труда рабочих.

Очень хорошо подходит для строительства малых архитектурных объектов. Например, конструкции, изготовленные на 3Д принтере, уже сейчас устанавливаются в городских парках (красивые модели-копии известных зданий).

Сейчас 3D строительство рассматривают как наиболее перспективную альтернативу ручного труда. Несмотря на это, оборудование еще не так популярно и многие все же предпочитают работать вручную. Сейчас мы рассмотрим, почему так происходит.

Недостатки 3D строительства принтерами

Казалось бы, ничего не мешает застройщикам купить строительные 3D принтеры и начать строить, но это возможно только в будущем. На сегодняшний день такой вид работ имеет еще много недостатков.

Нормальная работа только в теплом климате, при температуре от 15 градусов Цельсия.
Отсутствие примеров возведения больших зданий. Пока существуют только небольшие строения, типовые модели и домики. Производители заявляют, что технология позволит строить здания, в том числе большие, с высокой сложностью конструкции. Но это пока лишь в перспективе.

Отсутствие примеров долговременной эксплуатации. Первое сданное в эксплуатацию здание – дом в Дубае, был построен только в 2013 году. Конечно, нет причин говорить, что здание не простоит от 150 лет (по словам строительной компании), но наверняка этого пока сказать нельзя.
Отсутствие нормативно-правовой базы. В России 3Д строительство никак не регламентировано.

Прогресс не стоит на месте. Вероятно, 3Д строительство будет совершенствоваться и, со временем, перед нами будут целые районы, возведенные с использованием 3Д принтера.

rabotai-sam.ru

Чем интересен и привлекателен строительный 3D принтер

Содержание статьи

Строительный 3D принтер интересен сам по себе, о нем много говорят и пишут. О нем хотим поговорить и мы. Наш сайт предназначен не для теоретиков. Он предназначен для людей, у которых есть умелые руки и умная смекалистая голова. Именно для таких людей данное устройство представляет особый интерес. Для этого есть две весомые причины:

3D принтер дает возможность возвести свой дом за небольшие деньги и в очень короткие сроки;
он может стать основой очень успешного и прибыльного бизнеса.

Мы не намерены утомлять вас длинной писаниной. Цель нашей статьи состоит в том, чтобы кратко и буквально на пальцах объяснить, почему вам стоит задуматься об этом устройстве, а может быть даже и приобрести его.

Видео без глянца: русский парень печатает свой дом. А почему бы и вам не последовать его примеру?

Посмотрев это видео, вы убедитесь в том, что 3D принтер пришел уже и в Россию. В этом видеоматериале нет никакого глянца и напускной красоты, но есть главное – впечатляющая правда и достоверность.

Как вы увидели, простой русский парень, не суетясь, спокойно печатает свой дом. А может быть и вам стоит таким же образом возвести дом для своей семьи? А почему бы после этого и не начать печатать дома на заказ?

Что такое строительный 3D принтер и что необходимо для его работы

Конструктивное исполнение такого принтера может быть совершенно различным и даже очень простым типа брандспойта с сервоприводами. Основное состоит в том, чтобы механизм подавал строительный материал и производил его укладку на необходимой высоте.

Работой таких устройств управляет специально разработанное программное обеспечение, а ввод исходных данных в него производится в течение получаса.

Практически любой строительный 3D принтер способен работать со следующими материалами:

чистый бетон и пескобетон;
водостойкие разновидности гипса, используемые при выполнении облицовочных операций;
смеси, содержащие стекло- и фиброволокно, геополимеры и пластификаторы;
противоморозные смеси и т.д.

Как строятся дома с помощью 3D принтеров

Во время возведения дома нанесение бетона производится послойно. Для упрочнения конструкции производится ее армирование, которое может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Укладка горизонтального армпояса производится между слоями, вертикальную арматуру устанавливают по окончании затвердевания состава, а затем заливают бетоном.

Чтобы больше узнать о применяемой в строительстве арматуре, вы можете почитать вот эту статью.

Большинство моделей 3D принтеров предназначено для работы в закрытых помещениях. В этом случае напечатанные ими элементы доставляются на стройплощадку. Мобильные же устройства, как вы это видели в приведенном выше видеоматериале, способны работать прямо стройке.

Примечателен тот факт, что расход материалов, в сравнении с традиционно используемой технологией, уменьшается порой до 50%.

Интересные примеры 3D строительства

Очень интересные здания «печатают» китайские строители. Используемые ими устройства позволяют строить быстрее на 50% с большой экономией трудозатрат (порядка 80%) и материалов (около 60%).

Конструкции, возводимые таким способом, имеются во многих странах мира, причем они могут быть как бетонными, так и отлитыми из других материалов.

Данная технология используется и в России. Так, работающая в нашей стране компания Apis Cor возвела жилой дом площадью 38 м2 всего лишь за одни сутки. Его стоимость составила порядка 10 тыс. долларов.

Естественно, что для возведения всех приведенных выше конструкций используются 3D принтеры довольно больших размеров. При возведении же небольших домов вполне можно обойтись достаточно простыми в использовании и доступными в ценовом отношении машинами такими, как на видео, которое вы посмотрели ранее.

Почему строительный 3D принтер может стать основой успешного бизнеса

Причин тому довольно много. Основные же из них сводятся к следующему:

Высокая скорость строительства

Современные строительные принтеры способны работать со скоростью 7-10 м2/мин, а в Китае уже работают машины, скорость «печатания» которых превосходит 50 м2/мин. Такие возможности позволяют соорудить дом размером в 200 м2 в течение всего лишь пары часов.

Низкая стоимость «напечатанных» домов

Типовой дом размером около 100 м2 можно возвести тысячи за три долларов. Для сравнения: если такой же дом строить из кирпича, его стоимость будет раза в два выше. При этом полностью готовый напечатанный дом можно продать за 15-20 тысяч.

Ценовая доступность 3D принтеров

Самыми дешевыми являются 3D принтеры китайского производства. Чуть дороже стоят изделия ЗАО «Спецавиа», работающего в Ярославле и являющегося лидером на российском рынке. В зависимости от назначения и конструкции, механизмы от этого ярославского производителя могут обойтись в 8,5-29 тыс. долларов.

Окупаемость

Те люди, которые уже приобрели строительный 3D принтер и начали заниматься этим бизнесом, посчитали, что их ежемесячная прибыль составляет 3-4 тыс. долларов. Это гарантирует окупаемость их вложений в течение полутора лет.

Итак, в нашей статье мы рассказали вам, чем привлекателен строительный 3D принтер. Мы поведали вам, как он работает, насколько быстро возводит дома, сколько стоит и как с его помощью можно неплохо заработать. Дело теперь за вами. Взвесьте все прочитанное, найдите более подробную информацию и подумайте, не стоит ли и вам обзавестись собственным печатающим устройством, чтобы порадовать свою семью новым домом и чтобы затем неплохо зарабатывать, делая свою семью еще более счастливой.

P.S.

Среди наших читателей, наверняка, имеются специалисты, глубже знающие тонкости данного вопроса. Будем рады и признательны, если вы оставите в своих комментариях какие-то исправления и уточнения.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Мне нравится!0Мне не нравится!0

Я вкладываю в написанные мной материалы всю свою душу и все свои знания в надежде, что это будет полезно посетителям нашего сайта. Буду очень признателен всем, кто решит написать свое мнение о моей работе, свои замечания и предложения в форме для комментариев, имеющейся после каждой из опубликованных мной статей.

www.allremont59.ru

Строительные 3D-принтеры и наш опыт работы с ними / Блог компании Top 3D Shop / Хабр

3D-печать в строительстве

Строительные 3D-принтеры представляют собой инженерные устройства, создающие конструктивные элементы зданий, малые архитектурные формы или целые строения послойно — так же, как любой 3D-принтер печатает объекты из пластика или другого материала. От обычного 3D-принтера строительный отличается используемым материалом и размерами — рабочей поверхностью ему служит участок стройплощадки или цеха, а печатает он цементной смесью. Есть и конструктивные отличия, обусловленные спецификой материала — в частности, в строительном 3D-принтере нет необходимости в нагревающем элементе. Такие аппараты позволяют быстро и без лишних сложностей печатать объекты почти любых заданных форм, для обычного серийного строительства просто невозможных, с использованием стандартных смесей.

Начало

Нам интересно любое перспективное применение 3D-принтеров, так что, как только в сети начала появляться информация о применении 3D-печати в строительстве, мы оперативно нашли занятых этим людей и договорились о сотрудничестве. Особенно приятно было узнать, что в России есть компании, основательно занимающиеся строительными 3d-принтерами, и производят очень качественный продукт.

В России пионером 3D-печати в коммерческом использовании стала фирма СпецАвиа. Её персоналом был разработан и опробован прототип строительного 3D-печатного аппарата и осуществлена пробная печать.

Мы договорились о сотрудничестве, и командировали сервисного инженера в Ярославль для обучения, где тот узнал много полезного. В программу обучения вошли, в частности:

Краткий вводный курс по интерфейсу и функционалу управляющего софта
Инструктаж по алгоритму работы в программе SheetCam, конвертирующей файлы в послойный формат воспринимаемый принтером
Инструктаж по управлению принтером в программе Mach 3, непосредственно в процессе печати
Калибровка — выставление нулевых точек в разных областях печатного поля
Регулировка подачи бетона во время печати
Инструктаж по эксплуатации и сервису механической части принтера
Решение возможных неисправностей
Подготовка рабочих смесей

Первые шаги на практике

Получив первый заказ в этой области, мы отправили нашего сотрудника к покупателю — в Казахстан, для установки первого строительного 3D-принтера S-6045 и обучения персонала заказчика работе с ним.

Перед отправкой оборудования необходимо убедиться в надежности упаковки. Транспортные компании не всегда бережно обращаются с грузами, лучше лишний раз не рисковать — в нашем случае, при перевозке лишь отошло несколько контактов, но и это стоило нервов и нескольких часов времени, о чём ниже. Если же при перевозке что-то сломается, издержки могут быть значительно серьезнее.

В первые дни командировки наш сотрудник сверял комплектность доставленного оборудования, производил замеры помещения для расчета установки, согласовывал с представителями заказчика расположение будущего принтера, вводил их в курс запланированных работ и начал установку. Была сделана разметка под установку и высверлены отверстия в полу под стойки. После проведения подготовительных работ и установки стоек настала очередь монтажа несущих балок. Элементы конструкции весьма увесистые и для такой работы нужно несколько человек, о чём тоже лучше договориться с заказчиком заранее, иначе неизбежны проволочки. Люди, в конце концов, нашлись и всё было сделано. Ещё одна сложность, которая может возникнуть при установке строительного 3D-принтера — неровный пол. При отсутствии ровной плоскости качество печати вряд ли будет хорошим. Очевидный выход из этой ситуации — выравнивание пола, — на этапе установки принтера вряд ли возможен. На это просто нет времени.

Именно такой сюрприз, а именно — значительный крен пола, мы и обнаружили проведя нивелировку.

Было решено сварить рамки из стального профиля, которые компенсировали бы неровность. Это тоже заняло некоторое время. В конце концов, был привезен необходимый профиль, должным образом нарезан и сварен. Для установки выравнивающих рамок, смонтированные уже стойки с балками пришлось поднимать строительным краном. Были смонтированы суппорты и подшипники для них, после чего пришла очередь портальной балки. Тут снова пригодилась помощь строительного крана, но с ним пришлось повозиться — из-за конфигурации помещения и особенностей конструкции крана, пришлось подниматься к потолку и отключать концевики, ограничивающие его, крана, подвижность. Потолок там около 15 метров. Монтаж стрелы экструдера и управляющих ею эксцентриков занял некоторое время — сварные швы на самой стреле мешали соединению со стыковочными пазами платформы. Пришлось выравнивать с помощью болгарки. На заключительном этапе были подтянуты все соединения, смонтирован экструдерный бункер и опциональная часть конструкции — бетономешалка. Подключение цепей питания и управления не сразу прошло гладко. Однако, на письмо с запросом, отправленное в Ярославль, в СпецАвиа отреагировали оперативно, предоставив все необходимые рекомендации по подключению, несмотря на закончившийся уже рабочий день. В ходе проверки выяснилось, что при транспортировке отошли контакты на одной из плат системы. После восстановления контактов всё заработало. После подключения и проверки соединения были смонтированы пресс-масленки на все подшипники, защитные щитки эксцентриков стрелы и комплектные таблички, на чём непосредственно монтаж и завершился. Далее — установка и настройка программного обеспечения, проверка функционала. Монтаж подложки для свисающих проводов соединяющих подвижные части — она не предусмотрена комплектом поставки, но мы идем навстречу клиентам. Обучение персонала заказчика обращению с принтером в процессе пробного запуска. Заказчик решил испытать смесь собственного авторства, вопреки нашим рекомендациям. Что ж, хозяин — барин. Раствор, вполне ожидаемо, пополз. Однако, сам принтер работает штатно и к нам никаких претензий нет. В процессе обучения персонала клиента работе с программным обеспечением, мы хотели продемонстрировать работу 3D-принтера с правильной смесью, но ингредиентов для новой смеси не оказалось.

Кстати, о смесях:

Обучение персонала и сдача объекта прошли максимально позитивно. Представители заказчика остались полностью удовлетворены поставленным и установленным оборудованием и довольны сотрудничеством.

Это был полезный опыт. Мы обозначили для себя несколько граблей, на которые второй раз уже не наступим — а это сделает дальнейшую работу приятнее и эффективнее. Несомненно, строительное 3D-печатное оборудование — это очень интересная область деятельности, как в части получаемого результата, так и в том, что требует максимум изобретательности и нестандартного подхода от занимающихся ею.

Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?

Подписывайтесь на нас в соц. сетях:

habr.com

Строительные 3d принтеры: Winsun, Apis Сor, S-1160

Строительный 3D принтер уже не миф, а реальность. На сегодняшний день технологию трехмерной печати в строительстве экспериментируют в США. Подобные исследования проводятся также в Нидерландах, Англии и Китае. Кто знает, возможно, через несколько лет подобные технологии прочно войдут в строительство.

Строительная 3D печать

О чём пойдет речь:

Краткий экскурс

Группе исследователей из Британского университета удалось разработать уникальную формулу цемента, позволяющую напечатать конструкцию изогнутой, прямоугольной или выпуклой формы. Благодаря исследованиям стало ясно, что строительство проводится без опалубки. Готовые изделия с легкостью можно корректировать, отделывать, что не отразится на их внешнем виде. Фото построек впечатляют, не верится, что это работа обычного принтера.

На основании результатов, полученных от британских коллег, американская компания начала собирать строительный 3D принтер, позволяющий печатать не только дома, но и сантехнику. Шанхайские разработчики собрали инновационную машину WinSun, которая поразила своими размерами и возможностями. Представьте, всего за пару часов принтер способен напечатать двухэтажный дом. При этом разработчики отмечают низкую себестоимость конструкции. Что из этого вышло можно посмотреть на фото.

Дом, напечатанный на 3d принтере

От коллег решила не отставать и американская компания, проектом которой руководит Андрей Руденко. Он утверждает, что построить дом теперь можно не только на ровной поверхности, но и на холмистой местности. Испытатель уже добился значительных успехов, возведя мобильный замок на вершине небольшой горы.

Что касается стоимости готовой конструкции, то она будет значительно отличаться от домов, возведенных традиционным образом. Строительный 3D принтер ориентирован главным образом на строительство внешних стен. Некоторые производители решили повысить функциональность устройства и всерьез задумались о принтере, который может печатать внутреннюю отделку.

Строительный принтер

Обзор принтера WinSun

Разработку шанхайской компании Shanghai WinSun называют одной из лучших в своем роде. Строительный 3D принтер имеет такие параметры:

150 м. длина;
10 м. ширина;
6 м. высота.

Печатающая машина способна выстроить двухэтажный дом всего за 3 часа. В строительстве используются стекло, цемент и сталь. Технология 3D печати пользуется огромной популярностью. Строительный 3d принтер Winsun полностью удовлетворяет потребности инвесторов. Китайская компания заинтересовала даже египетских представителей, выполнив их заказ качественно и быстро.

Принтер WinSun

Представители заявляют об основных преимуществах технологии:

Экономия материала до 60 %;
Трудозатратность – 80 %;
Бюджетность конструкции.

Китайцы верят, что будущее с принтерами WinSun станет радужнее и доступнее.

Строительный принтер Apis Cor

Свою 3D разработку американская компания представила на российском рынке в конце 2016 года. Совместный проект подразумевал строительство одноэтажного жилого дома посредством аддитивной технологии. Для демонстрации возможностей принтера была выбрана она из самых тяжелых форм конструкции – круг. Строительство велось в холодное время года, температурный режим – 5 градусов тепла. Фото принтера прилагается.

Строительный 3D принтер Apis Cor прост в транспортировке и не требует специальной подготовки для работы. Устройство оснащено автоматической функцией выравнивания по горизонту и системой стабилизации. Стоит отметить, что построенный с помощью Apis Cor дом, является бюджетным вариантом.

Принтер Apis Cor

Основные преимущества оборудования:

Автоматизированный процесс приготовления смеси.
Безотходное производство;
Быстрая установка и качественная работа;
Право выбора толщины конструкции;
Дом мобильный и защищен от неблагоприятной погоды;
Есть возможность дополнительного утепления.

Американская компания занимает одно из ведущих на рынке геополимерных домов. Строительство по такой технологии не затратно и не продолжительно во времени. Строительный 3D принтер Apis Cor имеет такие характеристики:

Собственное ПО;
Зона печати до 132 кв. м.;
Параметры: 4х,6х1,5 м.;
Вес – 2 т.;
Энергопотребление – 8 кВт*ч;
Максимальная высота подъема над точкой – 3100 мм.;
Возможность отслеживания положения печатающей головки.

Строительный 3D принтер Apis Cor предназначен для возведения жилых домов и конструкций. С его помощью можно построить круговые, радиальные и другие варианты зданий. Фото построек размещены в интернете.

3D-принтер Apis Cor

Обзор принтера S-1160

Мобильный строительный 3D принтер S-1160 – это новейшая разработка российских ученых. Прибор дает возможность создать макет размерности 10000х7000х30000 мм. Также с помощью принтера S-1160 вы можете печатать отдельные элементы объектов ландшафтного дизайна, строительные части и целые здания. По своей форме конструкции могут быть радиальные, прямоугольные и с разнообразными узорами. Фото готовых зданий есть в сети.

Если судить о технических характеристиках, то мобильный принтер имеет такие значения:

1 печатающая головка;
Параметры: 11500х8000х3500 мм.;
Вес прибора: 1480 кг.;
Рабочий материал – бетон.

Строительный принтер может печатать слоями шириной до 30 мм. Расход бетона на кубический метр составляет 0,12 м3. Строительство при помощи S-1160 легкое и быстрое.

Принтер S-1160

Безусловно, принтеры Winsun, Apis Сor являются лидерами в своей отрасли. Но ведь цена на мобильный принтер довольно высока. Альтернативой может стать оборудование, выполненное своими руками. Фото сборки можно найти в интернете.

Преимущество собственноручных принтеров состоит в том, что автор сам планирует производство. То есть, если вы захотели создать сделать помещение с утеплителем, вы предусмотрите данную функцию в устройстве заранее. Принтер, сделанный своими руками, позволит создавать радиальные, круговые и прямоугольные конструкции. А цена сборки вас приятно удивит.

printergid.ru

Строительный 3d принтер - мифы и реалии сегодняшнего дня! | Бетон и строительные технологии

admin 05.01.2016

Уважаемые коллеги, посетители и читатели моего сайта о бетоне и новых строительных технологиях, решил написать пост, что такое строительный 3д принтер и его применение в строительстве.

Технология эта на первый взгляд довольно проста:

Изготавливается специальная на песчаном заполнителе бетонная смесь;
Это в принципе можно сделать на обычной растворомешалке;
Героторным насосом смесь подается на сопло принтера;
Далее через сопло принтера бетонная смесь послойно наносится по контуру изделия;
Безусловно программа обеспечивает правильность всей работы принтера.

Посмотрите небольшое видео, как работает строительный 3d принтер

http://youtu.be/RtoZsBPCJNU

Пишу в преддверии нового 2016 года и хочу высказать свое чисто субъективное мнение по этому распиаренному проекту.

И давайте ка с вами, как говорится «отделим зерна от плевел».

Наверное если бы еще пару лет назад мне сказали, что дома и изделия из бетона можно печатать используя строительный 3d принтер я бы не поверил.

Однако месяц назад меня пригласили в одну фирму проконсультировать их по этой уникальной технологии, вернее им нужно было подобрать состав бетона, чтобы используя строительный 3d принтер можно было печатать изделия из бетона.

Мне просто профессионально стало интересно и я приехал я к ним посмотреть на это чудо техники — строительный 3d принтер.

Это был самодельный небольшой 3d принтер с набором большого количества программ для воспроизводства в бетоне разных изделий размерами не превышающими 200*100 см.

Что вам сказать, меня конечно восхитила эта «Великолепная игрушка», но не более того.

Прикинули примерно стоимость такого 3d бетона и он даже по приблизительным подсчетам оказался в 3 раза дороже обычного, стандартного того же класса и подвижности.

Слов нет строительная наука и передовые технологии должны двигаться вперед, но и еще раз подчеркиваю, но в разумных направлениях и с учетом реалий сегодняшнего дня.

Мой жизненный и строительный опыт подсказывает, что новшества пробивают себе дорогу с невероятным трудом.

Давайте перейдем к конкретике.

Строительный 3d принтер — его применение

Где и как на мой взгляд в самое ближайшее время эта технология может найти свое применение в строительстве домов и производстве изделий:

Главным на мой взгляд преимуществом этой технологии в том, что для производства не нужна опалубка;
Строительный 3d принтер не «устает», не «халтурит» и «не допускает брака», одним словом машина а не человек.
Строительный 3d принтер можно применять в регионах с теплым климатом, с температурой окружающей среды не менее +15 град по Цельсию;
Очень актуально его применение для изготовления малых архитетурных форм для городского дизайна;
При массовом строительстве недорогого и стандартного жилья;
Ну и возможно для производства мелкоштучных стеновых материалов как несъемной опалубки, с заполнением низкоплотного ячеистого бетона.

Посмотрите фото ниже как иллюстрацию возможных вариантов применения строительного 3d принтера в реальном применении, возможно уже сегодня.

Продолжение этой темы читайте в следующей статье, будет интересно, в ней поговорим о принципиальных недостатках, несовешенствах и пока о некоторых недоработках в этой технологии.

Если возникли вопросы, пишите в комментариях или в личку, я готов к дискуссии по этой актуальной сегодня теме и учту в следующей публикации.

Заходите на эту страницу и читайте другие интересные статьи по строительной тематике.

Желаю успехов и удачи вам, Н. Пастухов

Применение 3D печати в строительстве

Оборудование для 3D печати изменило представление о прототипировании и серийном производстве. Аддитивные технологии нашли своё применение в автомобилестроении, авиационной промышленности, изготовлении бытовой техники, одежды и даже выращивании искусственных органов. Сфера строительства не стала исключением – 3D принтеры успешно применяются в процессе возведения малоэтажных зданий.

Индустрия развивалась скачкообразно. Ни фотополимеризация, ни лазерное спекание, ни электронно-лучевая плавка не смогли доказать свою эффективность в области строительства. Но в 2014 году случился прорыв – частные компании, базирующиеся в США и Китае, почти одновременно начали работу над созданием оборудования, объединяющего в себе преимущества экструзии и метода многоструйного моделирования – так появились 3D принтеры для печати бетоном.

Первые образцы использовались для создания малогабаритных архитектурных форм. Современная техника строит жилые дома. Говорить о печати перекрытий в воздухе пока не приходится, а этажность зданий зависит от габаритов машины, – тем не менее, построить жилой дом с межкомнатными перегородками, дверными и оконными проемами, разводкой под прокладку инженерных коммуникаций можно за 24 часа!

Конструкция 3D принтера для строительных работ

Производители не придерживаются единой концепции в процессе сборки устройства для печати строительных элементов: оно может быть мобильным или стационарным, напоминать кран на гусеничном ходу, систему балок и шарниров, брандспойт с сервоприводами. Действительно важно лишь то, на какую высоту, и по какой траектории устройство способно укладывать строительный материал.

Передовые модели комплектуются дополнительной стрелой для обеспечения ускоренной подачи материала и электроподъемниками, чтобы печатать на готовом фундаменте. Толщина нанесения печатной смеси, конфигурация здания, создание многокамерных стен, автоматическое смешивание ингредиентов и подача в экструдер – все детали печати вносятся с помощью специального ПО, а подготовка занимает не дольше 30 минут.

Материалы для 3D строительства

Для возведения прочных, износоустойчивых несущих конструкций используются бетонные смеси с добавками. Наиболее востребованы на рынке следующие «чернила»:

чистый бетон;
пескобетон;
водостойкий гипс – для облицовочных работ;
смесь со стеклянным волокном – для печати объемных элементов;
с геополимерами из промышленных отходов – для хрупких конструкций;
смесь с фиброволоконом – для создания частей продолговатой формы;
противоморозная смесь – для работы при отрицательных температурах;
с пластификатором – для воссоздания ровной поверхности;
с добавлением диатомитовых шариков – для шероховатости;
модифицированный гипс – для декоративной печати.

Технология строительства с применением трехмерной печати

Бетон наносится слоями. Чтобы прочность конструкции соответствовала проектным задачам, используется вертикальное и горизонтальное армирование. Горизонтальный армопояс устанавливается между слоями, вертикальный – после затвердевания состава. Арматура фиксируется и заливается бетоном. Существуют принтеры, которые вначале распыляют полеуретан, формируя «камеру», а затем заливают бетон внутрь.

Большинство моделей предназначено для эксплуатации в закрытом помещении. У цехового оборудования есть весомый недостаток – напечатанные элементы надо транспортировать на стройплощадку. Мобильные устройства могут использоваться прямо на строительном участке для печати по фундаменту. Чтобы сохранить характеристики состава сооружается защитный колпак над объектом, в смесь добавляются присадки. Расходы материалов снижаются на 30-70% в сравнении с классической технологией.

Примеры современных 3D «билдеров»

Пионер отрасли – китайская компания WinSun Decoration Design Engineering. Её детище – стационарное устройство длинной 150 метров. Принтер WinSun работает с объектами высотой до шести метров. Для приготовления строительной смеси используются сталь, стекло, бетон, строительный мусор и цемент.

В сравнении с традиционными методами строительства, китайское устройство возводит аналогичное по габаритам и планировке здание на 50% быстрее. Основные статьи экономии: трудозатраты (до 80%) и расход материалов (до 60%). Примеры работы:

В США ведущие позиции занимает Apis Corp. – использует аппарат для аддитивной печати. В отличие от предшественника, выглядит как компактный кран, который выстраивает здание вокруг себя.

Печатает смесью на основе бетона. После завершения работ устройство разбирается либо извлекается с помощью грузоподъемного оборудования.

Производитель утверждает, что его разработка экономит до 70%. Испытания показали, что себестоимость создания квадратного метра – 220$. 3D принтер Apis Corp. в работе:

Как используются машины для печати бетоном

В ОАЭ строится город, предназначенный для тренировки космонавтов в условиях, приближенных к реальности. Перед тем, как будущие колонизаторы отправятся осваивать Марс, им предстоит построить колонию на Земле. Проект называется Mars Science City. Стены хозяйственных построек возведут из песка с помощью 3D принтера.

Тем временем, NASA совместно с армией США и компанией Caterpillar работают над технологией быстрого возведения экспедиционных конструкций из подготовленной смеси и случайных подручных материалов для строительства казарм, баррикад, барьеров, мостов, заградительных препятствий, барьеров.

В Амстердаме (Нидерланды) установили первый в мире железобетонный мост, сделанный с помощью объемной печати. Мост длиной 8 метров состоит из 800 слоев армированного бетона, способен выдержать вес 40 большегрузов.

Аналогичный проект воплотили в жизнь в Испании. Мост сделан из железобетона. Длина конструкции – 12 метров. Инженеры работали над проектом 15 лет.

В Голландии также напечатали оригинальные зоны отдыха для обустройства общественного пространства. Проект получил название Urban Cabin. «Кабины» сделаны из биопластика.

Apis Corp. напечатали жилой дом за 24 часа. Площадь жилья – 38 метров2. Стоимость строительных работ составила чуть больше десяти тысяч долларов.

HuaShang Tengda за 45 дней напечатали особняк, площадью 400 квадратных метров. На производство несущих конструкций было затрачено 20 тонн бетона C30, из которого сделали несъемную опалубку толщиной 250 мм. Сейсмические испытания доказали, что здание способно выдержать землетрясение силой восемь баллов по шкале Рихтера.

WinSun не отстает от конкурентов. Жилой комплекс площадью 1100 квадратных метров:

make-3d.ru

3D-принтеры в строительстве – миф или реальность

В настоящее время появилось много информации о 3D-принтерах, способных печатать объемные объекты. Но в нашей стране большая часть населения не воспринимает эти публикации всерьез. Возможно, это происходит потому, что мы хорошо осведомлены с какой черепашьей скоростью у нас внедряются новые разработки.

Но так происходит не во всем мире. Уже сейчас 3D-принтеры широко используются для печати отдельных объемных деталей для разных отраслей промышленности. И, конечно же, их возможности не могли пройти мимо архитекторов и строителей.

Высказанная впервые, идея печати готовых зданий практически всем показалась бредовой. Но как только начались работы в этом направлении и идея начала обретать материальное воплощение, степень скептицизма резко пошла на убыль.

Разработка новых технологий 3D-печати крупных объектов

Работа в этом направлении ведется сразу в нескольких странах6 Великобритании, США, Нидерландах.

Трудность печати крупных объектов заключается не столько в отсутствии оборудования, сколько в необходимости разработки соответствующих смесей, которые можно использовать для строительства т технологий, способных заменить традиционное строительство без потери прочности возводимых зданий.

На данный момент необходимо решить три основных задачи 3D- билдинга:

Существующие модели 3D-принтеров в качестве строительного материала основном используют бетонную смесь, которая методом экструзии выкладывается горизонтально на ранее выложенный принтером слой.Пока нет такого 3D-принтера, который бы предусматривал самостоятельное автоматическое армирование конструкции. И, если укладку горизонтальной арматуры еще можно осуществить вручную, то о вертикальном армировании пока приходится только мечтать.Проблема в том, что как бы ни была хороша бетонная смесь, без арматуры построенная из нее конструкция долго не прослужит. Были идеи использовать для строительства вместо бетона АБС-пластик, который гораздо прочнее, но вопрос уперся в деньги – пластик примерно в 30 раз дороже бетона.
При изготовлении бетонных конструкций традиционным способом для повышения прочности конструкций всегда используется метод виброусадки бетонной смеси, который позволяет удалить из тела конструкции пустоты, поры и воздух. В конечном итоге прочность конструкции во многом зависит от качества проведения этой процедуры.Технология же 3D-строительства не может использовать вибрацию как метод уплотнения бетонной смеси, так как в ней не предусмотрено использование опалубки. Если же повергать вибрации только что уложенную принтером бетонную смесь, то вся конструкция просто потеряет форму и расползется.
Какой метод 3D-строительства вообще более целесообразен? Стоит ли ломать голову над тем, чтобы полностью автоматизировать все процессы, исключив человеческий труд?

В связи с этим предлагается 3 основных варианта, выгоду применения которых еще предстоит просчитать:

Супер-сложный 3D-билдер и один оператор, работающий с ним. Предположительный срок возведения дома – 1 день.
Сложный 3D-билдер и небольшая бригада работников (2-3 человека), которые решают несвойственные технике задачи (сложные формы здания, нестандартные решения стен и перекрытий). Предположительный срок постройки дома – 1-2 дня.
Более простой и недорогой 3D-билдер и довольно многочисленная бригада рабочих (5 – 10 человек), решающая все несвойственные ему задачи. Предположительный срок постройки дома 2 – 3 дня.

Использование технологии в разных странах

В настоящее время в различных странах множество инженеров пытаются решить все вышеизложенные проблемы. К примеру, ученые из британского университета Loughborough University создали уникальный по свойствам цементный состав, использование которого позволяет печатать изделия практически любых форм: кубических, выпуклых, изогнутых, креугольных.

Эта технология позволяет создавать как небольшие конструкции вроде строительных блоков , вазонов, скамеек, так и крупные строительные конструкции. Получившиеся бетонные фигуры легко поддаются необходимой корректирующей обработке и отделке.

Для увеличения прочности конструкции инженеры используют многослойную печать.

Ученые из Южнокалифорнийского университета, вдохновленные британским опытом, предлагают создавать огромные принтеры для печати прямо на строительной площадке. Они создали проект под названием Contour Crafting, основой которого является использование просто громадного 3D-принтера, который будут собирать на строительной площадке и использовать не только для печати несущих конструкций, но и для создания канализации и электропроводки.

Если в Британии и Америке пока еще ведутся опыты, то шанхайская компания Shanghai WinSun уже создали и собрали собственный 3D-принтер гигантских размеров (150*10 м), с помощью которого можно создавать здания высотой до 6 м.Строительным материалом здесь служит цемент, смешанный со стекловолокном, выполняющим роль арматуры.

Правда, пока это оборудование используется для печати одноэтажных домов несложной формы. Причем строительство таких домиков обходится вполовину дешевле, чем построенных традиционным способом. Это позволит даже не слишком обеспеченным людям приобретать собственное жилье.

Производство строительных принтеров

Пока на рынке не слишком много производителей 3D-принтеров для строительства. Одним из них является компания из Словении BetAbram, которая уже производит 3 модели этого оборудования.

Стоимость самой бюджетной модели составляет 12000 евро, для дорогих моделей этот показатель составит более 20000 евро. Такой принтер, не смотря на свою небольшую высоту, может напечатать здание объемом до 144 куб м.Итальянская компания Wasp в данное время завершает работу над оборудованием, которое в качестве строительного материала будет использовать глину.

В нашей стране производством строительных принтеров занимается компания Спецавиа, которая предлагает пока 2 модели, с помощью которых можно сооружать дома размерами 1*7*3 м и 5*3,2*2,8 м.

Идеальная конструкция подобного принтера пока не создана, поэтому в разных странах постоянно ведутся работы в этом направлении. Создаются принтеры, способные использовать самое различное доступное сырье. Изучаются возможности использования оксида алюминия, керамики, стекла, что позволит печатать все необходимые для дома элементы.

Как еще используются 3D-принтеры в строительстве

Несмотря на привлекательность идеи печати дома целиком, не все компании считают это целесообразным. К примеру, в Нидерландах решили пойти другим путем и использовать возможности объемной печати для изготовления керамических кирпичей, названных PolyBricks.

При этом разработчики решили отказаться от использования для соединения кирпичей клеящих составов. Вместо этого за основу взяли столярные технологии соединения деталей между собой. В итоге строительные блоки имеют коническую форму и создаются таким образом, чтобы соединяющей силой являлась сила тяжести. Блоки проходят обжиг огнем, после чего их внешний вид напоминает глазурованный кирпич.

Возможность создания на принтере сложных и поистине уникальных по форме деталей, позволяет архитекторам не ограничивать свою фантазию наличием стандартных элементов и создавать необычные проекты.

Скоро ли в России будут печатать дома?

В нашей стране разработка таких устройств пока ведется не особенно активно, но ученые работают над созданием собственных уникальных технологий.

К примеру, В Набережных Челнах создают установку, которая будет размещаться не над зданием, строя его снизу-вверх, и внутри него. Строительство несущих конструкций будет производиться роботом, печатающим не «под собой» а «вокруг себя». Закончив работу, он просто выедет из готового здания через созданный им же самим проем.

Купольная форма будущих построек позволит решить многие вопросы, касающиеся снижения расхода строительного материала и более равномерного распределения нагрузок.

Ведется также и работа над изобретением новых строительных материалов. Одним из них будет смесь водостойкого гипсового вяжущего с измельченными отходами полимеров, картона, стекла и бумаги. Также в данный момент проходит испытания улучшенный стеклофибробетон, приспособленный для использования в строительных принтерах.

Как скоро в нашей стране начнут строить здания таким способом, сказать трудно. Думается, что сначала будут возводить простейшие небольшие конструкции или использовать объемные принтеры для создания блочных конструкций.

Сложность заключается еще и в том, что Россия является страной с довольно холодным климатом, поэтому при строительстве 3D-билдером придется решать гораздо больше задач, связанных с необходимостью утепления возводимых конструкций.

diskmag.ru

Новости

Об участии Росстандарта в собрании Алюминиевой Ассоциации России

Корпорация МСП и Росстандарт договорились о сотрудничестве по вопросам поддержки малого и среднего бизнеса

Другие новости