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 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 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 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 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). 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 , 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 .
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 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 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 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 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.
Строительство домов всегда считалось довольно затратным делом. Основные статьи расходов - это закупка стройматериалов и оплата труда рабочих. И так было, что называется, испокон веков. Но передовые технологии современности дают шанс изменить установившиеся правила. Теперь, чтобы значительно уменьшить стоимость постройки жилья, достаточно купить строительный 3d принтер.
Строительный 3d принтер экономит ваше время и деньги
Технология трехмерного принта позволяет получать части конструкции для возведения жилища, не уступающие по качеству промышленным железобетонным блокам. А в вопросах легкости монтажа, конечной цены, а также долговечности зачастую и превосходящие их.
К тому же, купить строительный 3д принтер означает сократить расходы на штат монтажников. Ведь ввиду простоты монтирования блоков сокращается потребность в количестве рабочих для возведения одной конструкции. Соответственно, цена на ваши дома будет ниже, чем у конкурирующих фирм.
В нашем интернет-магазине представлены различные вариации такой техники. Конечно, стоимость 3d принтера для строительства отличается у различных моделей в зависимости от размеров блоков, которые они могут производить, а также от скорости их работы. Но при этом можно с уверенностью утверждать, что любой из них способен значительно ускорить темпы постройки домов, а также существенно увеличить доходность вашей строительной компании.
Купить 3д принтер для строительства дома означает сделать выгодное капиталовложение
Безусловно, цена на 3d принтер для строительства дома все еще существенна, но уже сейчас она значительно ниже стоимости, по которой такая техника продавалась ранее. К тому же, выгода от такого приобретения более чем очевидна, ведь использование этого устройства заметно снижает затраты на возведение построек.
Воспользовавшись нашими услугами, вы можете купить 3d принтер для строительства домов за сравнительно невысокую сумму. Все модели, представленные у нас, отличаются высоким уровнем надежности как самих устройств, так и производимой ими продукции. Мы предлагаем нашим клиентам только 3Д-принтеры ведущих отечественных и зарубежных производителей, поэтому каждый из наших покупателей остается неизменно доволен оптимальным соотношением стоимости техники и ее качества.
Приобретя 3д принтер для строительства дома у нас, вы сделаете выгодное вложение средств, которое неоднократно окупит себя за срок своей эксплуатации. К тому же, на нашем сайте у вас есть возможность приобрести расходные материалы для своих устройств по достаточно демократичной цене. Качественное и недорогое сырье позволяет еще более оптимизировать статью расходов, а также увеличить срок работы принтера.
Чтобы уменьшить итоговую стоимость техники, которую мы реализуем, мы предлагаем нашим клиентам и возможность оптовой закупки устройств.
Используются для изготовления разных объектов уже давно. Раньше это были небольшие детали, сувениры, протезы и т.п. Но ученые решили на этом не останавливаться, ведь возможности аддитивного производства поистине огромны и границы им выставляют сами люди.
Одно из направлений , которое активно развивается – возведение домов. Дом, напечатанный на , способен решить множество проблем. Поэтому над этим трудятся ученые, инженеры и архитекторы из разных стран со всех уголков света.
Проблемы, решаемые 3Д-технологиями в строительстве
Строительство домов при помощи способно решить целый ряд проблем, существующих в современной архитектуре, жилищной отрасли и др. Стоит отметить наиболее значимые из них:
- реализация сложнейших, в том числе неординарных архитектурных форм;
- существенное сокращение сроков строительства;
- снижение себестоимости жилья;
- уменьшение трудозатрат – печатать намного проще, чем заниматься кладкой;
- сокращение численности строительной бригады.
Однако есть много проблем, которые пока ещё предстоит решить. Например, кровля пока возводится традиционным способом. Отделка, прокладка коммуникаций, монтаж окон и дверей выполняются отдельно обычными способами. Таким образом, создание полноценного комфортабельного дома только посредством аддитивного производства пока невозможно.
Известные реализованные проекты
Первый дом, который был напечатан при помощи , на самом деле не был полноценным жильём. Это беседка, которую напечатал на своём заднем дворе Андей Руденко – простой житель США. Он по частям напечатал башенки, арки и прочие элементы, которые в итоге сложились в беседку в виде замка.
После многие компании воспользовались опытом и внедрили в процесс собственные разработки. В Арабских Эмиратах при помощи 3Д-принтера построено офисное здание. Объект уже отделан, подключен к коммуникациям и готов к эксплуатации. Это футуристическое сооружение, которое иллюстрирует возможности использования аддитивного производства в строительстве.
В Китае пошли дальше – они возвели целую деревню, состоящую из домов, модули которых были напечатаны. Это сооружения эконом-класса, с помощью которых планировалось расселить нищих и бездомных с улиц Шанхая. Пока деревня остаётся незаселенной.
При помощи 3Д принтера создан самый компактный переносной дом, который можно брать с собой в путешествия. Это сооружение наподобие палатки, но оно имеет внутри всё необходимое для комфортного отдыха. Этот вариант должен понравиться туристам.
Фото всех этих сооружений действительно впечатляет. В качестве материалов используются смеси на базе бетона. Это материал, который соответствует по характеристикам бетону М250. В перспективе использование новой смеси, которая соответствует по характеристикам бетону марки М1000.
Российские напечатанные дома
Россия не отстаёт от мирового сообщества в области . В Ярославле построен первый дом, сделанный с использованием аддитивных технологий. Фундамент и кровля этого сооружения возведены по стандартным технологиям. А стены полностью напечатаны при помощи 3Д-принтера. Это менее трудозатратно, в сравнении с кладочными работами и намного быстрее. Этот дом полностью отделан, подключен к коммуникациям и готов к заселению.
При помощи 3Д-принтера Apis Cor в подмосковном Ступино возведен полностью напечатанный дом в виде спирали, чтобы наглядно продемонстрировать возможности. Стоимость строительства дома в 38 квадратных метров составила около 600 тысяч рублей.
На презентации оборудования, видео которой можно посмотреть, рассказали, что возможно несколько вариантов утепления: минеральная вата, засыпка теплоизоляционной крошки и заполнение пустот вспененным полиуретаном. Последний вариант рассматривается как перспективный, так как вполне вероятно, что в скором будущем он будет заливаться внутри стен при помощи того же 3Д-принтера.
Такой подход позволяет возвести стены за 1,5-3 дня в зависимости от площади строения. Устройство может работать на площади 132 квадратных метра. А для возведения второго этажа сооружаются перекрытия, на которые поднимается 3Д-принтер, продолжающий свою работу.
Таким образом, можно смело утверждать, что в скором времени строительные технологии станут более совершенными. А жилье действительно станет доступным!
На данном этапе развития, печать домов на 3d принтере еще не является широко распространенной. Поэтому все те, кто сделает выбор в пользу данной технологии именно теперь, обречены стать успешными, оставив позади те строительные компании, которые недоверчиво относятся к технологическим новинкам. Ведь 3д печать позволяет строить жилища, не уступающие по качеству и надежности традиционным постройкам. А в некоторых вопросах даже давать им фору. При этом легкость монтажа и скорость изготовления комплектующих существенно снижает срок сдачи объекта.
К тому же, 3д печать делает возможным использование меньшего количества работников для монтажа одного здания. А это значит, что при одном и том же штате сотрудников, вы можете строить не одно здание, а одновременно сразу несколько. Тем самым достигается неоспоримое преимущество над конкурирующими компаниями, которые со временем попросту не смогут выдерживать ваш темп.
Бытует мнение, что 3d печать домов - это создание скучных однотипных построек. На самом деле это совершенно не так. Технология 3Д-принта позволяет сооружать постройки самой разной планировки, с множеством вариантов экстерьера. Мало того, эта технология позволяет строить уникальные здания с неповторимыми вариантами отделки. Если ваш клиент пожелает, чтобы его жилье отличалось уникальностью, вы с легкостью можете предоставить ему такую возможность.
Учитывая все преимущества трехмерного принта, а также надежность и долговечность построек, возведенных с его помощью, можно с уверенностью сказать, что 3 д печать домов - это будущее, которое стучится в наши двери уже сегодня. И отказаться от тех преимуществ, которые эта технология дарит своим обладателям, значит безнадежно отстать от веяний современности и утратить конкурентоспособность на фоне тех строительных компаний, которые уже используют 3Д-принтеры в своей работе.
Связь строительной отрасли с компьютерными технологиями формируется годами и в наши дни польза от нее очевидна для специалистов разных направлений. Главным образом используются средства виртуального моделирования, позволяющие с высокой точностью разрабатывать архитектурные и дизайнерские проекты. Но этим не ограничивается потенциал новых технологий. Не так давно началась популяризация принтеров с трехмерной печатью, которые работают на основе тех же проектных решений с виртуальными компонентами. Продолжением концепции стал строительный 3D-принтер. В России данную идею осваивает Андрей Руденко, предлагая быстрый способ возведения стен и некоторых инженерных конструкций. Также подобные технологии развиваются в Китае, Голландии и США.
Общий технологический процесс
В целом процесс повторяет традиционное строительство. Работы также начинаются с разработки общей концепции здания, составления проектного решения и подбора материалов. Начальные этапы строительства могут предусматривать также использование компьютерного моделирования - в любом случае непосредственные монтажные мероприятия будут задействовать мощности вычислительных машин.
Далее формируется бетонная смесь, на основе которой будут выкладываться стены. Собственно, первые модели строительных принтеров могли выполнять лишь односложные задачи по укладке стеновых конструкций. В современных аппаратах предусматривается не только возможность устраивать различные по конфигурации сооружения, но также дополнять этапы строительства изоляционными и облицовочными работами. Конечно, о сооружении полноценных завершенных объектов речь пока не идет, однако, производители оборудования стремятся к идее строительства, не предполагающего постобработку.
Техника строительства
В технологическом плане данный метод схож с работой обычных принтеров для трехмерной печати. Только в традиционном варианте предполагается формирование небольших по размеру предметов из специальных масс на основе пластиков и полимеров. В случае со строительными аппаратами есть два принципиальных отличия. Во-первых, это размеры принтера. В зависимости от версии и особенностей технологического процесса он может соответствовать по габаритам и автокрану, и небольшому грузовику. Во-вторых, строительный 3Д-принтер использует в качестве рабочей массы бетонный раствор. Подача смеси осуществляется также через специальный экструдер, работающий в автоматическом режиме.
Высокая точность выполнения операций, к слову, определяется как раз четким позиционированием головки принтера. Таким образом, можно осуществлять укладку фундамента, стен, перекрытий, лестничных и других конструкций. В зависимости от модели принтера могут выполняться мелкие проемы, инженерные отверстия и коммуникационные ниши. В отдельных случаях строительный 3Д-принтер позволяет формировать специальные отверстия для дальнейшего внедрения арматурных стержней.
Особенности китайского 3Д-строительства
Китайские разработчики являются первопроходцами в этом направлении строительства. Они создали технологию, согласно которой можно за сутки возвести дом. Другое дело, что строение будет бюджетным и с присущими данной категории недостатками дешевого жилья. В качестве основы для строительной массы в данном случае используется не только бетонная смесь, но и экологически чистые промышленные отходы. Такое решение обусловлено стремлением к удешевлению процесса.
Кроме того, по китайской технологии предусматривает включение в основной состав массы стекловолокна. Это значительно повышает качество результата, поскольку облегченная композитная арматура не только выигрывает у традиционного металла по ряду прочностных показателей и массе, но и упрощает процесс монтажа. Причем в случае с принтером используется измельченное стекловолокно в самой массе, что избавляет конструкцию от недостатков, возникающих при внедрении металлической арматуры в готовые проемы.
Голландская технология
Голландские инженеры осваивают несколько другие направлений продвижения концепции строительного принтера. Они ориентируются не на укладку смесей как таковую, а на изготовление стройматериалов и конструкций. Довольно успешным стало производство керамического кирпича, который выпускается через экструдер из массы шлакоблока.
Низкая стоимость сырья и минимальные затраты на само изготовление материала делает эту технологию финансово оправданной. Но и процесс сооружения домов не остался без внимания. Дело в том, что 3D-принтер для строительства домов выпускает блоки с конической формой, которая избавляет рабочих от необходимости использовать связующие смеси. Также некоторые компании осваивают каркасное возведение зданий. В этом случае принтер печатает полноценные монтажные панели, из которых в дальнейшем формируются домкомплекты.
Серийное производство принтеров
Пока создатели строительных принтеров не решаются на полноценное представление своей продукции на рынке.
Хотя попытки такие, безусловно, есть. Достаточно отметить модель BetAbram и отечественные разработки предприятия «СпецАвиа». При этом аппараты, доступные широкому кругу потребителей, можно разделить на два класса. Это крупногабаритный строительный 3Д-принтер, который практически не имеет ограничений по сооружению типовых зданий с точки зрения размеров, а также небольшие устройства, входящие в рельсовые комплексы. Второй вариант более доступен в плане финансов и позволяет изменять конструкцию в зависимости от требований к строительным задачам.
Дополнительный опционал
Процесс строительства в классическом понимании предусматривает выполнение множества операций. Это не только укладка стен, установка перегородок и монтаж конструкции под кровлю, но и облицовочные работы, и обустройство проемов. Почти во всех современных версиях 3D принтер для строительства домов позволяет осуществлять укладку бетонной смеси. Однако для других операций производители предусматривают вспомогательные устройства. Например, для монтажных мероприятий на той же крыше предлагается гидроподъемник, а в осуществлении отделочных работ можно использовать мойку высокого давления.
Предусматривается в некоторых версиях и улучшение базовых возможностей оборудования. К примеру, растворная мешалка избавляет пользователя от самостоятельного приготовления бетонной смеси. На ней можно создать оптимальную массу с характеристиками, которые предусматривает технология. Строительство домов с помощью принтера также требует специального энергообеспечения. Для организации этой части разработчики предлагают вводную проводку и электрошкафы питания.
Преимущества строительных принтеров
Строительство по новой технологии целесообразно использовать лишь в некоторых направлениях. В частности, отмечается высокое качество при укладке монолитных конструкций. Создание фундаментной основы, к примеру, заметно превосходит по скорости и эксплуатационным свойствам традиционные техники. Отдельные разработки касаются именно замены вибропрессования бетонной массы, так как автоматизация строительства в виде точного послойного формирования стяжки исключает образование воздушных пустот. По большому счету, такие принтеры повышают скорость процесса и оптимизируют чем и привлекают крупные компании.
Недостатки строительных принтеров
Даже в современных исполнениях строительное печатающее оборудование не способно обеспечивать полный цикл монтажных и ремонтных операций. Несмотря на желание производителей и технологов приближать реальность исключения необходимости постстроительства, эта идея пока еще очень далека. Кроме того, практика показывает, что и в нынешнем виде технология (строительство домов путем 3Д-печати) проигрывает квалифицированному ручному труду. Выполнение стяжки не менее качественно производит опытная бригада строителей. Относится это и к традиционной кладке стен. Впрочем, по скорости выполнения операций и точности все же выигрывает принтер.
Вопрос цены
Одним из главных факторов, который сдерживает распространение такой техники, является стоимость. И все же в специализированных областях наблюдается немалый спрос на строительный 3Д-принтер. Цена серийного оборудования начального уровня составляет порядка 700-800 тыс. руб. За эту сумму можно рассчитывать на ограниченный функционал, которого, тем не менее, хватит на качественное выполнение бетонных покрытий, создание стен и фундаментов. Сложные технологические операции подобные устройства не потянут.
Агрегаты, которые способны возводить полностью каркасную основу домов пользуются большим распространением, но и стоят недешево. Как правило, это массивный строительный 3Д-принтер, цена которого составляет в среднем 2-3 млн. При этом надо учитывать, что и материалы в виде рабочих смесей потребуются специальные - тоже по немаленьким ценам.
Заключение
При всех недостатках специалисты отмечают перспективность данного направления строительных технологий. На этом этапе еще рано говорить об экономической целесообразности внедрения подобных разработок на рынок с расчетом на коммерческий успех. И дело не только в том, что строительный 3Д-принтер дорого стоит, и свои лучшие качества проявляет лишь в отдельных работах. Как правило, возможности такого оборудования оказываются неконкурентными при сравнении с традиционной ручной силой. Единственное очевидное преимущество, оправдывающее использование такой техники, заключается в высокой скорости строительства. Но, опять же, эта сфера развивается всего несколько лет, и не исключено, что уже в скором будущем разработчики сделают новый шаг в продвижении строительной печати.