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!
Окружающая нас действительность с фантастической быстротой пополняется новыми открытиями в самых различных областях техники, обрастает новыми технологиями. Среди них - 3D технология,
которая всего за полтора десятка лет прочно вошла в машиностроение и медицину, в пищевую промышленность и мир высокой моды, в архитектуру и даже в строительство.
Технология печатания домов
Попытки использовать 3D принтер для строительства жилых домов предпринимались различными группами учёных, ещё начиная с двухтысячных годов.
Для печати домов используется послойный метод возведения строительного объекта. Для этого в центре строительной площадки располагают сам принтер - гигантское устройство, которое может перемещаться по специальным рельсам, вокруг возводимого объекта. Высота строительного принтера обычно превышает высоту строящегося здания. Например, аппарат шириной около 10 м и длиной 150 м возводит коробку здания высотой в 6 м за несколько часов.
«Картриджами» для него является бетонная смесь особого состава. Она выходит из сопла принтера, подобно тому, как зубная паста выдавливается из тюбика. Подаваемые бетонные «чернила» согласно компьютерной программе слой за слоем формируют заданную конструкцию. Благодаря давлению вышележащих слоёв, нижние - постепенно уплотняются, приобретая необходимую прочность. Толщина стен обычно равна 30 см, а высота слоя 10 см.
Принтер поэтапно сооружает фундамент, закладывает стены, возводит каркас. На этом этапе обязанности рабочих сводятся лишь к наблюдению за подачей раствора. А ручная работа заключается в установке дверей и окон в подготовленные проёмы, возведении крыши и прокладке коммуникаций.
Цементный состав, используемый при послойном наплавлении, позволяет создавать строительные объекты любых форм, как изогнутых, так и кубических. А добавление в цемент стекловолокна позволяет получить очень прочные сооружения.
Пути совершенствования 3D строительства
Технология 3Д строительства непрерывно усовершенствуется. Уже имеются проекты, позволяющие печатать дома вместе с проводкой и сантехникой. До сих пор мы говорили о возведении самой коробки здания. Однако удалось изобрести полимер, который успешно используют для печати межкомнатных перегородок и внутренней отделки помещений.
К применению строительных принтеров в разных странах подходят по-разному. Скажем, в Нидерландах печатают не дома, а отдельные кирпичи. Их форма такова, что они образуют весьма прочные конструкции безо всяких склеивающих материалов, благодаря лишь одной силе тяжести.
Печатная технология строительства пока проходит стадию тестирования, поскольку не лишена слабых мест. Среди них трудности при монтировании различных коммуникаций, внушительные размеры и дороговизна домостроительных принтеров, опасения в появлении трещин при длительной эксплуатации таких строений. Пока строительные компании решаются, в основном, на строительство одноэтажных домов, гаражей, беседок и т.д.
В 2014 году китайские строители отважились на печатание домов для небольшого поселка (10 небольших домиков). Для прочности они использовали в качестве армирующего материала стеклопластик. Их прочность проверяется проливными дождями, ветрами и трескучими морозами. Жителей в них нет.
Годом позже при помощи 3D принтера они завершили строительство пятиэтажного жилого дома.
Сама технология дает значительную экономию на рабочей силе и материалах. А скорость строительства такова, что уже за сутки можно «напечатать» небольшой дом. Кроме того, неизбежно появляющийся строительный мусор, добавляют в бетон, очищая этим строительную площадку.
Командная работа строительных роботов
К числу совершенно поразительных новинок можно отнести команду трёхмерных роботов (Minibulder), способных печатать строительные объекты различных размеров.
Строительный «коллектив» роботов состоит из нескольких моделей. Каждая из них выполняет определенные функции, координируя действия друг с другом. Управляет всей командой центральный компьютер. Роботы - исполнители снабжены разнообразными датчиками и системой обеспечивающей передачу данных на управляющий компьютер. Анализируя поступившую информацию, он ставит задачи перед каждым из роботов. «Обязанности» моделей распределены следующим образом:
- Первый робот поставляет жидкий цемент своим «коллегам».
- Второй - формирует фундамент.
- Третий - печатает (возводит) стены, сразу сушит бетон, формирует перемычки и потолки.
- Функцию отделочных работ выполняет их четвёртый «собрат». Закрепившись на вакуумных присосках прямо на стене, он наносит штукатурку и сглаживает неровности. Размер этих строительных роботов не превышает 42 см. Совершенно уникальному строительству моста через Керченский пролив, предшествовало создание его уменьшенной копии в масштабе - 1:50, распечатанной на принтере. Именно она успешно прошла все испытания в аэродинамической трубе.
- В России выпускают собственные 3D принтеры, использующие в строительстве разные технологии.
Трудно предвидеть какие новшества в строительной отрасли следует ожидать в дальнейшем. Вполне вероятно, что эта технология в недалеком будущем будет успешно применяться не только при возведении построек на Земле, но и на поверхности Луны.
Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя
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.
3D-принтеры идут в строительство.
ООО "Ваш Инженер" на выставке MosBuild 2016
Профессор Берок Хошневис из Университета Южной Калифорнии в 2012 году сконструировал 3D принтер, позволяющий "печатать" небольшие строительные конструкции и дома до 2-х этажей. Первые пробные сооружения имели декоративное назначение и возводились для отладки технологии. Строение возводилось на спланированной площадке по уплотнённому щебню (без фундамента). Декоративные элементы изготавливались здесь же, как отдельные части, с последующим монтажом на несущую конструкцию.
Изобретение Хошневиса представляет собой большой манипулятор с закрепленным на стреле или на манипуляторе экстрактором (сопло с экструдером), через который выдавливается вязкая бетонная консистенция и равномерным слоем укладывается на рабочую поверхность. Слой за слоем, по заданному программой контуру, производится укладка стен сооружения. Эта технология так и была названа - "контурное строительство" (Contour Crafting).
Для начала работ с принтером необходимо подготовить строительный раствор, в состав которого входят цемент, стекловолокно, и иные материалы. 3D-печать применима только для возведения стеновых конструкций и изготовления отдельных элементов декора. Понятно, что стропила, кровлю, дверные и оконные рамы придётся монтировать отдельным бригадам строителей. Скорое время начального схватывания цемента позволяет нижележащим слоям не просаживаться по весом выше уложенных. Обычно на строительство дома малоэтажной застройки, площадью до 300 кв.м., уходит от 6 до 12 месяцев. При этом, все работы производятся в ручную и их качество целиком зависит от человеческого фактора. По 3D-технологии, дом площадью в 200 квадратных метров, можно напечатать всего за 24 часа. С учетом отделки и прокладки всех необходимых коммуникаций строительство занимает от одного месяца до полугода. Конечно же, это- в идеале.
Конструкции современных экструдеров позволяют "печатать" стены различными по составу бетонами, в том числе стандартными составами на основе цемента марки 500, а также использовать смеси с минеральными добавками и фиброволокном. Обычно в базовую комплектацию принтеров входит три печатающие головки-экструдеры, рассчитанные на печать разными составами. В инструкциях по эксплуатации принтеров есть технологические регламенты на смеси. К ПО прилагается библиотека готовых файлов с различными элементами ландшафтного дизайна и элементами зданий. На стройплощадке также задействуют растворную мешалку и мойку высокого давления. Всё что требуется от рабочих, это установить рельсы по периметру будущего дома и смонтировать 3D принтер. Остальное сделает компьютер, управляющий по заданной программе движением манипулятора и дозированием бетона. 
В Китае архитектурная компания WinSun Decoration Design Engineering Company в шанхайском районе Цинпу за сутки возвела 10 домов площадью – 200 м2. Как и их американские коллеги китайские новаторы своим 3D-принтером «печатают» дома по частями, затем, собирая его в единое целое. В качестве материала китайцами использовался прошедший переработку строительный мусор и цемент с добавками стекловолокна (армирование бетона). К сожалению, при возведении конструкций посредством 3D-принтером, не может быть установлена вертикальная арматура, которая будет помешать манипуляциям экструдера на нужной высоте. Для целостности конструкции бетон нуждается в армировании, иначе произойдёт его растрескивание. Поэтому, в Китае дома армировали стекло-пластиковой сеткой. Используемый принтер имел длину 152 м, ширину – 10 м, и высоту 6 м.
Специалисты сходятся во мнении, что подобная технология найдёт спрос для постройки мало-бюджетных домов, прежде всего, для семей с невысоким уровнем дохода. Скорость современного строительного принтера составляет от семи до десяти кв. метров в минуту, а в Китае уже сейчас есть принтеры, способные за минуту напечатать более 50 м2. Себестоимость такого дома с дверями, окнами, кровлей, коммуникациями, с внешней и внутренней отделкой – порядка 8-10 000 $. Аналогичное строение из кирпича обойдется как минимум в два раза дороже. Продажная цена напечатанного дома с полной отделкой составит где-то: 16-25 тыс. долларов или 1 650 000-2 000 000 рублей.
Конечно, индустрия строительства домов с применением 3д-печати находится на начальном этапе своего развития, и оборудование производят немногие компании. Дешевле всего купить принтер производства Китая. Компания BetAbram собирается выпустить линейку из трёх принтеров для печати домов без опалубки: 4х3м, 12х6 м, 16х9 м (стоимость принтера-16x9 составит-44 000$). Изделия российской компании ЗАО «Спецавиа», которая находится в Ярославле, стоят дороже.
В сотрудники "НИИЖБ" не рассматривают строительства домов из фибробетона без стальной арматуры. Ими ещё не выработаны строительные нормы и правила под новые технологии.
Компанией "apis-cor" , при возведении стен сооружений по 3D-технологии, использует арматуру из стекловолокна, отрезки которой укладываются поперечно между последовательными слоями. Полное армирование с заливкой бетоном выполняется только в первом поясе возводимого здания (несущий армированный пояс). Стенки этого пояса выполняют роль несъёмной опалубки, которые удерживаются шпильками пропущенными через пластиковые трубки.
Возведённый принтером армопояс заливается бетоном, время затвердивания которого составляет несколько суток. На поверхность армопояса наносится слой гидроизоляционного битумного полотна и уже на него начинает класть свои последующие ряды 3D-принтер. Конструкция несущих стен отличается от армированного пояса. Здесь между двумя стенками принтер печатает волнистую перемычку и рабочие подкладывают между слоями отрезки стекло-арматуры.
Даже если 3D-печать станет значительно дешевле традиционных методов строительства коробок, то у меня есть скрытые сомнения в том, что в наших российских условиях всё будет также гладко как это демонстрируют фирмы производители в павильонных условиях или в случае отдельных строений на ими же выбранном участке. По этой технологии без всяких проблем могут быть произведены лишь элементы декора или объекты вспомогательного назначения.
Основу данной технологии составляет особый материал - быстро схватывающийся реакционно-порошковый бетон. Важная черта реакционно - порошкового бетона является отсутствие крупного заполнителя без потери эксплуатационных параметров. Здесь могут использоваться дешевые виды бетонов, такие как мелкозернистые и песчаный бетон модифицированный добавками (гиперпластификаторы, ускорители твердения, фибра). Для армирования существует два пути решения: введение в состав бетона стекловолокна или прокладка арматурных сеток между слоями наносимой бетонной смеси. Поскольку материал, используемый в данной технологии строительства, должен обладать быстрым набором прочности, чтобы каждые уложенные слои могли нести нагрузку от последующих, то есть предложения использовать в этой технологии активизированный бетон. Наиболее эффективным способом активации заполнителей за счёт увеличения поверхностной энергии является механохимическая обработка материала, достигаемая дроблением, измельчением и поверхностным истиранием твёрдофазных компонентов бетона.
Строительство с применением 3D-принтера предусматривает привлечение рабочих на видах работ:
1. выравнивание участка;
2. земляные работы для устройства ленточного фундамента;
3. заливка фундамента бетоном;
4. монтаж рельсового пути по двум сторонам будущего здания, для перемещения 3D-принтера (Contour Crafting);
5. когда здание возведено до уровня оконных проёмов, необходимо установить перемычки, а затем, когда «печать» первого этажа завершена, положить перекрытия;
6. работа печатной установки завершается после возведения каркаса здания. Кровельные и отделочные работы, а также установка окон и дверей выполняются рабочими.
Конструкции стен, производимых 3D-принтером (метод экструдирования или аддитивная технология), могут иметь различные формы (с чётко предустановленными геометрическими допусками), что пожалуй, является единственным оригинальным качеством данной технологии. Сначала принтер печатает на заданный уровень внутренний, наружный и средний слои стены, а затем скрепляет их зигзагообразным профилем «в форме рёбер жёсткости. В результате, полая стена обладает хорошей теплоизоляционной способностью, лёгкостью, а также, в пустотах стены можно прокладывать коммуникации и вентиляционные каналы.
Пока, к недостаткам 3D-печати домов можно отнести невозможность возведение зданий высотой более двух этажей и неустойчивость компьютерных технологий к физическим разрушающим факторам. Наверное, к дальнейшей отработке данной технологии в строительстве зданий, учёных подстёгивает возможность в короткие сроки возводить дома в зонах стихийных бедствий или иных катастроф, а также, в случае освоения Луны и Марса, поскольку эта технология позволит строить дома в условиях, непригодных для работы человека (низкие температуры, отсутствие кислорода и прочее).
К преимуществам 3D принтера в строительстве можно отнести скорость возведения коробки в идеальных условиях (постройка здания с площадью 240 квадратных метров будет печататься всего за 20 часов). По расчётам некоторых учёных, при использовании этой технологии, прочность стены повышается в 3,5 раза (прочность возведенной с помощью 3D принтера примерно 700 килограмм на 1 квадратный сантиметр, когда средняя прочность обычной стены составляет 200 килограмм на 1 квадратный сантиметр). Также они отмечают снижение расхода материалов (построенная данным способом стена полая, что существенно уменьшает расход необходимых материалов, она намного легче и обладает хороший теплоизоляцией). К тому же, по опыту китайских строителей стала очевидной возможность использовать в данной технологии вторсырьё (применение измельчённых строительных отходов, перемешанных с цементом).
| Detect language Afrikaans Albanian Arabic Armenian Azerbaijani Basque Belarusian Bengali Bosnian Bulgarian Catalan Cebuano Chichewa Chinese (Simplified) Chinese (Traditional) Croatian Czech Danish Dutch English Esperanto Estonian Filipino Finnish French Galician Georgian German Greek Gujarati Haitian Creole Hausa Hebrew Hindi Hmong Hungarian Icelandic Igbo Indonesian Irish Italian Japanese Javanese Kannada Kazakh Khmer Korean Lao Latin Latvian Lithuanian Macedonian Malagasy Malay Malayalam Maltese Maori Marathi Mongolian Myanmar (Burmese) Nepali Norwegian Persian Polish Portuguese Punjabi Romanian Russian Serbian Sesotho Sinhala Slovak Slovenian Somali Spanish Sundanese Swahili Swedish Tajik Tamil Telugu Thai Turkish Ukrainian Urdu Uzbek Vietnamese Welsh Yiddish Yoruba Zulu | Afrikaans Albanian Arabic Armenian Azerbaijani Basque Belarusian Bengali Bosnian Bulgarian Catalan Cebuano Chichewa Chinese (Simplified) Chinese (Traditional) Croatian Czech Danish Dutch English Esperanto Estonian Filipino Finnish French Galician Georgian German Greek Gujarati Haitian Creole Hausa Hebrew Hindi Hmong Hungarian Icelandic Igbo Indonesian Irish Italian Japanese Javanese Kannada Kazakh Khmer Korean Lao Latin Latvian Lithuanian Macedonian Malagasy Malay Malayalam Maltese Maori Marathi Mongolian Myanmar (Burmese) Nepali Norwegian Persian Polish Portuguese Punjabi Romanian Russian Serbian Sesotho Sinhala Slovak Slovenian Somali Spanish Sundanese Swahili Swedish Tajik Tamil Telugu Thai Turkish Ukrainian Urdu Uzbek Vietnamese Welsh Yiddish Yoruba Zulu |
Сложно сегодня определить, кто придумал первым применять 3Д принтер строительный для печатанья домов, поскольку, начиная с 2000-х годов в этой области, т.е. использовании 3D технологий, исследования проводились параллельно несколькими независимыми группами ученых: в Китае, Нидерландах, Великобритании и США.
{ ArticleToC: enabled=yes }
Ясно лишь то, что трехмерная печать займет в будущем в строительном деле лидирующие позиции.
Это изменит строительную область кардинально : ускорит сооружение домов, снизит цены, обеспечит достойную сейсмическую устойчивость зданий.
Пока консерваторы сомневаются, конкуренция на рынке печати 3D разворачивается небывалыми темпами. Уже предложили уникальные продукты компании многих стран.
Применили 3D печать и российские компании (в Ярославле, к примеру). Компания «Спецавиа» использует устройство S-1160, использующее цемент марки 500 и смесь его с фиброволокном, а также с минеральными добавками.
Размер рабочей поверхности 3D принтера строительного внушительного размера и составляет 1000х1100х270 см.
Компания «Спецавиа» предлагает шесть вариантов строительных принтеров 3Д высокого качества разной модификации, которые могут отпечатать бетоном элементы для жилых домов размером до 36 м.куб.
Китайский WinSun
Шанхайская фирма Shanghai WinSun и Decoration Design Engineering Co лидирует в списке. Ее принтер трехмерный WinSun составляет 150 метров в длину, в ширину -10, а высотой он 6 метров. Согласитесь, что сооружение солидное. Оно в состоянии шестиметровое здание напечатать за считанные часы, используя для этого смесь, состоящую из цемента, стали и стекла.
Видео:
Видео: 3Д принтер строительный
Свои первые десять зданий она напечатала три года назад- в 2014 году. Стоимость каждого не превышала 270 000 рублей. По стоимости такое строительство дешевле вдвое, экономия материала превышает 60%, трудозатраты сокращаются на 80%.
Компания, после усовершенствования технологии, создала следующие свои объекты, представленные на выставке в китайской провинции под названием Цзянсу.
Самым высоким представленных разнотипных сооружений был пятиэтажный дом стоимостью 7 млн. руб. Понятно, что в заказах недостатка не было. В числе заказчиков был Египет.
Напечатанная пятиэтажка Шанхая
Арендой принтера заинтересовалась Саудовская Аравия, которая согласна в лизинг взять 100 принтеров, на которых планирует напечатать полтора миллиона построек. Арабские Эмираты также заключили договор. Там в минувшем году из таких деталей, напечатанных на принтере WinSun, уже сооружено здание, площадь которого составляет 240 м2.
Apis Cor, Америка
В прошедшем году реализован проект в Подмосковье — городе Ступино, над которыми работало шесть компаний России и штатовский стартап Apis Cor. Основал ее Никита Чен-Юн-Тай – уроженец России и разработчик данного оборудования.
Собранный им принтер 3D помог напечатать здание. Российские компании России на себя взяли лишь обустройство здания и отделку.
Чтобы напечатать внутренние перегородки, несущие стены и ограждения, потребовались сутки. Извлекали принтер, используя кран -манипулятор. Слои наращивали, применив аддитивную технологию. В практике России этот дом впервые не собирали из напечатанных деталей, а создавали как целостную конструкцию.
Видео:
Видео: 3Д принтер строительный
Дом по форме достаточно сложный. Выбрали его таковым, чтобы можно было показать возможности инновационного устройства. К этому добавим, что строили его в наиболее холодные месяцы, когда температура опускалась ниже 30 градусов, хотя использовать смесь бетона допускается при нижнем пределе +5 по Цельсию.
Успешно выдержало сложные условия оборудование благодаря тому, что строительство вели под тентом, где поддерживали нужный температурный режим.
Принтер, который помог реализовать проект, по конструкции напоминает небольшой башенный кран, имеющий возможность внутренней и внешней печати здания.
Оборудование достаточно небольшое, поэтому не создает при транспортировке никаких проблем. Не нужна ему длительная подготовка к работе.
Обошлось отпечатанное здание «под ключ» в 593568 рублей, т.е. стоимость одного метра квадратного составила 16 тысяч рублей . И это при том, что форма сооружения сложная. При простой, например, прямоугольной конфигурации, цена могла бы быть тринадцать тысяч рублей .
Преимущества конструкции:
- Подача и смешивание автоматические;
- Быстрая настройка – до 30 минут. Не требуется готовить площадку. Мусор после приготовления на строительной площадке не остается, поскольку производство является безотходным;
- Широкий выбор конфигурации стен и их толщины
- Прослойка воздуха, образующаяся в камерах стен, позволяет лучше сохранять тепло;
- Погода не оказывает влияния на постройки благодаря специальным материалам, добавляемым в смесь;
- Ниже намного стоимость в сравнении с бетонными аналогами, изготавливаемыми по классической технологи;
- Возможность уплотнения желаемым материалом.
Технические параметры:
- свое обеспечение программное;
- обслуживается 2 работниками;
- площадь — 132 м2;
- используемый материал –геополимер или фибробетон;
- размеры – 4х1,6х1,5 метра;
- все принтера- 2000 кг;
- энергопотребление-8кВт/ч;
- высота, на которую происходит подъем, — 3100 мм;
- суточная производительность в м2 – 100;
- скорость рабочая и холостого хода в минуту– до 10 и 20 мм;
- позиционирование и повтор – соответственно ±0,5 мм и 0,1-0,2мм;
- по всем осям (X, Y, Z) — сервопривод;
- по Х и Y направляющие – профильные прецизионные;
- точность по Z – 0,1-0,2 мм;
- стабилизация горизонтальная автоматическая – инклинометр высокой точности 0.0001 градус;
- выключатели – бесконтактные по всем осям;
- пространственное расположение головки печатающей отслеживается дальномером лазерным и гироскопом;
- пространственная стабилизация – регулятор ПИД.
Устройства из Нидерландов
Строительный манипулятор 3D ProTo R 3Dp создан в Нидерландах.
Его «конек» — всевозможные конструкции из спецбетона разнообразной конфигурации. Разработчиком является фирма CyBe Additive Industries.
Видео:
Видео: 3Д принтер строительный
Видео: 3Д принтер строительный
Цемент выталкивается прототипом устройства со скоростью двести миллиметров в секунду. Диаметр его 6,3 м, а головки печатающей -30 мм. Цементные слои по толщине равны 30мм. Если использовать не одну головку экструзионную, а несколько, то скорость можно довести до 4 тысяч мм/сек.
Сегодня разрабатывают механизм подающий, позволяющий уменьшить вдвое толщину цементного слоя — до 5 миллиметров. Как уверяют разработчики, R 3Dp снижает трудозатраты, уменьшает число отходов и сокращает время, затрачиваемое на возведение домов, на 80%.
Ведь в одну системы объединены все этапы — от проектирования до производства.
Интересно не только само устройство, но и применяемый для 3Д принтера материал CyBe MORTAR. Он является бетонным раствором, который разрабатывала этаж е компания и ее партнеры. Состав держат в строгом секрете.
Известно лишь то, что для его затвердевания требуется всего несколько минут, что значительно укоряет процесс возведения стен.
Углекислого газа, как утверждают разработчики, в окружающее пространство выбрасывается намного меньше, чем при традиционном способе, на 32%. Чистый с точки зрения экологии материал, помимо этого, полностью пригоден для переработки.
Принтер предназначен для опалубки, стен, полов и пр.
В данный период компания занята созданием мобильной версии — RC 3Dp с гусеницами. Он полезен для создания труб для канализации и высоких стен (до 4,5 метров).
Показатели:
- Обеспечение программное – CyBe CHYSEL и CyBe ARTISAN;
- Специальный материал — CyBe MORTAR;
- Скорость — 200 мм/с;
- Диапазон – до 2750мм;
- Бетона на метр площади (толщина 40 мм) — 1,5 кг;
- Число осей – 6;
- Вид сети – локальная.
Помимо этого, у него имеется поддержка образовательная и сервисная, в том числе удаленная, и сертификат. Для загрузки составляющих и контролирования процесса достаточно два человека.
Комплектность
Комплект состоит из:
- собственно манипулятора;
- насосов;
- блока управления.
С помощью этого уникального принтера, разработанного нидерландскими учеными, запланировано сооружение конференц-зала, площадь которого составит 90 м2,а форма будет отличаться небывалой сложностью.
Французский Batiprint3D
Французы не остались в стороне и разрабатывают проект, реализовать который задумано при помощи 3d принтера – Yhnova и способа Batiprint3D (печать «изнутри»).
Суть его состоит в распылении послойном двух полиуретановых слоев, служащих направляющими конструкциями, между которыми будет заливаться бетон.
Видео:
Видео: 3Д принтер строительный
По этому проекту, разработанному компанией TICA, планируется постройка пятикомнатного социального жилища, отличающегося стенами дугообразной формы и округлыми углами.
Принтер Batiprint3D способен уменьшить сроки строительства, сократить расходы на эксплуатацию и увеличить теплоизоляционные характеристики.
Планируемая площадь дома составит 95 м2. Возможна печать элементов, достигающих 7 метров в высоту. Начало проекта запланировано на сентябрь текущего года. А в случае его успешного завершения будем иметь инновационный способ, позволяющий в конкретном месте возводить недорогое жилье.
Американский DCP, MIT
Сотрудники Массачусетского университета поделились разработкой Digital Construction Platform. Этот прототип 3D мобильного принтера, работает который достаточно эффективно, доказательством чему является построенная командой круглая стена, поднявшаяся вверх на 3,6 метра (диаметр – 15 м).
Для возведения использовали в качестве материала для принтера 3Д монтажную пену быстрого затвердевания – 13 часов.
Видео:
Видео: 3Д принтер строительный
DCP собой представляет кран гидравлический на гусеницах с четырьмя степенями свободы. У однопальцевого манипулятора предусмотрено их шесть.
К слову, при необходимости, его легко заменить другим инструментом:
- экструдером термопластичным или пенопластовым;
- ковшом;
- шлангом;
- аппаратом сварочным.
Разработчики говорят, что работать принтер может с:
- пенополиуретаном;
- грунтом;
- льдом;
- бетоном.
Весит 3D строительный принтер более 36 тонн и питается вырабатываемой аккумуляторами и батареями солнечными энергией. Применять его можно для проведения строительных работ любой сложности.
Совместимо оно с иными материалами, способными держать форму, среди которых биоматериалы (сено, к примеру), а также программами печати 3D .
Пока на площадках строительных реальных оно не работает, поскольку команда занимается разработкой датчиков приближения, которые отвечать будут за безопасность. Они исключить возможные столкновения гиганта с предметами, имеющимися на строительных площадках и людьми.
Словения: BetAbram P1- P3
Видео:
Видео: 3Д принтер строительный
С 2012 года компания Словении разрабатывает сразу три модели NoD принтеров – P1-P3.
P1 будет печатать здания площадью до 144 метров квадратных без опалубки.
Видео:
Видео: 3Д принтер строительный
Его характеристики:
- масса — 520 кг;
- размер – 18х9х2,5 метров;
- мощность — 4 кВт.
- габариты – 12х6х2,5м:
- масса — 400 кг;
- мощность — то же 4 кВт.
- вес – 250 кг
- размеры — 6 x 3 x 2,5 м
- мощность — 3 кВ.
Ориентировочная стоимость Р1 составляет 20000 евро . Стоимость P3 составит порядка 12 тысяч. Для производства одного устройства потребуется примерно два месяца.
Созданием строительных принтеров 3D заняты и менее известные компании. Уже пять лет над созданием их для печати старинных замков трудится Андрей Руденко.
Stroybot2 может создавать цементные слои, толщина которых до 30 мм, а высота достигает 10 мм.
В сравнении с аналогами, точность памяти и аккуратность у этого устройства намного выше. В качестве материала выступает песок с цементом и требующиеся добавки, вносимых в строгой пропорции.
Образцы
Видео макета филипинского дома:
Видео: 3Д принтер строительный
Андрей планирует напечатать замок Дракулы, который в действительности не жил в замке Бран (Румыния). Если деньги на проект собрать удастся, то в Американском штате Вашингтоне появится его крупномасштабная реплика.
Принтер Андрея обеспечивает завидную точность, позволяет добавлять слои, высота и ширина которых равны соответственно 10 и 30мм (и выше).
Над печатью другого здания — башни Винтерфелла в два этажа из знаменитой «Игры престолов» занимаются с прошлого года специалисты цементного завода в Екатеринбурге. Их принтер способен создавать постройки 8х8х4 метра. Предлагает экологичные модульные жилые дома, также напечатанные с помощью принтера, и компания PassivDom из Украины.
Для создания построек «под ключ» требуется всего восемь часов, а стоят они 32 тысячи долларов . Понятно, что такие устройства могут кардинальным образом изменить строительную отрасль, снизив себестоимость, ускорив процесс сооружения и обеспечив высокую устойчивость сейсмическую.
Остается надеяться, что в недалеком будущем эта технология обеспечит доступным жильем всех нуждающихся.