Строительный 3д принтер из отходов

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

Строительные 3d принтеры это новое направление в сфере строительства зданий и сооружений.

Принципы работы основаны на послойном нанесении материала, например бетона, и формирования конструкций стен, крыши или перекрытий.

Материал, который используется для работы это обычный бетон, который возможно изготовить самостоятельно.

Программное обеспечение, с помощью которого создается 3д модель для работы широко распространено среди архитекторов и инженеров. Существует массам специализированного софта, за который даже не придется платить. Так например, для создания 3d модели, пригодной для работе с принтером можно использовать SketchUp от Google. Данная программа интуитивно понятна и позволяет начать работу с первых часов использования.

Порядок строительства с помощью 3d принтера следующий:

1. Создается проект с учетом строительных норм.

2. Создается 3д модель объекта.

3. Заливается фундамент традиционным способом.

4. Запускается в работу 3д принтер, который создает стены. В процессе применяется армирование, утепление и иные процессы, присущие традиционному методу строительства. Укладка арматуры, утеплителя или заливка полостей бетоном осуществляется в соответствии с проектом. Нет никаких отличий от традиционного метода.

5. Укладываются или заливаются перекрытия.

6. Отделка. Зависит от пожеланий. Стены после 3д печати получаются достаточно гладкими, чтобы просто оштукатурить их обычным способом и получить привычно ровные стены.

Прочность сооружения будет полностью зависеть от проектных решений. Какая марка бетона будет применяться, сколько и где будет уложено арматуры, какие формы конструкции будут возводиться. Все это влияет на прочность. Сам принтер не обеспечивает прочность, он выполняет то, что заложено в проекте.

В ходе испытаний было установлено, что бетонные конструкции, выполненные традиционным способом, имеют равные прочностные характеристики с конструкциями, напечатанными на 3д принтере. Поэтому стоит воспринимать 3д принтер как инструмент, а не как волшебную палочку. Аддитивные технологии призваны облегчить создание новых форм, удешевить и ускорить процесс, на ряду с такими инструментами как электродрель или бетоносмеситель.

Скорость определяется исходя из характеристик конкретной модели. Некоторые принтеры представленные в нашей компании способны укладывать стены со скоростью 2,5 куб. м в час, это около 25 кв. м однокамерной стены. Смесь застывает в стандартные сроки, также как если бы вы залили бетон из бетономешалки.

Цена строительства зависит от многих факторов, посчитать целесообразность возможно исходя из конкретного объекта. Поскольку в работе используются стандартные бетонные смеси, цена на материал такая же как и при обычной заливке, однако строительный 3д принтер позволяет создавать более рациональные конструкции и достигать результата с меньшими затратами материала, на этом можно экономить.

Обслуживающий персонал состоит из 2 человек. 1 оператор, который управляет принтером, 1 человек готовит смесь для работы. Есть 2 варианта подачи смеси, засыпка вручную в контейнер или установка станции подачи.

Основные преимущества строительной 3d печати перед традиционными методами строительства это ускорение процесса, снижение себестоимости и доступность новых дизайнерских форм.

При покупке строительного 3д принтера предоставляется возможность бесплатного обучения. Также мы предлагаем пусконаладочные работы в любой точке мира.

Для получения коммерческого предложения необходимы ваши реквизиты, контактные данные, указание на конкретную модель или обозначение задач, которые планируете решать с помощью оборудования.

02.05.2017

WinSun, Китай

Первое место в списке по праву занимает шанхайская компания Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co. Китайский строительный 3D-принтер WinSun - это солидное сооружение - 150 метров длиной, 10 метров шириной и более 6 метров высотой. WinSun способен всего за несколько часов напечатать здание высотой до 6 метров. Для печати зданий принтер WinSun использует смесь из строительных отходов, включающих стекло, сталь и цемент.

Первые десять домов компания «напечатала» в 2014 году. Каждый из них стоил немногим более £3000 (270 тыс. рублей). Постепенно технология была усовершенствована, и компания изготовила для выставки в промышленном парке в китайской провинции Цзянсу несколько разнотипных зданий, самое высокое из которых насчитывало пять этажей. Цена этих домов, начиналась от £100.000 (от 7 млн руб). Во время и после выставки компания получила несколько сотен заказов, в том числе от правительства Египта.

Возведение зданий с помощью WinSun обходится примерно на 50% дешевле, чем при использовании классических методов строительства, экономия материала достигает 60%, экономия трудозатрат - 80%!

5-этажный дом, напечатанный принтером WinSun в Шанхае.

Заказы на аренду принтеров WinSun сейчас поступают из самых разных стран - только Саудовская Аравия возьмет в лизинг 100 принтеров с планами напечатать 1.5 млн домов. Есть договоренности и с Объединенными Арабскими Эмиратами. В 2016 году здесь было сооружено строение из элементов, напечатанных в Китае на принтере WinSun

Площадь строения - 240 кв.м.

Apis Cor, США

В декабре 2016 года в Ступино Московской области был осуществлен совместный проект американского стартапа Apis Cor и шести российских компаний. С помощью разработанного компанией Apis Cor 3D-принтера был напечатан жилой дом. Российские компании взяли на себя его отделку и обустройство. Печать самонесущих стен, перегородок и ограждающих конструкций здания заняла 24 часа. После завершения печати принтер извлекли краном-манипулятором. Площадь здания составила 38 кв. м, оно напечатано с помощью аддитивной технологии, слой за слоем. Стоит упомянуть, что впервые в российской строительной практике дом печатался как единое целое, а не собирался из отпечатанных панелей.

Чтобы продемонстрировать гибкие возможности оборудования, была выбрана сравнительно сложная форма дома, а строительство велось в самое холодное время года. Оборудование для печати выдерживает морозы до -35 градусов, но применение бетонной смеси для печати возможно только при температурах не ниже +5 градусов Цельсия, поэтому строительство велось под тентом, где поддерживался необходимый температурный режим.

Принтер по-конструкции миниатюрный башенный кран, он способен печатать находясь как снаружи, так и внутри здания.

Небольшие габариты принтера позволяют не создают проблем с транспортировкой, он не требует длительной подготовки к работе. Одна из функциональностей - встроенная система автоматического выравнивания по горизонту и система стабилизации.

Стоимость строительства отпечатанного дома «под ключ» составила 593 568 рублей, или примерно 16 тысяч рублей за квадратный метр. Если бы форма здания была прямоугольной, стоимость за метр снизилась бы до 13 тысяч рублей.

Инженером-разработчиком оборудования, CEO и основателем компании Apis Cor является уроженец России, Никита Дмитриевич Чен-Юн-Тай.

Преимущества 3 Dпринтера Apis Cor:

Автоматическая система смешивания и подачи смеси.
На установку принтера и его настройку перед работой требуется 30 мин. Предварительная подготовка площадки не нужна. Производство безотходное, на стройплощадке не остается никакого мусора.
Свободный выбор толщины и конфигурации стен.
Дом лучше держит тепло из-за воздушной прослойки в многокамерных стенах.
За счет специальных добавок в бетонную смесь на дом не влияют погодные условия.
Стоимость дома меньше, чем его аналога, создаваемого из бетона по традиционным технологиям.
Стены можно дополнительно утеплять любыми подходящими для этого материалами.

Технические характеристики:

Собственное программное обеспечение
Зона печати – 132 кв. м
Материал для печати - фибробетон, или геополимер
Габариты принтера - 4 × 1,6 × 1,5 м.
Вес - 2 т
Потребление энергии – 8 кВт*ч
Максимальная высота подъема с одной точки - 3100 мм
Производительность - 100 кв.м полезной площади в сутки
Рабочая скорость движения - 1–10 м/мин
Скорость холостого хода X/ Y - 20.000 мм/мин
Точность позиционирования - ±0,5 мм
Точность повторного позиционирования - 0,1–0,2 мм
Привод по осям X / Y / Z - Сервопривод
Линейные направляющие по осям X / Y - Прецизионные профильные
Точность по оси Z - 0,1-0,2 мм
Автоматическая стабилизация по горизонту - высокоточный инклинометр 0.0001 градус
Реверсные выключатели - бесконтактные на всех осях
Отслеживание местоположения печатающей головки в пространстве - гироскоп и лазерный дальномер
Стабилизация в пространстве - ПИД регулятор

ProTo R 3Dp и RC 3Dp, CyBe Additive Industries, Нидерланды

В Нидерландах разработан 3D-принтер-манипулятор для строительства ProTo R 3Dp.

Он умеет строить различные конструкции произвольной формы из специального бетона. Разработчики - компания CyBe Additive Industries.

Прототип устройства имеет радиус действия 3,15 м и способен выдавливать цемент со скоростью 200 мм/сек. Диаметр печатающей головки - 30 мм, толщина каждого слоя цемента составляет 30 мм. К устройству можно присоединить несколько экструзионных головок, и тогда скорость печати может быть увеличена до 4000 мм/сек. В настоящее время ведётся разработка подающего механизма, способного уменьшить толщину слоя до 5 мм.

Разработчики утверждают, что с помощью R 3Dp трудозатраты и отходы на строительство могут быть уменьшены. Кроме того, затраченное на возведение постройки время будет снижено до 80% благодаря объединению проектирования, разработки и производства в единую систему.

Интерес представляет не столько сам строительный 3D-принтер, сколько используемый им для печати материал- бетонный раствор CyBe MORTAR, также разработанный CyBe Additive Industries в сотрудничестве со своим партнером. Состав бетонного раствора держится в секрете, но представители компании утверждают, что он отвердевает в течение нескольких минут. Данная особенность позволяет существенно ускорить процесс возведения стен. По словам разработчиков, при использовании данного бетона в атмосферу выбрасывается на 32% меньше углекислого газа, по сравнению с обычным бетоном, что делает материал более экологически чистым. Кроме того, бетон CyBe полностью подлежит вторичной переработке.

С помощью R 3Dp возможно создание опалубки, стен, полов и многого другого.

Сейчас компания занимается разработкой мобильного варианта 3D-принтера - RC 3Dp на гусеничном ходу. Разработчики предполагают, что с помощью данной модификации станет возможна, помимо прочего, печать высоких стен (до 4,5 м) и напорных канализационных труб.

Технические характеристики:

Программное обеспечение CyBe ARTISAN, CyBe CHYSEL
Материал CyBe MORTAR
Диапазон - 2750 мм
Скорость печати - 200 мм/с
Расход бетона приблизительно - 1,5 кг/м / 40мм.
Количество осей - 6
Сеть - локальная сеть
Сертификаты - наличие сертификата CE
Сервис - полный сервис и образовательная поддержка. Удаленная помощь
Для контроля работы и подачи материала требуется 2 человека

Что включено в комплект:

Аппаратный манипулятор
Система смесительных насосов
Блок управления с интерфейсом

В Нидерландах с использованием решения CyBe Construction планируют соорудить небольшой конференц-центр сложной формы площадью 90 кв. м. Печать должна завершиться в июле 2017 года.

Batiprint3D, Франция

Университет Нанта (University of Nantes) совместно с Nantes Digital Sciences Laboratory (LS2N) разрабатывает проект печати домов на 3D принтере, известный как Yhnova.

Для проекта будет использоваться разработанный университетом метод Batiprint3D – 3D печать «изнутри». Два слоя полиуретана распыляются послойно в качестве ограждающих конструкции, а затем между ними заливается бетон.

Получившаяся конструкция представляет собой инверсный вариант традиционной стены.

Проект Yhnova представляет собой строительство 5-комнатного социального жилья с дугообразными стенами и скругленными углами, спроектированного архитектурной фирмой TICA. По словам разработчиков, Batiprint3D сократит время строительства, улучшит теплоизоляцию и снизит эксплуатационные расходы на строительство. Здание полностью сертифицировано.

Роботизированная рука Batiprint3D может печатать структуры высотой до 7 метров, а площадь планируемого дома - 95 кв. м.

Строительство дома в Нанте начнется в сентябре 2017 года. В случае успеха появится новый способ создания доступного социального жилья, которое можно быстро возвести на месте.

Проект является частью программы исследований и разработок под руководством Bouygues Construction. Компания Bouygues Construction поддерживает этот проект, предоставляя экспертные знания и логистику.

DCP, MIT, США

Разработкой поделилась и команда исследователей из Массачусетского технологического института (MIT). Чтобы доказать, что их прототип мобильного 3D-принтера Digital Construction Platform (DCP) эффективно работает, команда построила с его помощью круглую стену высотой 3,6 метра и диаметром 15 метров.

Стена возведена из быстро затвердевающей монтажной пены за 13 часов.

DCP представляет собой большой гидравлический кран с на гусеничном ходу. Кран обладает четырьмя степенями свободы. На его конце находится однопальцевый манипулятор с шестью степенями свободы, который при необходимости может быть заменен на ряд различных инструментов, включая пенопластовые и термопластичные экструдеры, сварочный аппарат, водяной шланг или ковш. По словам разработчиков DCP может работать с бетоном, льдом, грунтом и пенополиуретаном.

Вместо того, чтобы полагаться на ископаемые виды топлива, 36750-ти килограммовая система работает на солнечных панелях и аккумуляторных батареях.

По мнению разработчиков, такое устройство делает DCP идеально подходящим для любых строительных проектов. Устройство работает в комбинации с некоторыми другими программами 3D-печати MIT, например, с программным обеспечением Foundry и с сохраняющими свою форму материалами. Разработчики утверждают, что для печати можно будет использовать также разнообразные биоматериалы - например, сено. Однако, DCP еще не готов работать на реальных строительных площадках. Команда хочет прежде оборудовать свою систему датчиками приближения, которые повысят безопасность пользования системой, предотвратив возможность столкновений гигантского движущегося манипулятора с людьми или какими-либо предметами на стройплощадке.

BetAbram P1, P2 и P3, Словения

Словенская компания BetAbram занимается разработкой 3D-принтеров для строительства с 2012 года. На данный момент модельный ряд продукции ограничен тремя моделями – P1, P2 и P3.

Представители компании утверждают, что принтер BetAbram P1 способен напечатать бетонное здание без опалубки площадью 144 кв. м.

Модель P3:

Габариты - 6 x 3 x 2,5 м
Вес - 250 кг
Потребляемая мощность - 3 кВт

Модель P2:

Габариты - 12 x 6 x 2,5 м
Вес - 400 кг
Потребляемая мощность - 4 кВт

Модель P1:

Габариты - 18 х 9 х 2,5 м
Вес - 520 кг
Потребляемая мощность - 4 кВт

Стоимость модели Р3 составит около €12000, в то время как модель Р1 будет продаваться по цене от €20000. Процесс производства одного принтера требует около двух месяцев.

Темой 3D-принтеров для строительства занимается намного больше компаний, нежели перечисленные выше. Например, с 2012 года печатью замков на 3D принтере Stroybot2 занимается и Андрей Руденко . Его 3D-принтер способен наносить слои цемента высотой 10 мм и толщиной 30 мм. По сравнению с другими «цементными» 3D-принтерами высок уровень аккуратности и точности печати. Материалом для принтера служит цементный раствор, то есть смесь цемента с песком и некоторые присадки и другие добавки в определенных пропорциях.

Пример работы 3D-принтера Stroybot2 г-на Руденко

В ролике ниже Stroybot2 печатает макет дома на Филиппинах.

В планах Андрея Руденко - 3D-печать замка Дракулы (на самом деле князь Дракула не жил в румынском замке Бран, но это уже другая история). Если получится собрать деньги на проект, то полномасштабная реплика замка появится в США, в штате Вашингтон. Принтер г-на Руденко обеспечивает возможность добавления слоев шириной от 30 мм и высотой от 10 мм, что дает высокую точность конструкции.

Екатеринбургский цементный завод в 2016 году приступил к печати двухэтажной реплики башни Винтерфелла из известного сериала "Игра престолов". Головка 3D-принтера закреплена на роботизированном манипуляторе. Принтер может печатать сооружения размерами 8 х 8 х 4 м. Не знаю, что сталось с этим проектом.

Также модульные, экологичные, напечатанные на 3D-принтере жилые дома предлагает украинская компания PassivDom . По словам представителей компании, выполненные «под ключ» дома можно распечатать за 8 часов, а их стоимость равняется $32000.

Печать домов на 3D-принтерах может кардинально изменить строительную отрасль - снизить цены и ускорить сооружение жилья при обеспечении хорошей сейсмоустойчивости. Особенно это касается малоэтажного и индивидуального строительства. Будем надеяться, что эта технология придет и в нашу страну, поможет строить доступное по стоимости жилье.

Данное оборудование является первым в России строительным 3D принтером от компании «СпецАвиа». Производитель уже давно зарекомендовал себя как опытный и качественный производитель ЧПУ станков, но компания не стоит на месте и продолжает двигаться вперед выпуская инновационные 3D принтеры. Наши специалисты прошли курс обучения по настройке, сборке и пусконаладочным работам и получили сертификат от компании СпецАвиа.

Строительный 3D-принтер S-1160 — портальный строительный принтер большого формата. Достоинство данного оборудования - лёгкий конструктив, простое обслуживание и управление, понятная компоновка. Большой ресурс принтера — 60 000 часов - относит его к разряду профессионального оборудования. Принтер S-1160 — исключительно надёжное и ремонтопригодное оборудование.

КАЧЕСТВО ПЕЧАТИ:

Благодаря данному 3D принтеру вы без особого труда сможете создавать не только дома и крупногабаритные объекты, а также эксклюзивные ландшафтные изделия, такие как столы, скамейки, камины, беседки, детские домики. Одним словом теперь вы сможете создавать практически любые постройки и части уличного интерьера. Уникальные сооружения могут быть покрыты как деревом, так и любым отделочным материалом. При этом расход бетона составляет 0,08 - 0,12 м3 на 1 кв.м стены при 4-х слойной печати.

Стены можно заштукатурить и сделать гладкими или просто покрасить, сохранив видимость слоев для антуража.

Горизонтальное армирование делается во время печати, а вертикальное после, затем заливается бетонной смесью.

Размер печатаемого слоя составляет от 5 — 10 х 20 — 50 мм. Этого идеальная толщина и высота позволит не обвалиться и не просесть раствору. Также при засыхании материала вы можете не бояться за деформацию самого изделия.

Скорость позиционирования составляет 12 метров за 1 минуту, а точность позиционирования всего 2 мм. Благодаря таким высоким показателям печать вот таких изделий займет мало времени и позволит в кратчайшие временные промежутки печатать большие партии продукции.

Теперь у Вас появилась реальная возможность распечатать небольшой дом.

РАСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ:

Принтер S-1160 печатает стандартными составами на основе цемента серии 500. Можно применять смеси с минеральными добавками и фиброволокном. В инструкции по эксплуатации есть технологические регламенты на смеси, по которым приготовить необходимый бетон для печати не составит труда.

ДОСТУПНОСТЬ РАСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ:

Цемент серии 500, который использует принтер, есть в доступе практически в любом строительном магазине. Это дает определенно большой плюс.

ОБЛАСТЬ ПЕЧАТИ:

Область построения составляет 11,5 х 11 х 2,7 м. Данных размеров вполне хватит для создания весьма габаритных изделий. Естественно вы можете создать и небольшой дом, который распечатаете по частям.

УПРАВЛЕНИЕ:

В качестве программного обеспечения 3D принтер использует ArtSoft Mach 3. В данном ПО вы сможете задать все необходимые параметры и настройки. Используя данный софт вы подберете все необходимые для Вас настройки и координаты.

ЦЕНА:

Цена на 3D Принтер S-1160 составляет от 3 900 000 рублей. Учитывая все его возможности, а так же высокое качество сборки, можно сказать, что принтер один из самых сбалансированных по критериям цена-качество!

ГАРАНТИЯ:

Гарантия от производителя 1 год. Бесплатное гарантийное обслуживание можно получить в сервисных центрах Москвы, Санкт-Петербурга и Ярославля. Все комплектующие промышленного производства и рассчитаны на загруженное профессиональное использование, что открывает новые возможности малому бизнесу в строительстве и смежных сферах деятельности.

ВНЕШНИЙ ВИД:

При комплектации принтера учитываются пожелания заказчика. Исполнение принтера может быть с креплением на стены, на стойках, либо комбинированное. Все без исключения принтеры проходят контрольную сборку на предприятии. Принтер в базе комплектуется моноблоком, шкафом управления, электроподъемниками 3 метра в высоту и дополнительной стрелой для быстрой печати. Возможно увеличение рабочего поля по высоте до 8 метров. В такой комплектации возможно применение принтера для работы непосредственно на фундаменте при строительстве зданий до 3 этажей. Оборудование поставляется в отлаженном состоянии, проверенным на работоспособность и дефекты. Специалисты компании производителя соберут и запустят оборудование у Вас, научат моделированию и управлению принтером.

В дополнительную комплектацию входит: растворная мешалка, мойка высокого давления, вводный кабель питания, вводный электрошкаф питания.

Строительные смеси для 3D печати:

Характеристики

Производитель — ООО «СПЕЦАВИА»
Страна-производитель — Россия
Оборудование сертифицировано на территории Таможенного Союза.
Регистрационный номер Декларации о соответствии ТС N RU Д- RU.AЛ92.В.17528
Код ТН ВЭД ТС 8479100000, Серийный выпуск.
Тип привода — Шаговые электродвигатели с цилиндрическими редукторами
Тип — Портальный строительный 3D - принтер большого формата серии S-
Продукция изготовлена в соответствии с ТУ 4833-001-21740072-2016
Назначение — Печать элементов зданий, зданий и сооружений на фундаментах до 140 м2 (200 и более кв.м.)* опция. Принтер предназначен для установки в цехе. Вариант для фундамента: КП — по запросу.
Рабочая скорость, м/мин — 12 /0,6
Рабочая зона, м — 11,5 х 11 х 2,7
Комплектация — Принтер, моноблок, шкаф управления, электроподъемники, паспорт, руководство по эксплуатации на русском языке, невозвратная транспортная упаковка, мойка высокого давления, станция подачи смеси, три дополнительных сопла.
Скорость позиционирования — 12 м/мин
Точность позиционирования — 2 мм
Потребляемая мощность, кВт — 7,5
Размер печатаемого слоя, мм (высота, ширина) — От 5 до 10 х от 20 до 50
Расход бетона, м3 на 1 кв.м стены при 4-х слойной печати — 0,12
Гарантия — 12 месяцев
Длина, мм — 12 000
Ширина, мм — 12 000
Высота, мм — 4 000
Вес, кг — 1800

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.