Строительный 3d принтер для строительства домов

Строительный 3d принтер для строительства домов

Строительные 3д принтеры

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.

Чем полезен строительный 3d принтер?

Сегодня мы затронем интересную тему применения 3d принтера в строительстве, раскроем все тайны и домыслы, связанные с этим новейшим оборудованием. С помощью наших советов вы выберете и купите самую оптимальную для ваших целей модель. Скорее читайте статью!

3d принтере в строительстве применение

Функциональные особенности строительного 3d принтера

Удивительно, но 3d принтеры – это новое слово в науке и технике. Он функционирует на основе аддитивного принципа (от англ. аdd – добавлять, наращивать). Строители сразу взяли на вооружение возможности устройства и активно стали использовать на практике. Изначально в нашей стране с помощью 3d принтера создавались отдельные элементы конструкций (пол, стены и др.), но затем прогресс позволил получить единое строение – дом в городе Ступино. Подрядная организация ApisCor закончили все работы в течение суток.

Профессионалы всероссийского строительного портала Stroyka.ru рассказывают этапы технологии. Так, с нуля согласовывается дизайн-проект. Он включает в себя компьютерное моделирование, где главную роль отводят искусственному интеллекту. Далее возводится фундамент. Конечно, заданные вами параметры по макетам понимать конфигурацию и положение окон, перекрытий, инженерных отверстий, дверей и т.д.

Что представляет собой строительный 3d принтер? Каждая модель принтера для строительства домов скомбинирована строго под определенное здание. Его основные компоненты: стрела экструдера эксцентрики, платформа, бетономешалка, специальные насосные системы.

строительные принтеры

Классификация строительных принтеров

В первую очередь нужно определиться, для какой сферы применения 3d принтер потребуется. Здесь не может быть мелочей: вы должны заранее знать, какой тип строения и его конфигурация подразумевается. Соответственно, подбираются габариты принтера, вместимость бетономешалки, модификация сопла. Уникальная разработка 3d принтера для строительства от шанхайских инженеров – WinSun — поражает воображение. Его параметры: 150х10 м. Мощностные характеристики: возведение строения за 48 или 72 часа (высота до шести метров).

3-d принтер для строительства

3d строительство домов — миф или реальность?

Сегодня соперничают между собой две технологии 3d в строительстве: европейская и китайская. Согласно первой, строительный 3d принтер используется исключительно для производства строительных материалов и комплектующих в различных количествах. Однако само строительство здесь отводится человеку.

Китайские новаторы шагнули дальше. В их понимании проще все делать «под ключ». Поэтому в фокусе внимания – создание при помощи 3-d принтера дешевого и эффективного специального стекловолокна. При его добавлении бетонная смесь приобретала сильные технико-эксплуатационные свойства (например, снижалась теплопроводность). Человеческий фактор при этом – отсутствует на всех этапах печати.

стройка 3d

Плюсы и минусы применения 3d принтера в строительстве

  • Во-первых, о быстроте технологии стройки 3d наслышан каждый. Поразительно, насколько облегчается технологический процесс: нет необходимости в привлечении дополнительной рабочей силы, покупки или аренды специальной и дорогостоящей строительной техники и оборудования. Скорость возведения 3d конструкции при этом впечатляет: до сих пор не поставлена точка в вопросе человеческого фактора. Понадобится ли в будущем специалист, который будет следить за всеми процессами 3d строительства домов, или нет, остается пока неизвестным. Возможно, вы самостоятельно сможете создать дом с нуля.
  • Во-вторых, перспективы для 3d строительства позволят возводить конструкции даже на территориях, где рельеф достаточно сложный. Профессионалы портала Stroyka.ru внимательно следят за современными тенденциями 3d моделирования.
  • В-третьих, строгие формулы и технические решения – это ваши верные помощники для воплощения любых самых смелых идей. Кроме того, не нужно переживать: 3d принтер делает идеально ровные рабочие поверхности (стены, потолок, пол), даже фундамент и все элементы – несущие, опорные. Кстати, метрах учитывается максимально точно.
  • В-четвертых, поверхности гладкие.
  • В-пятых, возможность создавать мельчайшие детали.
  • В-шестых, как правило, во время работы какие-либо профилактические мероприятия (простив сбоев, перегрева, расслаивания и др.) – отсутствуют.
  • В-седьмых, вы можете не отказывать себе в выборе подходящих материалов. Например, металлы, пластик, нейлон, стекло, керамика.
  • В-восьмых, если ваша строительная площадка, то принтер отлично впишется, ведь у него нет никаких лишних нависающих или поддерживающих элементов и структур.

3d строительство домов

  • В-девятых, вы можете сами планировать строительную кампанию, ведь своими руками сможете возвести дом, дачу или загородный коттедж.

Теперь о слабых сторонах 3d принтера.

  • Конечно, специалисты подчеркивают, что пока не изобретена модель, которая бы позволяла серьезно экономить денежные средства: расход электроэнергии вас может огорчить. Кроме того, оборудование быстро приходит в негодность, требует дорогостоящего обслуживания и ремонта.
  • Еще одним минусом отмечается узкая направленность: еще не поступил в продажу универсальный 3d принтер, который бы охватывал полный цикл работ. Некоторые модели, представленные на рынке, имеют невысокую прочность готовых строений. Поэтому остерегайтесь подделок. Покупайте только у сертифицированных производителей и посредников. Иногда можно неожиданно столкнуться с тем, что использовать придется исключительно узкий набор материалов (например, фотополимеров), а также подкреплять финиш интересной процедурой – ультрафиолетовой засветкой.
  • Строительную площадку, как правило, придется очищать (особенно от попадающих в окружающий воздух частиц порошка).
  • Многие потребители сталкиваются с настоящей проблемой: усадка оказывается катастрофической (до 50%). А значит, придется подвергнуть корректировке первоначальные подсчеты.

строительство дома с помощью 3d принтера

Производители 3d принтеров

На современном отечественном строительном рынке производители 3d принтеров для строительства домов пока только делают свои первые шаги. Сложно найти компании, которые этим занимаются серьезно, и производство поставлено на поток. Скорее, сегодня рассматриваемые изделия – товар штучный. По положительным отзывам потребителей организации СпецАвиа можно доверять. Ее представители смогли не только изобрести модель, но и отладить ее серийный выпуск.

Ее прямым конкурентом считается словенская компания BetAbram. Она прочно закрепилась на рынке, благодаря широкому ассортименту. Правда, цены на их принтеры «кусаются». Однако это все-таки дешевле, чем традиционное строительство. Посудите сами: модель Р1 этого бренда легко справится с возведением здания на 144 м2. А вот высота самого изделия – до трех метров.

Хотим рассказать о том, что такой в сопло прибора добавляется специальный полимер. Главные ингредиенты состава Saltygloo: соль, клей. Удивительно, но готовая строительная 3d конструкция очень легкая, что хорошо при транспортировке и монтаже. Однако ее прочность и влагостойкости может соперничать с – цементной. Этот материал идеален для перегородок, внутренних стен и др.

3d принтер печатает дом

Подводим итоги

Одним из новых изобретений, введенных в эксплуатацию в XXI в., является 3d принтер – приспособление, способное печатать трехмерные физические модели. Данное устройство способно строить дома в натуральную величину, создавая их слой за слоем. Разумеется, принтеры для строительства домов обладают куда большими размерами, чем обычные принтеры для распечатки каких-либо документов. В настоящее время используются экспериментальные модели строительных 3d принтеров – они работают с цементом, гипсом и иными материалами.

Строительный 3D принтер доставляют на место его работы с помощью особого тягача. Для него укладывают рельсы, на которые его помещают с помощью крана. Перед этим выполняются кое-какие подготовительные работы – выравнивание территории, создание фундамента. Автономно 3d принтер для строительства домов работать не может – его действиями управляет обученный персонал. Чтобы данный агрегат мог выполнять свои задачи, ему необходимо значительное количество строительного раствора – его обычно подвозят в специальном автотранспорте.

Создание дома с применением 3d принтера занимает куда меньше времени, чем постройка его традиционным способом. С помощью такого агрегата можно застраивать целые кварталы всего за несколько месяцев. Данный принтер можно эксплуатировать при плюсовой температуре (выше 10 градусов). В настоящее время строительные 3d принтеры пока ещё не делают полностью готовые к заселению людьми дома со всеми коммуникациями – в создаваемых ими каркасах придется произвести кое-какие работы и вручную. Производством таких агрегатов занимаются фирмы из Китая, Нидерландов, Словении.

ПРИМЕНЕНИЕ 3D ПРИНТЕРОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ, ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ТЕХНОЛОГИИ

Примерно с середины 2000-х годов параллельно друг с другом в различных университетах мира начались исследования, ориентированные на изучение возможности применения 3D печати в строительной сфере. В 2012 году профессор Берох Кошневис из университета Южной Калифорнии провел презентацию своего инновационного проекта – строительство домов с помощью 3D принтера. Это – устройство, использующее метод послойного создания физического объекта по цифровой 3D-модели. Для печати зданий и сооружений Кошневис предложил использовать послойный метод создания, который он назвал Контурной обработкой. 3D-принтер в строительстве – это роботизация производства, своего рода конвейер. На данный момент уже появились 3D принтеры для строительства домов в натуральную величину. Они имеют внушительные размеры и высокую стоимость, работают с различными строительными материалами, такими как цемент, гипс и другие. На данный момент строительные 3D принтеры находится в стадии разработки и те модели, которые имеются в настоящее время, являются экспериментальными моделями. Однако, не смотря на это, такие устройства имеют достаточно большие перспективы.

Современные модели 3D принтеров размещаются на рельсах по обе стороны здания. На сегодняшний день максимальная высота печатающей головки достигает 6 метров, что равняется высоте обычного двухэтажного дома. Для транспортировки принтера необходим специальный тягач, а для установки на рельсы в месте применения потребуется кран.

Стоит отметить, что для того, чтобы построить здание при помощи строительного 3Д принтера в первую очередь необходимо подготовить площадь, залить фундамент будущего здания и разровнять окружающую местность, чтобы сам принтер стоял максимального ровно. Только после этого можно устанавливать сам принтер.

Главное отличие 3D принтера от любого другого промышленного робота в способе создания продукции. В частности, строительный 3D принтер имеет сопло или экструдер и выдавливает из него быстротвердеющую рабочую смесь. Поверхность, на которой создается объемное изделие, называется рабочей зоной и имеет размеры, задаваемые величиной хода сопла. Причем опалубки не требуется. То есть, строительная машина объемной печати декларируется как самодостаточный механизм, способный, при подключении электроэнергии, буквально на голом месте создать готовое здание.

Известно о трех способах создания объемной конструкции:

1. Послойное эктрудирование вязкой рабочей смеси.

Этот метод используют большинство строительных принтеров. Он заключается в том, что 3D механизм имеет экструдер или же сопло из которого выдавливается быстро затвердевающая бетонная смесь, в которую включено множество различных добавок. Каждый очередной слой выдавливается 3D принтером поверх предыдущего , благодаря чему формируется определенная конструкция.

2. Метод спекания/селективное спекание.

При этой технологии в рабочей зоне 3D машины происходит расплавление рабочей смеси, причем плавление достигается, применительно к строительству, сконцентрированным лазером или солнечным лучом, а рабочей смесью выступает обычный песок.

3. Метод напыления/ компонентной склейки.

При этом способе из рабочего сопла выходит струя песка, которая тут же смешивается с клеящим составом/катализатором, образуя объем в программно заданной точке.

Методы спекания и напыления экологически безвредны, так как используется солнечная энергия.

Существуют два вида конструкций –в виде мостового крана и в виде стрелы- манипулятора. Интересную концепцию, основанную на идее подачи рабочей смеси под высоким давлением в 3D-принтер, имеющий довольно изящную мостовую конструкцию, предложил промышленный дизайнер Себастьян Бернар.

Технологии 3D печати имеют довольно большой ряд преимуществ . Например, Строительные 3D принтеры могут позволить застраивать территории в рекордно короткие сроки, создавая целые улицы и кварталы за считанные месяцы. При этом весь процесс будет требовать значительно меньше финансовых затрат, нежели строительство традиционными методами. Еще одно не маловажное преимущество заключается в том, что в процессе строительства до минимума уменьшается влияние человеческого фактора. Ведь количество операций выполняемых принтером может составлять более 90% от обычно выполняемых работ человеком на стройке. Благодаря этому обеспечивается максимальная точность и непрерывность строительного процесса, которая ведет за собой меньшие сроки строительства, а значит и меньшие финансовые затраты. 3D принтер способен работать 24 часа в сутки и 7 дней в неделю, рабочим нужно лишь следить за устройством и по окончанию работ вставить двери и окна в заранее отлитые проемы.

Но, не смотря на все это, широкому применению 3D принтеров в строительстве пока препятствует несколько факторов:

1. В качестве рабочей смеси нельзя применять бетоны, требующие виброобработки, т.к. из- за невозможности использования соответствующих установок значительно снижается прочность материала. Требуется высокая скорость схватывания и твердения смеси. Невозможно бесконечно усиливать действие ускорителя без опасности ухудшения качества. Решением может быть разработка новых/глубокая модификация видов строительных материалов. На данный момент такие составы бетонной смеси слишком дороги для производства .

2. Нет отработанной технологии по установке арматуры, т.к. вертикально устанавливаемые стержни мешают принтеру свободно перемещаться над слоями на нужной высоте. В качестве арматуры может быть применена инновационная технология тканных объемно-сетчатых каркасов. Предлагается соединять арматуру на штифтах, свинчивать и пр. Возможно, проблема армирования будет решена применением двух роботов сразу: один монтирует арматуру, другой укладывает смесь.

3.Невозможность виброобработки. При монолитном и при блочно –панельном строительстве применяется виброобработка для удаления воздуха и воздушных пустот из бетона. Благодаря этому железобетон имеет очень высокую прочность. Но в случае с 3D строительством из-за отсутствия опалубки и краткосрочного размещения поддерживающих формовочных лопаток в контакте с бетонным раствором виброобработка практически невозможна. В результате построенное здание или сооружение по данной технологи е простоит долго.

4. Технология заливки осуществляется волнами, в которых остаётся воздушная прослойка, что по заявлению инженеров компании Contour Crafting обеспечивает необходимую степень утепления дома, но, подобный способ годится лишь для умеренного климата. В более холодных странах дом, созданный по подобной технологии, потребует дополнительного утепления.

5.И одним из самых существенных ограничений является то, что бетон, используемый при контурной заливке, застывает лишь при плюсовой температуре, что сводит на нет возможность использования подобных 3D принтеров зимой или в холодном климате.

6. Существует ограничение возводимых зданий по высоте. Они должны быть не более четырёх этажей. Из-за того что в конструкции здания используется специальный облегченный арматурный каркас, который укладывается лишь в процессе заливки бетона. Это сильно снижает прочность здания.

Подведя итого можно сказать, что эта технология имеет огромный потенциал в развитии, но требует существенных доработок и дополнительных финансовых вложений. И пока оправдывает себя лишь при стационарном, промышленном и поточном производстве сложных бетонных изделий, пригодных для строительства быстровозводимых домов по принципу конструктора.

1. Зотов, С.П/Технология 3d-печати зданий и отдельных архитектурных форм/Зотов, С.П., Мензулов, Л.А., Вартанов, О.С

2. Обзорная статья по 3D-строительным технологиям[Электронный ресурс]https://geektimes.ru

3. Low-cost 3D Printing for Science, Education and Sustainable Development / Доступная 3Д печать для науки,образования и устойчивого развития. E. Canessa, C. Fonda и M. Zennaro

Строительство 3д принтерами в России: подробный обзор использования 3D в этих целях

Строительство 3д принтерами в России: подробный обзор использования 3D в этих целях

Стремительное развитие аддитивных технологий позволило успешно применить Зд принтер для строительства дома. Послойное наращивание объектов заметно ускоряет возведение зданий, снижает затраты средств и человеческих ресурсов. Наибольших успехов в этой области добились китайцы, американцы и голландцы. Однако достижения российских инженеров занимают здесь далеко не последнее место.

  • Особенности технологии
  • Преимущества в сравнении с кирпичным и блочным строительством
  • Почему в России еще не все так строят
  • Альтернативы для обычного строительства
  • Виды принтеров для архитектурных работ
  • Видео обзоры с реальной работой принтеров
  • Причины не дающие заменить панельное строительство домов
  • Явные недостатки любого принтера при масштабном внедрении в постройку домов

3д принтер в строительстве

Особенности технологии

Строительство домов с помощью 3D принтера стало реальностью благодаря калифорнийскому профессору Бероху Хошневису – изобретателю технологии Contour Crafting. Главным элементом инновации стал установленный на подвижной платформе экструдер, обеспечивающий послойное наращивание создаваемого объекта. Экструзия контролируется компьютером и производится согласно предварительно созданной трехмерной модели.

Процесс не нуждается в длительной и трудоемкой подготовке. Площадка расчищается и выравнивается с помощью стандартной техники, после чего на ней располагается 3D-принтер. Быстротвердеющая строительная смесь под давлением подается на головку принтера, откуда из сопла равномерно распределяется по рабочей поверхности. Строительные принтеры 3D-Shape в качестве расходного материала используют порошок, который после наслоения связывается, образуя монолитную конструкцию.

В 3D строительстве применяются вращающиеся и дельта-принтеры. Разнообразие бетонных смесей обеспечивает печать элементов различной сложности и размеров. С их помощью создаются декорации, малые архитектурные формы, здания, мосты и пр.

3д строительство принтером

Мелкозернистая строительная смесь, используемая в принтерах, отличается от обыкновенного бетона. У каждой компании, осваивающей 3д строительство, расходный материал изготавливается по собственной рецептуре, которая зависит от особенностей оборудования и специфики возводимого объекта. Отдельным ноу-хау являются пластификаторы, благодаря которой увеличивается подвижность цемента, снижается содержание воды и увеличивается прочность.

Готовые дома сделанные 3д принтером

Преимущества в сравнении с кирпичным и блочным строительством

По сравнению с традиционным возведением зданий 3D строительство обладает следующими преимуществами:

  • На постройку дома с отделкой и коммуникациями требуется средств не больше, чем на аналогичное по площади здание из бруса без внутренних работ. При этом с развитием 3Д-технологий прослеживается тенденция к уменьшению стоимости их применения.
  • При возведении 3D-печатного объекта задействовано гораздо меньше людей, чем на традиционных стройплощадках. После подготовительных работ в управлении и обслуживании техники участвуют 1–3 человека. В человеко-часах разрыв между обычным и 3д-строительством достигает 50–80%.
  • При подготовленном фундаменте возведение стен по 3D-технологии занимает несколько суток. Основное время затрачивается на установку крыши, отделку и проведение коммуникаций. На сдачу в эксплуатацию быстровозводимых каркасно-щитовых домов уходит не менее месяца.
  • Строительный мусор и загромождение окружающей территории – проблема любой стройплощадки. При работе 3д принтера отходы сводятся к минимуму, а некоторые из них после переработки вновь пускаются в дело.
  • Благодаря технологии сокращаются затраты на возведение объектов с уникальной архитектурой. При этом сложность создаваемых геометрических форм не отражается на скорости процесса.

Дома по технологии 3D

Достоинства стройки по объемной технологии относительно стандартному процессу представлены в таблице №1.

Читайте также  Как отклеить бумажные обои от стены?
Плюсы 3D-технологииМинусы традиционного строительства
Высокая скорость, независимо от сложности объектаДлительность стройки зависит от используемых материалов и архитектурных нюансов
Минимальное количество персоналаНеобходимость в значительном количестве специалистов различных профилей, подсобных рабочих и пр.
Чистота на стройплощадке, повторное использование отходовЗахламленность территории, необходимость в последующем вывозе строительного мусора
Низкая стоимость работНеобходимость в большом количестве специальной техники и транспорта
Оперативный запуск техники на новом местеЗависимость от климатических условий

Возведение домов с помощью 3D принтера более целесообразно из экономических соображений. При строительстве отпадает надобность в некоторых материалах и процессах, уменьшаются затраты на логистику и пр.

Почему в России еще не все так строят

Несмотря на совершенствование 3Д-строительства и достижения отечественных инженеров, в России они пока не получили должного признания. К главным недостаткам подобного способа относится дороговизна оборудования, а также ограниченность в площади возводимого объекта.

Наиболее известные примеры применения аддитивных технологий ограничиваются частными домами площадью 32 и 300 м², построенными в 2016–2017 годах компаниями Apis Cor и «Спецавиа».

Дом сделан 3д принтером

Создаваемое оборудование не всегда соответствует реалиям стройки. Кроме этого, противники технологии утверждают, что с ее распространением люди многих специальностей останутся без работы.

Альтернативы для обычного строительства

Хотя 3Д моделирование пока не может на равных соперничать с традиционными способами строительства, в некоторых областях оно представляет достаточно вескую альтернативу. Инновационный метод способствует оперативному возведению низкобюджетных малогабаритных жилых построек, пользующихся спросом в зонах стихийных бедствий и чрезвычайных ситуаций.

Помимо возведения зданий, 3Д принтеры открывают возможность массового выпуска гаражей, павильонов, ангаров и других объектов, где главным нюансом является не утепление, а оригинальность архитектуры и оперативная готовность к эксплуатации.

Виды принтеров для архитектурных работ

Используемые в строительстве принтеры представлены следующими видами:

  • Портальные (XYZ). Представлены рамой с подвижной головкой экструдера. Устройство подачи смеси перемещается по осям XYZ. Высокая точность экструзии обеспечивается шаговыми двигателями. Основное применение оборудование находит при печати отдельных частей зданий и возведении стен, при условии расположения портального принтера внутри строящегося здания. Если площадь объекта соответствует арке экструдера, он сразу печатается целиком.

Портальные (XYZ)

  • Дельтовидные. В отличие от портальных установок, головка дельта-принтера может совершать более сложные перемещения, что выражается в создании сложных геометрических фигур. Для фиксации и движения головки используются гибкие рычаги.

Дельтавидные принтеры

  • Роботизированные. Представлены роботами в виде промышленных манипуляторов, которые снабжены экструдерами. Управляются с помощью компьютера. Располагаются в центре площадки, откуда рука-манипулятор доставляет смесь на требуемый участок.

Роботизированные 3д принтеры для строительства

  • D-Shape. Относятся к отдельному классу строительного 3Д-оборудования. Вместо раствора здесь используется специальный порошок, который после укладки и уплотнения подвергается пропитке связывающим веществом, подаваемым тем же экструдером.

D-Shape зд принтеры для строительства

Большая часть строительных 3Д-принтеров не предназначена для работы под открытым небом. Такое оборудование используется в цехах для печати отдельных элементов, которые впоследствии отправляются на участок возведения здания. Исключение представляют мобильные системы, способные к работе в условиях стройки.

Видео обзоры с реальной работой принтеров

Среди используемых строительных 3Д принтеров наибольшую известность приобрело оборудование китайских, американских и голландских производителей. Особенности и возможности каждого из них можно узнать из соответствующих видео обзоров.

WinSun (КНР). Лидер среди 3Д принтеров. Габариты оборудования по длине, ширине и высоте соответствуют 150Х10Х6 метров. При печати может использовать строительные отходы, представленные стеклом, сталью, цементом. Дебютировал в 2014 году при возведении десяти жилых домов. По сравнению с традиционным строительством WinSun уменьшает трудозатраты на 80%, расход материалов на 60%, а возводимые объекты обходятся вдвое дешевле. Видео:

Apis Cor (США/Россия). Американская компания прославилась созданием робота-манипулятора, который одинаково хорошо зарекомендовал при внутренних и наружных работах. Оборудование отличается компактностью и мобильностью, а также автоматической системой стабилизации. На установку и запуск принтера уходит не более 30 минут. Эффективен при создании сложных архитектурных форм. Видео:

ProTo R 3Dp (Нидерланды). Детище голландской компании CyBe Additive Industries. Отлично справляется с созданием сложных геометрических форм. В качестве расходного материала использует оригинальный раствор CyBe MORTAR, отвердевающий за несколько минут и готовый к вторичной переработке. Выделяется высокой скоростью и экологичностью процесса. Видео:

Не менее интересные проекты представлены французским принтером Batiprint3D, американским DCP и словенским BetAbram.

Причины не дающие заменить панельное строительство домов

Несмотря на ускоренное развитие 3Д строительства, в ближайшее время панельные дома, как бюджетный вариант жилья, не утратят актуальности. Не слишком уступая по скорости возведения, панельное строительство независимо от погодных условий. Напечатанный дом требует установки перекрытий. Панельный сразу разделен на комнаты. Кроме этого, аддитивное оборудование по карману далеко не каждой строительной компании.

Панельное строительство домов

Явные недостатки любого принтера при масштабном внедрении в постройку домов

Недостатки строительных 3D обосновываются:

  • высокой стоимостью;
  • чувствительностью к условиям окружающей среды;
  • отсутствием единых стандартов.

При возведении жилого дома с помощью 3Д моделирования, необходимо быть готовым к собственноручной прокладке коммуникаций, а также выравниванию и отделке стен.

От фантастики к реальности: применение 3D-принтера в строительстве домов

Юлия Гузяева

О возможности создания машин, которые буквально «выращивают» дома, писали фантасты ещё в 19 веке. Да что говорить, ещё лет двадцать назад эта технология казалась чем-то невероятным. А вот сегодня она уже вошла в наш быт. Никто не удивится, увидев строительную площадку, на которой в паре работают человек и машина: оператор системы и кран с насадкой для подачи строительной смеси. Тема этого материала HouseСhief.ru – применение 3D-принтера в строительстве. Мы будем говорить не о фантастике, а о реальном опыте в этом направлении и приведём примеры готовых объектов, а также расскажем о возможности приобретения такого устройства.

Строительный трехмерный принтер – современная технология возведения зданий

Читайте в статье

Что такое 3D принтер и для чего его используют

Современные строительные технологии – очень востребованный товар, специалистов в этом деле принимают с распростёртыми объятиями, переманивая у конкурентов. Гонка почти космическая – кто первым выложит на рынок инновацию, тот и получит супервыгоду. Неудивительно, что трудолюбивые китайцы уже не просто изобрели, но и стали чуть ли не массово выпускать строительные принтеры. Они продемонстрировали миру, как всего один агрегат за 30 дней построил целый поселок. Не отстают от них и другие страны, отечественные производители тоже включились в этот бизнес и пока на их стороне очевидная выгода – устройство строительного принтера довольно габаритное.

Гораздо проще заказать трехмерный станок в России, чем везти из-за рубежа с немалыми транспортными и таможенными расходами

Итак, что такое 3D принтер и как он работает? Главная задача механизма состоит в последовательной послойной подаче строительной смеси на площадку. Программное обеспечение руководит сервоприводом, заставляя его оставлять места для оконных и дверных проемов, прокладки коммуникаций. Материалом строительства является обычный пескобетон, а также смеси на основе гипса, фиброволокна и геополимеров.

Работа устройства требует предварительной подготовки площадки и проекта здания.

Все особенности строительства вносятся в управляющую программу, в ходе работ оператор следит за процессом и вносит необходимые коррективы

Все особенности строительства вносятся в управляющую программу, в ходе работ оператор следит за процессом и вносит необходимые коррективы

От обычной печати 3D принтером строительный отличается, разве что, габаритами и используемым сырьём. Раствор подается с помощью автоматического экструдера. Благодаря компьютерному управлению, движения головки принтера имеют отклонения, разве что, в пару миллиметров.

Как работает 3D строительный принтер: три варианта

Бетон с помощью строительного принтера наносится слоями. Для большей прочности конструкцию армируют в вертикальном или горизонтальном направлении. Есть три принципа работы 3D принтера:

  • экструдирование послойным методом – через сопло машины давится вязкая смесь из бетона с добавками;
  • селективное спекание – автомат плавит рабочую смесь (песок) с помощью лазера;
  • напыление – в сопле происходит смешивание песка и клейкого состава, и полученная смесь напыляется на поверхность.

Экструдер крепится на подвижной основе

Экструдер крепится на подвижной основе

Конструкции 3D принтеров для строительства дома

Для выполнения задач на строительной площадке могут использоваться две модели принтера: в виде мостового крана или в форме стрелы с манипулятором. Какую из них удобнее использовать решает инженер на площадке. Все зависит от сложности проекта.

Плюсы и минусы применения 3D-принтера в строительстве

Преимущества новой технологии привлекают современных застройщиков. Если есть необходимость в короткие сроки и с минимальными затратами построить комплект объектов, принтер просто необходим. Затраты сокращаются за счёт сокращения рабочих мест, ведь для этого большого 3D принтера требуется всего один оператор и водитель с бетономешалкой.

Еще один плюс: практически исключена вероятность строительного брака. Человеческий фактор исключен, всем процессом руководит компьютерная программа, а оператор по факту лишь включает и выключает устройство

Еще один плюс: практически исключена вероятность строительного брака. Человеческий фактор исключен, всем процессом руководит компьютерная программа, а оператор по факту лишь включает и выключает устройство

И, наконец, несомненным преимуществом является существенное сокращение сроков строительства. Работы на 3D принтере могут вестись круглосуточно, ему не требуется специальное освещение или выходные дни.

Прежде чем вы озадачитесь покупкой строительной машины, обратите внимание и на её недостатки:

  • для строительства невозможно использовать вибробетон, требуются смеси с высокой скоростью схватывания и затвердения;
  • пока не разработана четкая методика армирования конструкций;
  • нет возможности удалять воздух методом виброобработки, могут образовываться полости с воздухом, что снижает прочность конструкции;
  • работать 3D принтером можно только при положительной температуре в сухую погоду.

Есть ограничение проектов по высоте – не более четырех этажей

Есть ограничение проектов по высоте – не более четырех этажей

Современные технологии и производители принтеров для 3D печати домов

Технология Contour Crafting была изобретена иранцем Б. Хошневисом. В настоящее время этот ученый продолжает свои разработки под патронажем ВМС США и NASA. Большая часть его трудов пока засекречена, но основной принцип известен – он заключается в нанесении смеси с помощью экструдера. Ученый работает над задачей полностью автоматизировать процесс, включая установку арматуры.

Раз этим проектом заинтересовались в NASA, не исключено, что подобные объекты в будущем вырастут на луне и на марсе

Раз этим проектом заинтересовались в NASA, не исключено, что подобные объекты в будущем вырастут на луне и на марсе

Итальянец Энрико Дини пошёл в своих разработках другим путём: он предлагает использовать не один экструдер, а комплект из сотен сопел, который крепится к подвижному манипулятору. Работа машины напоминает струйный принтер, он напыляет смесь песка и оксидов металлов с хлоридом магния. Технология получила название D –Shape.

Скорость работы устройства намного выше аналогов, но требуется время для застывания всей конструкции

Скорость работы устройства намного выше аналогов, но требуется время для застывания всей конструкции

Отечественный конструктор Андрей Руденко отвез своё детище, строительный принтер «СтройБот», в США. После нескольких неудачных попыток привлечь внимание к своей работе, он наконец нашел отличный способ прорекламировать свой продукт – построил часть гостиницы для филлипинского предпринимателя. В качестве рабочей смеси он использовал геополимерный бетон.

Реальный опыт производства и продаж в этой области у екатеринбургской компании «Спецавиа». Сегодня этот отечественный производитель предлагает 7 вариантов строительных принтеров разного размера и назначения.

Образец работы устройства стоит на территории самого «Спецавиа» – это копия замка Винтерфелл из Игры Престолов. В этом здании размещена охрана предприятия

Образец работы устройства стоит на территории самого «Спецавиа» – это копия замка Винтерфелл из Игры Престолов. В этом здании размещена охрана предприятия

Конкурент «Спецавиа» – иркутский концерн Apis Cor. Он отказался от идеи использовать портальную конструкцию и сделал упор на телескопические манипуляторы, которые свободно передвигаются на поворотной платформе. Установка очень мобильна и может перевозиться в обычном грузовике. Её уже активно используют для строительства домов на 3D принтере в России.

Самый известный производитель строительных машин – китайская компания WinSun. Хошневис обвинил китайцев в краже его технологии. Даже если это так, WinSun, в отличие от иранского ученого, уже принесло эту технологии в массы. Они заключили договоры по постройке жилья в разрушенных войной областях Ирака.

На сегодняшний день компания WinSun строит здания по новой технологии по всему миру

На сегодняшний день компания WinSun строит здания по новой технологии по всему миру

Познавательное видео: что можно сделать на 3D принтере

Строительная машина может создавать цельные объекты, такие как дома, или производить панели и другие стройматериалы. Наглядный пример как работает 3D принтер в этом видео:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector