Интернет-магазин
ООО «3ДТУЛ»
$$
Россия, г. Москва, ул. Дорогобужская, д. 14, стр. 4, офис 302
Интернет-магазин
ООО «3ДТУЛ»
$$
Россия, г. Москва, ул. Дорогобужская, д. 14, стр. 4, офис 302
Используя 3D-принтеры, можно быстро и относительно недорого печатать жилые и нежилые сооружения. В том числе, многоэтажные и малой этажности, со сложными формами и планировкой, предназначенные для сезонной или круглогодичной эксплуатации. Строительные конструкции возводятся из бетона, поэтому по своим техническим параметрам практически не отличаются от зданий, построенных по традиционным технологиям.
К перспективным направлениям строительной 3D-печати относятся:
На данный момент нет единых отраслевых стандартов для серийного 3Д-строительства, поэтому эта технология не является массовой и популярной, реализуется по индивидуальным проектам и требует повышенного внимания к выполнению на всех этапах. С ее помощью строят частные дачные домики, гаражи, садовые беседки, заборы для ограждения участка, ландшафтные и декоративные конструкции, хозяйственные постройки и другие небольшие сооружения.
Рассмотрим особенности технологии, оборудования и материалов для строительства, примеры реализованных проектов в 3Д-отрасли, а также достоинства и недостатки данного метода возведения построек.
Большинство моделей строительных аппаратов для объемной печати оборудованы печатающими головками (экструдерами), через которые выдавливается бетонная смесь и укладывается слой за слоем, образуя внутренние и внешние стены будущего дома. В качестве основы для печати служит трехмерная модель, созданная в специализированной CAD-программе.
Говоря просто, 3Д-принтер для строительства представляет собой своеобразный гибрид инструмента-манипулятора и бетономешалки, рисующий чертеж по заданному алгоритму. Только вместо бумаги подобные установки используют реальную стройплощадку, а вместо чернил – бетон.
Важный момент: строительная площадка должна быть идеально ровной, чтобы на нее можно было уложить параллельные направляющие рельсы для печатающей установки и затем правильно обустроить фундамент.
Бетонная смесь для 3Д-печати более всего напоминает бетон марки М50. Чтобы прочность материала стала выше, требуется выполнить армирование стен в горизонтальном или вертикальном направлении с помощью арматуры из стекловолокна или путем добавления в бетонный раствор фиброволокна и разных других компонентов.
Существует три принципа работы объемных принтеров:
Для выполнения строительных задач используются два типа 3D-принтеров: в форме стрелы с манипулятором или в виде мостового крана. Устройства также различаются по типам и делятся на:
Выбор оборудования осуществляется инженером с учетом сложности предстоящих работ, особенностей объекта и ожидаемого результата.
Основной материал, используемый 3D-принтерами при печати строений – специальный мелкозернистый бетон. Его производят по особой рецептуре с учетом особенностей конструкции оборудования и специфики целевого объекта. Для повышения прочности в бетон добавляют пластифицирующие вещества, уменьшающие водоцементное отношение и делающие смесь более подвижной. В строительной печати также используются смеси цемента со стекловолокном, измельченным строительным мусором, полимерной фиброй и целлюлозой.
Важно, чтобы смесь легко проходила сквозь сопло. Ее консистенция должна такой, чтобы масса ложилась на основу равномерными слоями нужной ширины и толщины, не растекаясь. Бетонный состав должен быстро застывать, чтобы сохранять форму. Но процесс не должен протекать слишком быстро: дело в том, что в этом случае слои могут утратить химическую активность и не образовать единую структуру в месте их соединения. Кроме того, быстро застывающая смесь может забить сопло печатной головки, и техника выйдет из строя.
Новатором использования оборудования для печати зданий и конструкций стал профессор Университета Южной Калифорнии (USC) Берох Хошневис, запатентовавший технологию под названием Contour Crafting (нанесение слоев цементной смеси с помощью печатающей головки на подвижной платформе). В настоящее время этот иранский ученый входит в состав деканата USC и продолжает вести исследовательскую деятельность в сфере трехмерной печати, заключив соглашение с NASA и ВМС США. Известно, что он ищет способ полностью автоматизировать процесс вплоть до установки арматуры.
Дома, созданные с помощью 3Д-технологий, есть во многих странах мира, в том числе, в России, ОАЭ, США и Китае. Ниже рассмотрим несколько таких примеров.
В 2019 году услугами голландской фирмы CyBe Construction воспользовались заказчики из ОАЭ. Команду разработчиков CyBe пригласили в крупный исследовательский центр SRTI, чтобы они продемонстрировали свои возможности в 3Д-печати домов. Ранее, в 2017 году, компания меньше, чем за месяц (всего за 3 недели), напечатала в Дубае лабораторию площадью 168 квадратных метров. Работая со скоростью 600 мм/с, специализированный строительный 3D-принтер этого бренда возводит все несущие конструкции для сооружения менее, чем за один час. Он способен делать опалубку, полы, стены, канализационные ямы.
Российский конструктор Андрей Руденко создал строительный принтер «СтройБот» и отвез его в США. После нескольких лет, проведенных в попытках привлечь внимание к своей разработке, он придумал способ прорекламировать свой продукт – построил часть отеля для филиппинского предпринимателя, используя в качестве рабочей смеси геополимерный бетон.
Российская компания Apis Cor («Апис Кор Инжиниринг», Иркутск) разработала инновационный мобильный 3Д-принтер, способный печатать здания целиком прямо на месте строительства. Полная площадь рабочей зоны оборудования составляет 131 кв. м, в сложенном виде устройство имеет габариты 4х1,6х1,5 м. Для возведения высоких сооружений крупных размеров задействуется несколько синхронизированных принтеров.
Оборудование использует оригинальную технологию собственной разработки Apis Cor: экструдер зафиксирован на телескопической штанге, размещенной на поворотной платформе и регулируемой по высоте. Установка возводит вокруг себя стены из гипсовой смеси и после окончания работ легко перевозится на другую строительную площадку при помощи подъемного крана.
В 2019 году инженеры предприятия Apis Cor построили в Дубае жилой дом площадью 640 кв. м. Процесс занял 500 часов. Точно такое же сооружение было возведено в Ступино. На очереди более крупномасштабные проекты: распечатка демонстрационных домиков в Техасе, а затем строительство эко-поселка совместно с Sunconomy.
Нужно отметить, что впервые в российской практике здание печаталось именно как единое целое, а не собиралось из заранее отпечатанных блоков.
Компания АМТ «Спецавиа» из Ярославля занимается производством 7 моделей принтеров для 3D-печати. Фирма предлагает производительное оборудование и получила известность благодаря возведению здания для охранников Екатеринбургского цементного завода, стилизованного под замок Винтерфелл из «Игры престолов». Копия замка находится на территории самого предприятия.
В 2015 году специалисты АМТ распечатали первый объект недвижимости площадью 165 кв. м: часть деталей поставлялась с завода в разобранном состоянии, другая часть конструкции создавалась прямо на стройплощадке.
Для справки: оборудование «Спецавиа» стоит в среднем 4,6 миллиона рублей. Это вполне приемлемая цена для небольшой строительной фирмы.
Главная цель известной китайской компании Winsun – в два раза сократить расходы на строительство, путем использования экологичных стройматериалов добиться уменьшения количества смога в китайских городах и предоставить малоимущим слоям населения возможность обзавестись доступным жильем для комфортной жизни.
В 2014 году фирма сделала амбициозное заявление о намерении построить 10 жилых домов за 10 суток. Цель была достигнута: за 10 дней специалисты напечатали 10 домов общей площадью 200 кв. м и стоимостью 4800 долл. США каждый, вполне пригодных для проживания.
В 2015 году компания Winsun реализовала два более сложных проекта в промышленном парке Сучжоу: построила пятиэтажный жилой дом и особняк площадью 1100 кв. м. Специалисты использовали 3D-принтер с габаритами 6х10х40 м и смесь, состоящую из отходов производства и строительства, цемента, песка, стеклопластика и специального отвердителя. Блоки изготавливались отдельно и постепенно собирались в целую конструкцию. В сравнении с традиционной технологией, процесс занял в 3 раза меньше времени и в 5 раз меньше рабочей силы. В целом, строительство с помощью Winsun обходится на 50% дешевле, а экономия расходных материалов достигает 60%.
В 2012 году компания заявила о готовности создавать двухэтажные дома с внутренними перегородками, перекрытиями, трубопроводами и другими инженерными коммуникациями, лестницами, колоннами, дверями, окнами, кровлей, крышей и другими конструктивными элементами. В D-Shape применяют технологию стереолитографии. В качестве расходника используют смесь из песка со связующим составом неорганического происхождения, которая полностью застывает за 1 день (24 часа). Внешне материал напоминает мрамор, а по прочности и износостойкости превосходит камень и железобетон.
В перспективе компания D-Shape планирует возводить здания необычной конфигурации, устойчивые к стихийным бедствиям.
В 2017 году на Неделе дизайна во французском Нанте инженеры компании BatiPrint построили энергоэффективное пятикомнатное жилое здание Yhnova House площадью 95 кв. м. Дом был возведен в рамках социального проекта, разработанного учеными из Нантского университета. Для строительства применялась роботизированная рука, направляемая лазером (другими словами, технологический процесс «печать изнутри»). Устройство способно возводить конструкции высотой до 7 метров.
Итальянские инженеры из компании WASP совместно с архитекторами из фирмы Mario Cucinella Architects построили в Болонье несколько округлых жилых домов в рамках проекта Tesla. Для печати был использован XYZ-принтер Crane и вторсырье. Строители и другие представители WASP следуют идее «нулевого километра» и стараются использовать экологически чистое сырье местного происхождения. Например, ранее фирма напечатала дом Gaia из сырой земли.
Среди плюсов применения 3D-принтеров можно выделить:
К минусам 3D-строительства относятся:
Быстрое развитие аддитивных технологий позволяет предположить, что недостатки строительной 3D-печати будут преодолены в ближайшее время.
3Д-печать является весьма перспективным направлением современного строительства. Применение аддитивных технологий способствует экономии ресурсов и снижению производственных расходов. В ближайшем будущем этот вид строительства может решить проблему нехватки доступного социального жилья и внести свой склад в улучшение экологической обстановки.
В компании 3DTool можно купить производительные 3D-принтеры для строительства лучших производителей с доставкой по России. Наши сотрудники помогут вам интегрировать аддитивные технологии в производство: подготовят необходимые проектные документы, проконсультируют по поводу эксплуатации техники и изготовления конструкций, предоставят квалифицированный сервис.
Подпишитесь на последние обновления и узнавайте о новинках и специальных предложениях первыми