Современный 3D принтер для строительства домов в натуральную величину

Содержание [ Скрыть ]

  • Строительство дома при помощи 3D принтера
  • Что же такое строительный 3D принтер
  • Особенности строительного 3Д принтера
  • Печать домов на 3Д принтере
  • 3D-принтер для строительства: Видео
  • Преимущества технологии создания домов на 3Д принтере

3D принтер – это устройство для печати трехмерных физических моделей. Другими словами – это устройство, которое создает физические объекты путем последовательного наложения слоев. Конечно, на сегодняшний день уже никого не удивишь такими технологиями. Однако данная область активно развивается, и каждый год на свет появляются новые, удивительные принтеры с невероятными возможностями. К примеру, 3D принтер для строительства домов в натуральную величину.

Строительство дома при помощи 3D принтера

0.1. Строительство дома при помощи 3D принтера

Конечно, такие принтеры имеют внушительные размеры и высокую стоимость. Они работают с различными строительными материалами, такими как цемент, гипс и другие. На данный момент строительный 3D принтер 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.

1. Что же такое строительный 3D принтер

Строительный 3D принтер ни чем не отличается от обычного устройства для трехмерной печати. Разница лишь в используемых материалах, ну и конечно же, в размерах. Ведь для создания здания в натуральную величину принтер должен иметь просто огромные размеры. В этом то и заключается сложность.

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 разравнять окружающую местность, чтобы сам принтер стоял максимального ровно. Только после этого можно устанавливать сам принтер. Однако и после этого устройство не способно работать автономно. Для строительства все равно требуются специально обученные и опытные люди, которые будут контролировать весь процесс. Кроме этого для строительства потребуется огромное количество строительного раствора, который доставляется специальными автомобилями-бетономешалками.

Весь процесс занимает достаточно много времени, сил и финансов. Однако это все же более выгодно, чем строительство домов традиционными методами. Кроме этого весь процесс печати дома на 3Д принтере занимает значительно меньше времени, чем строительство обычным способом.

1.1. Особенности строительного 3Д принтера

Главной особенностью, которой обладает строительный 3Д принтер, является скорость выполнения поставленной задачи. Кроме этого точность и четкость выполняемых работ. Ведь принтер полностью лишен человеческого фактора, он не допускает ошибок и выполняет свои функции абсолютно точно.

Еще одна особенность заключается в том, что механизированный труд стоит гораздо дешевле, чем ручная работа нескольких бригад рабочих. Таким образом, 3Dпринтер уже сегодня способен заменить ручную работу. При этом напечатанный дом на 3Д принтере отличается высокой прочностью, точностью и надежностью, так как принтер строго выполняет установленные правила.

2. Печать домов на 3Д принтере

Не смотря на то, что уже сегодня существуют 3Д принтеры, которые способны создавать дома в натуральную величину, еще совсем недавно при помощи трехмерной печати можно было создать лишь уменьшенную копию здания. Обычные принтеры, которые сегодня используются в быту или на производствах – это прототипы огромных строительных 3Д принтеров. Это был первый шаг на пути к разработке моделей для строительства домов.

3. 3D-принтер для строительства: Видео

Следующим шагом стали 3D принтеры, которые могли работать со строительными материалами, однако напечатать они могли разве что кирпич. Однако это позволило еще ближе подойти к разработке современного строительного устройства, для строительства домов. В наше время уже существует дом, напечатанный на 3D принтере, и не один.

3.1. Преимущества технологии создания домов на 3Д принтере

Современный 3D принтер для печати домов – это будущее, которое доступно уже сегодня. Такие технологии позволяют застраивать территории в рекордно короткие сроки, создавая целые улицы и кварталы за считанные месяцы. При этом весь процесс требует значительно меньше финансовых затрат, нежели строительство традиционными методами.

Также стоит отметить, что печать дома на 3D принтере происходит с использованием современных материалов, таких как быстросохнущий цемент и так далее. Это в свою очередь существенно ускоряет строительство и позволяет строить предельно прочные и надежные конструкции. Более того, некоторые модели строительных принтеров способны не только выстраивать здания из бетона, но и прокладывать все необходимые коммуникации – электропроводку, трубопровод, газовую развязку и так далее.

—>

Популярные материалы

  • Смартфоны с 4G в России image
  • Что такое технология WiMax
  • Что такое 4G интернет и в чем его преимущества
  • Можно ли смотреть 3D видео на обычном телевизоре
  • Использование солнечных батарей для питания и отопления дома

Мы ВКонтакте

—> Простые принтеры для 3D-печати стали доступнее: их стоимость сегодня составляет менее 300 евро. В качестве «чернил» такие принтеры используют пластмассы — полилактиды или акрилонитрилбутадиенстирольные сополимеры.

Фото: iStock

Из них можно «распечатать», например, оправу для очков, спортивную обувь, слуховой аппарат. Технология используется и в промышленности: компания Boeing уже печатает запасные детали для системы безопасности самолетов Boeing 787 прямо на месте использования. Это сокращает расходы на транспортировку и хранение.

— Материалы для 3D-печати по-прежнему достаточно дороги, так как в большинстве случаев речь идет о достаточно специфичных порошковых материалах (металлические порошки, полимерные порошки и т.д.) со строго определенным распределением частиц по размеру, которое определятся техническими характеристиками печатных процессов и устройств, — рассказал технический скаут Региона Восточная Европа, Evonik Industries AG Аркадий Майсельз. — Однако важно различать стоимость сырья и стоимость готового изделия. Преимущества 3D-печати — безотходность, изготовление готового изделия в один технологический шаг и беспримерная гибкость дизайна. Все это компенсирует дороговизну сырья тем больше, чем сложнее процесс изготовления конечного продукта.

читайте также—> —> Воронежские новостройки переведут в «цифру»

Революционная технология справляется даже с задачами строительной промышленности, и именно здесь 3D-печать может предложить решения для существующих проблем. Так, по оценкам экспертов, сегодня около 900 миллионов человек в мире живут в хижинах без теплоизоляции или палаточных лагерях без надлежащих санитарных условий, а в некоторых случаях даже не имеют крыши над головой. К 2025 году число таких людей может увеличиться до 1,6 миллиарда. Еще одна проблема в том, что строительная промышленность входит в число крупнейших генераторов парниковых газов (на ее долю приходится более 30 процентов).

3D-печать позволяет на 60 процентов снизить использование материалов, на 70 процентов — времени и на 80 процентов — труда по сравнению с обычным процессом строительства, отметил Ма Ихе, генеральный директор WinSun — ведущей компании, занимающейся печатью домов. В качестве печатного материала используется смесь строительного щебня, промышленных отходов, цемента и отвердителя. При этом перерасход исключен: при печати домов используется только необходимое количество строительных материалов.

В российских условиях 3D-печать подходит для строительства домов в дачных поселках, домов низкой этажности и коттеджей

Новый способ строительства впечатляет быстротой. Российско-американской компании Apis Cor понадобилось всего 24 часа, чтобы напечатать основу дома площадью 38 квадратных метров. В России Apis Cor впервые был напечатан дом целиком, а не только отдельные модули. Окна, крыша и другие компоненты были установлены вручную.

— 3D-печать в строительстве сочетает быстроту с отсутствием необходимости квалифицированной рабочей силы, — отметил Аркадий Майсельз. — Это так привлекательно — построить дом за один день! Разумеется, речь идет о строительстве не небоскреба, а одно-двухэтажного дома, который по своим потребительским характеристикам не будет отличаться от такого же дома, возведенного более привычным нам способом. Более высокая этажность требует учета требований к прочности, сантехнике, вентиляции, электроснабжения на совершенно ином уровне, но невозможным это не представляется.

50 процентов затрат удастся сократить строителям на рабочей силе благодаря использованию 3D-печати

В рамках программы GameChanger команда Creavis, занимающаяся прогнозированием и являющаяся подразделением стратегических инноваций компании Evonik, изучает влияние технологии 3D-печати на строительную промышленность. Хороший пример высоких ожиданий, связанных с печатью домов, был продемонстрирован в ОАЭ. В Дубае впервые показан пример строительства офисного здания из печатных модулей. Ожидается, что к 2030 году 25 процентов всех зданий в Дубае будут построены с помощью 3D-принтеров. По мнению Аркадия Майсельза, этот опыт может быть успешно тиражирован и в других странах.

читайте также—> —> В России упростились покупка и продажа недвижимости

— Проблема теплоизоляции — проблема стран с экстремальными колебаниями температуры. В этом смысле, как ни парадоксально, страны Аравийского полуострова и Россия схожи, — рассказал эксперт. — В одном случае теплоизоляция защищает от жары, в другом — от мороза. 3D-печать позволяет создавать структуры с заданными теплоизолирующими свойствами за счет «печати» пор. В июле Evonik Industries AG и HDB (Singapore s Housing Development Board — основной застройщик Сингапура, которому принадлежит более 70 процентов жилого фонда) подписали меморандум о намерениях для совместного развития применения в строительстве теплоизолирующих материалов и 3D-печати.

В современных российских условиях 3D-печать идеально подходит для строительства домов в дачных поселках, домов низкой этажности и коттеджей, полагает Аркадий Майсельз. Строительство более сложных построек упирается не в технические сложности, а в отсутствие стандартов, нормативной документации, допущенных строительных материалов и технологий. «3D-печать подходит как для массовой застройки, так и для индивидуальной. Преимущества одни и те же — простота, быстрота, отсутствие человеческого фактора на стройке, что не так маловажно», — заключил эксперт.

ЭкономикаОтраслиПромышленность

В современном строительстве инновационным лидером отрасли становится печать домов. Ещё несколько десятилетий назад возможность «напечатать» здание казалась фантастической. Сейчас это реальность. Напечатанные дома уже есть и в России. Что представляет собой технология строительной 3d-печати, сколько стоит оборудование для неё и правда ли, что за этой отраслью будущее?

Технология строительства дома с помощью Зд-принтера

Использовать 3д-принтер для строительства домов пытались одновременно учёные из Великобритании, США и Китая. Основной проблемой, которая мешала печатать жилые конструкции, было отсутствие подходящего материала. Для 3d-печати вещей обычно используется пластик. Однако для строительства зданий он не подходит — это не морозостойкий и не звукопоглощающий материал.

Несколько лет назад учёные из этих стран разработали особый цементный состав. Он позволяет получать изделия любых форм: прямые, изогнутые, рельефные, выпуклые, кубические. Такой цемент сделал возможной печать деталей для настоящих домов. Сейчас в качестве материала для печати используются смеси цемента с измельчённым строительным мусором, стекловолокном, целлюлозой и полимерной фиброй.

Строительная 3d-печать состоит из следующих этапов:

  1. Разработка 3d-модели будущего здания в компьютерной программе.
  2. Разделение модели на слои в поперечном сечении.
  3. Печать моделей на специальном принтере. Аппарат послойно наносит цементный состав, формируя объёмную деталь.
  4. Застывание напечатанных деталей.

После застывания модули готовы к использованию. Здания из напечатанных частей собирают на месте строительства про принципу конструктора. Современные принтеры позволяют изготавливать любые части домов (коробки, несущие конструкции, арки, цилиндры) с заранее предусмотренными технологическими отверстиями. Это значительно упрощает сборку конструкций.

3d-принтеры послойно наносят цементный состав, в итоге получая готовый строительный модуль

Впрочем, на этом развитие технологий не останавливается. В ближайшее время в продаже появятся принтеры, позволяющие печатать не отдельные детали, а здания целиком, включая проводку и даже сантехнику. 3D-печать в сфере строительства находится на самом начальном этапе развития и ближайшее время удивит мир новыми возможностями.

Это интересно:  Кто такой индивидуальный предприниматель, определение

Преимущества и недостатки такого строительства

Отрасль печати жилых домов очень новая и инновационная. Любой производитель является исследователем и первооткрывателем. По этой причине может быть непонятно, какие плюсы и минусы есть у отрасли. Среди преимуществ 3d-печати домов можно назвать:

  1. Высокую скорость строительства.
  2. Напечатанные детали прочные, морозоустойчивые, хорошо переносят воздействие влаги. Фактические они не уступают деталям из стандартных строительных материалов.
  3. Принтер работает в течение 24 часов, при этом не требует контроля во время печати (только на стадии запуска).
  4. Современные принтеры производят не только коробки зданий и несущие конструкции, но даже перегородки, лестницы, скамейки, беседки, башни.
  5. При разработке 3d-модели на компьютере детали строения многократно оптимизируются.
  6. Сборка дома из готовых модулей значительно проще традиционного строительства.
  7. Существенная экономия средств и трудозатрат. Средняя стоимость напечатанного дома находится на уровне 20 000 долларов (1 300 000 рублей), что примерно в 2 раза меньше кирпичного аналога.

Недостатки:

  1. Высокая стоимость оборудования. Эта слабая сторона компенсируется быстрой работой оборудования и быстрой окупаемостью.
  2. Невозможность напечатать кровлю. Крыши у напечатанных домов в настоящее время выполняются из традиционных кровельных материалов.
  3. Недостаточная распространённость на российском рынке. Компании, работающие в сфере 3d-печати зданий, являются первопроходцами. Свою работу они строят методом проб и ошибок. Хотя в целом положительный опыт доминирует над отрицательным.

Таким образом, преимуществ у нового способа строительства значительно больше, чем недостатков. А с учётом активного развития этой отрасли, можно с уверенностью сказать, что большинство минусов уже в ближайшее время будут ликвидированы.

В России уже есть дома, построенные с помощью 3d-принтера — в Ярославской и Московской областях

Лучшие 3д принтеры

Безусловным лидером рынка производителей оборудования для строительной 3d-печати является Китай. Самая известная компания — шанхайская Shanghai WinSun. Они производят знаменитый принтер WinSun. Его габариты весьма внушительны: длина 150 метров, высота — 6 метров, а ширина — 10. Его мощность позволяет за 4-5 часов изготовить шестиэтажный дом. Материал для печати — смесь цемента, стали и стекла.

Российская компания «Спецавиа» использует аппараты собственной разработки. Самый известный из них — 3d-принтер S-1160. Преимуществом модели является возможность использовать разные строительные смеси: как специальные, так и самые дешёвые. Аппарат используют для печати модулей для будущего здания и малых архитектурных форм (лавочек, скамеек, беседок). Максимальная площадь здания, построенного из модулей, изготовленных на S-1160, составляет 280 квадратных метров.

Это интересно:  Столярный цех как бизнес

Среди европейских принтеров можно назвать нидерландский аппарат 3D ProTo R 3Dp от производителя CyBe Additive Industries. Использует специальную бетонную смесь, состав которой производители держат в секрете. Печатает детали толщиной до 3 сантиметров. Также стоит отметить европейские модели Batiprint3D (Франция), BetAbram P1- P3 (Словения).Производители из США уже запатентовали 3d-принтер, способный печатать не сборные модули, а полноценные здания. При этом он не выбрасывают никаких отходов и использует солнечную энергию.

Отрасль находится на начальном этапе развития и можно с уверенностью заключить, что в ближайшее время появятся новые более мощные и производительные модели.

Стоимость 3д принтера для печати домов

В настоящее время 3d-принтер, способный печатать детали для жилых домов, остаётся эксклюзивным и дорогим аппаратом. Его средняя стоимость начинается от 1 миллиона рублей. Но эта самая минимальная цена. Например, за проверенные и хорошо себя зарекомендовавшие себя отечественные аппараты «Спецавиа» придётся заплатить не менее 2 миллионов рублей.

Над развитием технологии строительной печати работают учёные по всему миру

Высокая стоимость обоснована сложностью технологического оборудования и его инновационным характером. Также стоит заметить, что на любую другую строительную технику придётся потратить не меньше, а окупаться она будет значительно дольше. Вернуть все вложения в 3d-строительство получится уже после сдачи 1-2 домов. Этот срок будет равен 3-4 месяцам.

Заключение

Печать домов на 3d-принтере — новое направление строительства, актуальное по всему миру. Средняя цена аппарата — 1,5-2 миллиона рублей. У такого строительства преимущества доминируют над недостатками: высокая скорость, сниженные затраты труда, меньшая стоимость. Разработки в этой области ведут учёные по всему миру, а значит в ближайшие годы можно ожидать новых открытий.

Поделитесь в соц.сетях:

RMNT.RU В /В  Статьи и обзоры В /В  Дом и дача, загородное строительство В /В  Дома и коттеджи

Вообще, сВ учётом последних новостей со всего мира, знак вопроса вВ нашем заголовке можно было бы убрать. Становится понятно, что уВ 3D-печати есть широкие перспективы вВ области строительства зданий. Кто знает, возможно, именно 3D-принтер вВ будущем позволит окончательно решить В«квартирный вопросВ».

Данный технологический процесс был изобретён американским инженером Чаком Халлом, который запатентовал своё изобретение вВ 1986В году. Придуманный метод подразумевает соединение молекул сВ использованием лазера сВ целью трансформации полимеров вВ различные твёрдые формы. Сначала 3D-печать начали применять вВ автомобилестроении для создания В«быстрых прототиповВ». Затем сфера применения существенно расширилась иВ распространилась вВ том числе на создание архитектурных объектов. Теперь 3D-печать — отнюдь не прерогатива красивых натяжных потолков иВ стеновых панелей.

На фотографии представлен 3D-принтер, на котором впервые вВ России напечатали дом. Площадь строения всего 38В квадратных метров, находится дом вВ столичном регионе, вВ городе Ступино, на территории местного завода по выпуску ячеистого бетона. На печать самонесущих стен, ограждающих конструкций иВ перегородок ушло меньше суток, аВ чистое машинное время печати здания составило 24В часа. Принтер из уже построенного, вернее, отпечатанного здания пришлось извлекать сВ помощью крана-манипулятора. Использовалась бетонная смесь.

Это уже готовый дом, созданный путём 3D-печати вВ Подмосковье. Так как работы проводились зимой, то пришлось накрывать принтер иВ всю стройплощадку навесом, чтобы обеспечить более высокую температуру для использовавшейся бетонной смеси. Впрочем, производители обещают решить эту проблему путём использования новых материалов, сВ которыми можно будет работать даже вВ морозы. Кстати, сам 3D-принтер компании Apis Cor был рассчитан на работу при температуре до минус 35В градусов.

Отметим, что на 3D-принтере все объекты печатаются послойно. Чем-то это напоминает процесс обычной печати на бумаге. Но вместо привычных чернил применяется твёрдый материал, аВ процесс приходится повторять несколько раз. Материал, кстати, можно использовать различный, чаще всего вВ 3D-печати применяется пластик, но можно взять иВ синтетические смолы, иВ бетон, иВ сталь.

Совсем недавно появилась новость оВ том, что компания 3D Printhuset (Дания) решила использовать трёхмерный принтер производства российского предприятия В«СпецавиаВ» (Ярославль), чтобы напечатать офисное здание вВ Копенгагене. Строение станет первым подобным вВ Европе. 3D-принтер ярославской компании печатает дома слоями толщиной 2В сантиметра, объезжая здание по кругу.

Применяется бетон. Цена печатающего трёхмерного устройства, вВ зависимости от комплектации, составляет до 960В тысяч до 5В миллионов рублей.

Лидером вВ области возведения домов путём 3D-печати пока остаётся Китай. Именно здесь было напечатано-построено самое большое здание — целый пятиэтажный дом, общая площадь которого составила 1,1В тысячи квадратных метров. Конечно, для такого большого строения все части пришлось печатать отдельно, аВ собирать уже на месте, после перевозки.

В Дубае (ОАЭ) тоже пошли на рекорд, напечатав офисное здание площадью 250В квадратных метров. Использовался 3D-принтер длиной 37В метров, шириной 12В метров иВ высотой 6В метров. Здание обошлось всего вВ 140В тысяч долларов, экономия составила 50%, аВ рабочих пришлось задействовать всего 19В человек.

Специалисты отмечают, что пока развитие 3D-печати зданий сдерживается именно масштабами. Чтобы построить большой дом, высотой хотя бы два-три этажа, потребуется принтер действительно гигантских размеров. ИВ стоить он будет соответственно. Или следует В«научитьВ» трёхмерный принтер перемещаться по специальным строительным лесам, возводя стены по заданной программе. Именно поэтому пока все отпечатанные здания или очень небольшие, или состоят из отдельных модулей, или собираются из готовых деталей.

По словам экспертов, массовое строительство многоквартирных домов путём 3D-печати вВ России также будет сдерживаться требованиями норм иВ государственных стандартов. Российское законодательство пока просто не готово кВ такому способу возведения зданий. Однако вВ малоэтажном строительстве уВ трёхмерной печати больше перспектив.

3D-печать, чтобы завоевать популярность, должна доказать, что является более экономичным иВ быстрым способом строительства зданий, чем привычные каркасные технологии, дома из пеноблоков, газобетона иВ других материалов.

Мнения специалистов по поводу будущего трёхмерной печати зданий расходятся. Многие уверены, что целиком здания таким способом строиться никогда не будут, это нерентабельно. Можно печатать отдельные части иВ узлы домов, но полностью — вряд ли, считают эксперты. Они предлагают сосредоточиться на 3D-печати из металла, которая оказывается менее трудоёмким иВ затратным процессом, чем обычное литьё.

Пока печать домов на 3D-принтерах, скорее, напоминает гонку за рекордами, чем начало действительно массового иВ дешёвого строительства зданий. Однако, уверены, эта технология действительно может стать новым словом вВ архитектуре, ведь уже существующие трёхмерные принтеры, вВ том числе российского производства, могут создавать детали длиной до 12,3В метра. Пусть это будет не целое здание, аВ стена или просто водосток, но технологии не стоят на месте, так что вВ будущем нас точно ждут новинки из области 3D-печати зданий.

Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен

Обсудить

Материалы по теме:

Материалы из сети:

Читайте также

Круговое крыльцо: особенности иВ фотопримеры Что такое турлучный дом? Стройка-2021: что подорожало иВ как сэкономить Чем грозит использование железнодорожных шпал на участке Плюсы иВ минусы кирпичной облицовки фасадов Эволюция современных летних кухонь Колодезная кладка кирпичных стен Загородные дома вВ колониальном стиле: фотоподборка Первый напечатанный дом, который запустят вВ массовое производство Современные пристройки, преобразившие старые дома Правильное зонирование земельного участка: составляем план Дома вВ стиле Тюдоров: очарование сельской Англии

Специальные предложения

Ингибирит-П — пассивирующий состав для металла. Тара 20кг от 169В руб Купить
Эпоксидный антистатический наливной пол от 390 до 430В руб Купить
Прозрачный наливной пол (для 3D полов) от 780 до 820В руб Купить
Металл Профиль Оклад EZV-P (114х118) 10В 400В руб Купить
Металл Профиль Планка угла внутреннего сборная верхняя Woodstock 58х23х3000 (ECOSTEEL_MA-01-Сосна-0.5) 1В 640В руб Купить
Тамбурная дверь Порошковое напыление + ламинат от 16В 800В руб Купить
Входная дверь порошок+ламинат, ДПН-019 от 10В 400В руб Купить

Новейшие технологии в строительстве

Подробности

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.

image

   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).

  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.

image

  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).

image

   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.   image

     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-16×9 составит-44 000$). Изделия российской компании ЗАО «Спецавиа», которая находится в Ярославле, стоят дороже. 

image

 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.

image

   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.

image

    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).

G M T

               

Text-to-speech function is limited to 100 characters Options : History : Help : FeedbackClose

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий