Окружающая нас действительность с фантастической быстротой пополняется новыми открытиями в самых различных областях техники, обрастает новыми технологиями. Среди них - 3D технология,
которая всего за полтора десятка лет прочно вошла в машиностроение и медицину, в пищевую промышленность и мир высокой моды, в архитектуру и даже в строительство.
Технология печатания домов
Попытки использовать 3D принтер для строительства жилых домов предпринимались различными группами учёных, ещё начиная с двухтысячных годов.
Для печати домов используется послойный метод возведения строительного объекта. Для этого в центре строительной площадки располагают сам принтер - гигантское устройство, которое может перемещаться по специальным рельсам, вокруг возводимого объекта. Высота строительного принтера обычно превышает высоту строящегося здания. Например, аппарат шириной около 10 м и длиной 150 м возводит коробку здания высотой в 6 м за несколько часов.
«Картриджами» для него является бетонная смесь особого состава. Она выходит из сопла принтера, подобно тому, как зубная паста выдавливается из тюбика. Подаваемые бетонные «чернила» согласно компьютерной программе слой за слоем формируют заданную конструкцию. Благодаря давлению вышележащих слоёв, нижние - постепенно уплотняются, приобретая необходимую прочность. Толщина стен обычно равна 30 см, а высота слоя 10 см.
Принтер поэтапно сооружает фундамент, закладывает стены, возводит каркас. На этом этапе обязанности рабочих сводятся лишь к наблюдению за подачей раствора. А ручная работа заключается в установке дверей и окон в подготовленные проёмы, возведении крыши и прокладке коммуникаций.
Цементный состав, используемый при послойном наплавлении, позволяет создавать строительные объекты любых форм, как изогнутых, так и кубических. А добавление в цемент стекловолокна позволяет получить очень прочные сооружения.
Пути совершенствования 3D строительства
Технология 3Д строительства непрерывно усовершенствуется. Уже имеются проекты, позволяющие печатать дома вместе с проводкой и сантехникой. До сих пор мы говорили о возведении самой коробки здания. Однако удалось изобрести полимер, который успешно используют для печати межкомнатных перегородок и внутренней отделки помещений.
К применению строительных принтеров в разных странах подходят по-разному. Скажем, в Нидерландах печатают не дома, а отдельные кирпичи. Их форма такова, что они образуют весьма прочные конструкции безо всяких склеивающих материалов, благодаря лишь одной силе тяжести.
Печатная технология строительства пока проходит стадию тестирования, поскольку не лишена слабых мест. Среди них трудности при монтировании различных коммуникаций, внушительные размеры и дороговизна домостроительных принтеров, опасения в появлении трещин при длительной эксплуатации таких строений. Пока строительные компании решаются, в основном, на строительство одноэтажных домов, гаражей, беседок и т.д.
В 2014 году китайские строители отважились на печатание домов для небольшого поселка (10 небольших домиков). Для прочности они использовали в качестве армирующего материала стеклопластик. Их прочность проверяется проливными дождями, ветрами и трескучими морозами. Жителей в них нет.
Годом позже при помощи 3D принтера они завершили строительство пятиэтажного жилого дома.
Сама технология дает значительную экономию на рабочей силе и материалах. А скорость строительства такова, что уже за сутки можно «напечатать» небольшой дом. Кроме того, неизбежно появляющийся строительный мусор, добавляют в бетон, очищая этим строительную площадку.
Командная работа строительных роботов
К числу совершенно поразительных новинок можно отнести команду трёхмерных роботов (Minibulder), способных печатать строительные объекты различных размеров.
Строительный «коллектив» роботов состоит из нескольких моделей. Каждая из них выполняет определенные функции, координируя действия друг с другом. Управляет всей командой центральный компьютер. Роботы - исполнители снабжены разнообразными датчиками и системой обеспечивающей передачу данных на управляющий компьютер. Анализируя поступившую информацию, он ставит задачи перед каждым из роботов. «Обязанности» моделей распределены следующим образом:
- Первый робот поставляет жидкий цемент своим «коллегам».
- Второй - формирует фундамент.
- Третий - печатает (возводит) стены, сразу сушит бетон, формирует перемычки и потолки.
- Функцию отделочных работ выполняет их четвёртый «собрат». Закрепившись на вакуумных присосках прямо на стене, он наносит штукатурку и сглаживает неровности. Размер этих строительных роботов не превышает 42 см. Совершенно уникальному строительству моста через Керченский пролив, предшествовало создание его уменьшенной копии в масштабе - 1:50, распечатанной на принтере. Именно она успешно прошла все испытания в аэродинамической трубе.
- В России выпускают собственные 3D принтеры, использующие в строительстве разные технологии.
Трудно предвидеть какие новшества в строительной отрасли следует ожидать в дальнейшем. Вполне вероятно, что эта технология в недалеком будущем будет успешно применяться не только при возведении построек на Земле, но и на поверхности Луны.
Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя
Если ли перспективы печатать дома на 3D принтере? July 2nd, 2017
Очередной раз читаю, что пытаются напечатать дом на 3D принтере. Ну сколько можно? Кому еще не понятно, что такой дом будет либо максимально простым и маленьким или построить его будет намного проще и быстрее традиционными методами! Да, вы избавитесь от бригады каменщиков, но обслуживать принтер тоже народ нужен, подвозить материалы так же нужно. И что может этот принтер? Построить простой вагончик? Так его любой каменщик "незадорого" сложит вам. А если учесть сложность с проведением коммуникаций, программированием и вдруг ремонтом этого принтера то я уж не знаю где там видны плюсы всего этого...
Ну вот смотрите, 8 профессоров ETH Zurich сооружают трехэтажный дом под названием DFAB House , используя практически только цифровые процессы. В строительстве задействован строительный робот - промышленный манипулятор на мобильной гусеничной платформе.
Робот формирует плотную конструкцию из стальной проволоки, которая одновремнно служит опалубкой и арматурой для бетонной конструкции. Особенность подхода в том, что бетонная смесь закачивается внтурь решетки и не выходит за ее пределеы. Так робот формирует несущую стену с двойным изгибом - элемент, который удобно использовать для формирования помещений с открытой планировкой. Также для строительства применяют элементы, изготовленные из песка с помощью 3D-принтера, в частности, "смарт-потолок".
Для формирования фасада планируется задействовать технологию динамического литья. Комнаты на втором и третьем этажах будут построены из деталей, напечатанных на строительном 3D-принтере в лаборатории ETH Zurich и отдельных деревянных элементов, собираемых в единую структуру коллаборативными роботами.
Сооружение трехэтажного здания планируется завершить к лету 2018 года. Дом будет служить гостям и партнерам исследовательского центра Empa
И что тут такого настолько интересного, что нельзя построить без принтера и быстрее? Нет, конечно может быть это тестирование каких то технологий рассчитанных на далекое будущее, но пока вообще не впечатляет.
Что еще было по этой теме? Ну вот например 3D-принтер печатает 10 домов в Шанхае
Что тут удивительного и сложного для обычной постройки?
Хотя конечно в Shanghai WinSun переполнены энтузиазмом. Тестовые образцы обошлись предприятию на 50% дешевле, чем при использовании классических методов строительства. Но что то ох как не верится с учетом стоимость работы китайских рабочих и стоимости такого принтера или принтеров.
Вот Ярославцы возводят первый дом в России, построенный 3-D принтером
Не увидел аргументов - зачем это?
Вот в городе Ступино Московской области напечатан первый дом по технологии мобильной 3D-печати. Компания Apis Cor и ГК ПИК успешно завершили проект, анонсированный в декабре 2016 года.
В декабре 2016 года компания Apis Cor в сотрудничестве с ГК ПИК приступила к печати здания с помощью мобильного 3D-принтера. Строительство проходило на испытательной базе компании Apis Cor в городе Ступино на территории Ступинского завода ячеистого бетона. Печать самонесущих стен, перегородок и ограждающих конструкций здания длилась меньше суток: чистое машинное время печати составило 24 часа.
После завершения печати стеновых конструкций принтер извлекли из здания с помощью крана-манипулятора.
Площадь отпечатанного здания — 38 м².
Впервые в российской строительной практике дом был отпечатан целиком, а не собран из отпечатанных панелей.
Дизайн одноэтажного жилого дома необычный. Такой проект был выбран неслучайно, так как одна из главных целей строительства — продемонстрировать гибкие возможности оборудования и разнообразность доступных форм. Дом может быть любой формы, в том числе и привычной квадратной, ведь аддитивная технология не имеет ограничений по дизайну возводимого здания, кроме действующих законов физики, а значит, пора говорить о новом фантастическом потенциале архитектурных решений.
Дом возводили в самое холодное время года. Зима добавила сложности для участников проекта, поскольку применение бетонной смеси, используемой в качестве «чернил» возможно только при температуре от 5˚С выше нуля, хотя само оборудование способно работать при температуре до минус 35˚С. Задачу решили с помощью установки крытого тента, где поддерживался необходимый температурный режим.
Ну может быть это и быстро сделали, хотя еще не известно бригада каменщиков из блоков насколько быстро бы соорудила эту загогулину.
А кто вообще будет жить в этих "вагончиках" маломерках? А постороить нормальный двухэтажный дом с помощью принтера уже будет намного сложнее...
Принтер позволяет быстро «напечатать» все стены и прочие конструкции, например, лестницы, но кровлю нужно делать традиционными методами – принтеров, способных напечатать качественную крышу, пока что не существует. Само собой, после завершения строительства потребуется внешняя и внутренняя отделка, прокладка коммуникаций, монтаж окон и дверей.
Это все конечно технологично, красиво, современно, интересно, но есть ли у этого перспективы в массовом секторе, а не только для новостей робототехники и дизайнерских заморочек?
На данном этапе развития, печать домов на 3d принтере еще не является широко распространенной. Поэтому все те, кто сделает выбор в пользу данной технологии именно теперь, обречены стать успешными, оставив позади те строительные компании, которые недоверчиво относятся к технологическим новинкам. Ведь 3д печать позволяет строить жилища, не уступающие по качеству и надежности традиционным постройкам. А в некоторых вопросах даже давать им фору. При этом легкость монтажа и скорость изготовления комплектующих существенно снижает срок сдачи объекта.
К тому же, 3д печать делает возможным использование меньшего количества работников для монтажа одного здания. А это значит, что при одном и том же штате сотрудников, вы можете строить не одно здание, а одновременно сразу несколько. Тем самым достигается неоспоримое преимущество над конкурирующими компаниями, которые со временем попросту не смогут выдерживать ваш темп.
Бытует мнение, что 3d печать домов - это создание скучных однотипных построек. На самом деле это совершенно не так. Технология 3Д-принта позволяет сооружать постройки самой разной планировки, с множеством вариантов экстерьера. Мало того, эта технология позволяет строить уникальные здания с неповторимыми вариантами отделки. Если ваш клиент пожелает, чтобы его жилье отличалось уникальностью, вы с легкостью можете предоставить ему такую возможность.
Учитывая все преимущества трехмерного принта, а также надежность и долговечность построек, возведенных с его помощью, можно с уверенностью сказать, что 3 д печать домов - это будущее, которое стучится в наши двери уже сегодня. И отказаться от тех преимуществ, которые эта технология дарит своим обладателям, значит безнадежно отстать от веяний современности и утратить конкурентоспособность на фоне тех строительных компаний, которые уже используют 3Д-принтеры в своей работе.
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.
В последние годы, инженеры многих стран - особенно тех, где население слишком стремительно увеличивается, усердно работают над созданием строительных принтеров, с помощью которых можно быстро, а главное недорого, возводить небольшие дома. Почему недорого? Да потому, что на создание раствора идут отходы строительного производства, которые измельчаются, и перемешиваются с цементом. Себестоимость жилища площадью 200 м2, составляет меньше 5000 долларов, а для малоимущих людей этот аспект наиболее важен. Вот об этой технологии мы и хотим вам немного рассказать.
Над созданием печатающих устройств, с помощью которых можно возводить дешёвые постройки, параллельно работали инженеры разных стран. Но как всегда, китайцы впереди планеты всей - их принтер имеет самые большие габариты (32м*11м*7м). Год назад на нём, всего лишь за сутки, напечатали 10 небольших домов (по 60 м2).
Пока в них никто не живёт, их тестируют, наблюдая, как поведут себя конструкции под воздействием солнца, ветра и перепадов температур. Но результаты ещё никого не разочаровали. Во всяком случае, выяснилось, что проливные дожди и жара им нипочём. Поэтому первыми строить по этой технологии, стали страны с тёплым климатом.
Это важно
Создатели самого крупного принтера, подтвердили качество 3Д строительства на своём примере. Все стены офиса компании, занимающейся разработкой и продвижением данной технологии, находящейся под Шанхаем, напечатаны на трёхмерном принтере. Здание имеет общую площадь 10 000м2, и его постройка была завершена всего за 30 дней.
- Правда, для этого был организован конвейер из четырёх машин - но всё равно, их производительность поражает. Однако в Шанхае субтропический климат, и абсолютным зимним минимумом для него, является -9 градусов. Ну а каков будет результат испытания таких конструкций при наших морозах – это ещё вопрос.
- В любом случае, при таких темпах и низких ценах, можно решать жилищные проблемы не только жителей бедных провинций Китая. Да что там говорить – чего только стоит восстановить жильё для людей, пострадавших от всевозможных стихий: пожаров, наводнений, ураганов, землетрясений, от которых не застрахован никто.
- Для человека, оставшегося без крыши над головой, даже неказистый дом покажется раем. Нуждающихся людей хватает во всём мире, поэтому интерес к данной технологии проявили многие страны: ОАЭ, Америка, Италия, Голландия, и, конечно же, Россия.
- Многие их них разработали принтеры собственной конструкции, но по большому счёту, все они функционируют они по одному принципу. Создатели трёхмерных печатающих устройств надеются, что по мере усовершенствования технологии, ценовая планка готовых домов может опуститься ещё ниже.
Главное, все увидели и поняли, что для людей это благо, и наверняка не за горами тот день, когда будет создан ещё более мощный принтер, который сможет увеличить масштаб возводимого объекта.
Суть технологии
Как уже было сказано, возможности строительных принтеров отличаются. Некоторые умеют печатать только фрагменты домов, которые находятся в горизонтальном положении. После набора прочности секции поднимают, устанавливают вертикально, и соединяют между собой – что мы и видим на фото снизу.
Но есть и такой вариант, который может печатать дом непрерывным способом – то есть, по контуру. В будущем, это даст возможность строительным фирмам, имеющим в распоряжении такое оборудование, выезжать с ним по адресу, и возводить дом прямо на месте. Нисколько не сомневаемся, что в ближайшее время появятся и комбинированные машины, которые смогут делать и то, и другое.
- К тому же, с помощью 3D принтеров изготавливают и стеклопластиковую арматуру, которую сегодня полным ходом уже используют в малоэтажном строительстве. Нет сомнений, что недалёк тот день, когда на объекте будут работать оба варианта: один принтер возводит бетонную конструкцию, а второй – армирует её.
- Суть технологии такова: конфигурация конструкции или здания принтеру задаётся через компьютер. Дюз, из которого непрерывной линией выходит достаточно густой и эластичный раствор, движется по определённой траектории – контуру будущей конструкции, наращивая высоту слой за слоем.
- Стены получаются пустотелые, толщиной 30 см. Их внутреннее пространство армируют, заполняют пенобетоном - и получается не только прочный, но ещё и тёплый дом.
В нашей стране, над данной технологией работают в Ярославле, где полным ходом печатают пока только малые архитектурные формы: лавочки, беседки. Однако уже приступили и к строительству жилого дома с полумансардой, площадью 80м2. Оно не обещает быть таким быстрым, как у китайцев – всё-таки у нас не субтропики. Тем более что дом ведь нужно не только построить, но и произвести отделку, подключить коммуникации. Но к лету 2017 года дом планируют сдать, после чего можно будет увидеть фотографии его фасадов и интерьеров. Осталось немного, поживём – увидим.
Перспективы в бизнесе
Выполняя заданную программу, трёхмерный принтер может работать круглыми сутками, и не требует никакого контроля и обслуживающего персонала. Этот факт наверняка заинтересует и тех, кто ищет возможности для создания нового бизнеса. Несмотря на то, что сам принтер стоит недёшево, нарастающая популярность домов, построенных по технологии 3Д-печати, сулит немалые выгоды. Тем более что сроки выполнения заказа неимоверно компактны.
Для работы принтера не обязательно, как у китайцев, должен использоваться состав на основе цемента и измельчённого строительного мусора. Это может быть обычный пескобетон на базе портландцемента М500, или даже глинобит, который используют в южных регионах. Для прочности, раствор армируют стекловолокном, целлюлозной, либо полимерной фиброй.
Обратите внимание! Заметим, что напечатать на принтере можно стены, перегородки, лестницы, и даже некоторые элементы фундамента – но кровлю придётся выполнять традиционными способами, ведь она сооружается не из бетона, а из деревянных балок.
С учётом времени, необходимого на прокладку коммуникаций и отделочные работы, дом в 200 квадратов площади можно будет сдать максимум за 6 месяцев. Однако указать точную себестоимость такого дома сложно. В первую очередь, это будет зависеть от состава раствора. Ведь не факт, что все смогут так перерабатывать строительные отходы, что их можно будет использовать в качестве наполнителя. Да и потом, стоимость кровли, отделки, окон-дверей и коммуникаций, тоже бывает разной.
А выгодно ли это?
Специалисты подсчитали, что дом, построенный по технологии 3Д печати, сданный под ключ, будет стоить порядка 20 000 долларов, что вдвое меньше аналогичного строения из кирпича. При этом качество строительства получается на порядок выше. Данная технология позволяет получить идеальную геометрию строения: проёмы ровные, нет отклонений ни в плоскости стен, ни по углам. Соответственно, поверхности не надо дорабатывать – а это тоже экономия.
Сегодня трёхмерные строительные принтеры есть в продаже. Небольшие модели для печатания МАФ и отдельных малогабаритных конструкций, стоит порядка 9000 долларов. Устройство для крупных конструкций и монолитных зданий, стоит уже в пределах 20000-28000 долларов. Фактически – стоимость одного готового к эксплуатации дома. Но ведь, сколько жилья он сможет построить! Учитывая, себестоимость построек и сроки их возведения, срок окупаемости такого принтера составит максимум 18 месяцев.
