Сегодня 24 августа, воскресенье ГлавнаяНовостиО проектеЛичный кабинетПомощьКонтакты Сделать стартовойКарта сайтаНаписать администрации
Поиск по сайту
 
Ваше мнение
Какой рейтинг вас больше интересует?
 
 
 
 
 
Проголосовало: 7281
Кнопка
BlogRider.ru - Каталог блогов Рунета
получить код
3D принтеры в строительстве
3D принтеры в строительстве
Голосов: 1
Адрес блога: https://3dstroj.blogspot.com/
Добавлен: 2025-05-15 16:11:25 блограйдером frodull
 

Строительные принтеры -- Каталог роботов для строительства

2022-05-10 14:07:00 (читать в оригинале)

Строительными принтерами называют 3D-принтеры для аддидивного формирования строений - зданий и сооружений. В процессе строительства подвижное сопло последовательно наносит слои быстро твердеющего вещества, печатая сооружение. Состав смеси может быть самым различным - традиционные цементные растворы, бетон, полимеры и смеси на основе вторсырья, например, строительные отходы. Печать домов на 3D-принтерах может кардинально изменить строительную отрасль - снизить цены и ускорить сооружение жилья при обеспечении хорошей сейсмоустойчивости. Особенно это касается малоэтажного и индивидуального строительства.

Россия 

Иннополис (Центр компетенций НТИ по направлению "Технологии компонентов робототехники и мехатроники")

фото: innopolis.university

2020.06.11 В Иннополисе создают робота, который сможет напечатать двухэтажный дом. Этим занимаются в Центре компетенций НТИ по направлению Технологии компонентов робототехники и мехатроники на базе университета Иннополис. #Александр Малолетов По оценкам разработчиков, двухэтажный дом площадью 15х15 м тросовый робот возведет за неделю, при этом его не требуется каждый раз настраивать под размеры строения, нужно будет только поставить башни с лебедками и тросами, подать строительную смесь в специальную емкость, задать параметры и запустить процесс 3D печати. Ограничение масштабируемости - высота башен. Сейчас сотрудники Иннополиса проводят испытания смеси Уфимской гипсовой компании, которая специализируется на материалах для строительства с помощью 3D-печати. Разработка идет с осени 2019 года, завершить ее планируется до 2022 года. /  innopolis.university  

 

Спецавиа (ГК АМТ-Спецавиа), Ярославль, Россия

АМТ - линейка строительных 3D принтеров для цехового производства, печати одноэтажных зданий и печати зданий от 2 этажей и выше. 

Контакты. https://specavia.pro/catalog/stroitelnye-3d-printery/ 

Вебинар: https://www.youtube.com/watch?v=0l_47o_oKMs&t=1220s 

Китай 

Yingchuang Building Technique Co. Ltd. Китай

WinSun, Yingchuang Building Technique Co. Ltd. Китай

Китайский строительный 3D-принтер WinSun - это солидное сооружение - 150 метров длиной, 10 метров шириной и более 6 метров высотой. WinSun способен всего за несколько часов напечатать здание высотой до 6 метров. Для печати зданий принтер WinSun использует смесь из строительных отходов, включающих стекло, сталь и цемент.

 

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

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

5-этажный дом, напечатанный принтером WinSun в Шанхае.  

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

Площадь строения - 240 кв.м. 

 

Нидерланды

ABB, Нидерланды

В Амстердаме роботы в 2017 году возведут (“распечатают”) пешеходный мост через один из каналов. Шестиосевые робо-руки ABB начнут движение на одном берегу и построят металлический мост практически автономно, двигаться они при этом будут по уже построенной части конструкции.  Проектом занимается компания MX3D, которая получила необходимые разрешения. В проекте участвует компания Autodesk и строительная фирма Heijmans. Роботы способны использовать при сооружении моста несколько видов металла, пластмассы и комбинации этих материалов.

ProTo R 3Dp и RC 3Dp, CybeConstruction, Нидерланды

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

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

 

 

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

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

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

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

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

Технические характеристики:

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

Что включено в комплект:

  • Аппаратный манипулятор
  • Система смесительных насосов
  • Блок управления с интерфейсом

 

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

 

США 

Apis Cor, США

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

 

 

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

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

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

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

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

 

Преимущества 3Dпринтера Apis Cor:

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

 

Технические характеристики:

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

Презентация компании, .PDF 

 

Archinaut, Made in Space, Northrop Grumman, Oceaneering Space Systems, США

2017.05.15 Archinaut - стройка на орбите. Made In Space демонстрирует видео-рендеринг более крупной системы - технологической платформы Archinaut, которая позволяет осуществлять автономное производство и сборку космических систем на орбите. Archinaut в перспективе сможет производить и собирать большое оборудование, такое как спутники или даже космическую станцию. Проект основан на использовании аддитивных технологий. 

2016.03.08 Роботизированный 3D-принтер способен строить космические объекты. А также печатать то, что требуется на борту МКС. 

 

DCP, MIT, США

Разработкой поделилась и команда исследователей из Массачусетского технологического института (MIT). Чтобы доказать, что их прототип мобильного 3D-принтера Digital Construction Platform (DCP) эффективно работает, команда построила с его помощью круглую стену высотой 3,6 метра и диаметром 15 метров. Стена возведена из быстро затвердевающей монтажной пены за 13 часов. 

 

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

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

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

Mighty Buildings, США-Россия

Основана в 2017 году в Калифорнии. R&D в основном в России. На 2021 год у компании самое большое количество доставленных клиентам зданий с 3D-печатными компонентами в Калифорнии.   

2021.11.08 Интервью с Алексеем Дубовым, основателем и инвестором Mighty Buildings. Основана в 2017 году в Калифорнии. R&D в основном в России. На 2021 год у компании самое большое количество доставленных клиентам зданий с 3D-печатными компонентами в Калифорнии. В большей части построек уже живут клиенты, дома прошли необходимые процедуры принятия. Компания не печатает детали на строительной площадке, все необходимое печатается на производстве компании. Сейчас в основном поставляются гестхаусы с метражем 35-70 кв.м., студии или дома с 1-2 спальнями. UL-сертифицированы. Готовится новая продуктовая линейка, конструкции площадью порядка 140 кв.м. Средний срок готовности дома - от 3-4 недель до  3-4 месяцев. В строении - 20% напечатанных деталей, они печатаются за 1 день. 8:56 - процесс печати. Принтер - собственный. Материал - собственный, на основе фотополимерного композита, на 60% - природные минералы, остальное агрегаты, включая пластик. Стоимость дома - $115 тыс. (в Калифорнии это средняя цена дома, дешевле, чем аналоги). 165 сотрудников на текущий момент. Также используются другие робототехнические технологии, для сканирования после сборки или печати, для обработки стыков и т.п. Полуавтоматизированное заполнение полостей конструкций пеной для теплоизоляции, если этого требует климатическая зона. Общий объем инвестиций в компанию достиг $100 млн, $22 млн были получены в 2021 году.  Видео 

 

2020.09.09 Стартап с российскими корнями Mighty Buildings привлек около $30 млн финансирования и вышла на американский рынок. Принтер стартапа способен напечатать дом из композиционных материалов целиком, включая пол, стены и потолок. Шлифовкой, отделкой, нанесением праймеров и штукатурки занимаются не люди, а робоманипуляторы. Напечатанные дома обходятся покупателям в $115-285 тысяч в зависимости от метража. 

Vulcan II, Icon, США

Ширина рабочей зоны Vulcan II составляет около 10 метров, высота - 2.5 метра. Экструдер печатает слоями толщиной в 2.5 см и шириной в 5 см - скорость его перемещений составляет порядка 125-175 мм/секунду. Для печати используется материал Lavacrete, состав которого разработчики не разглашают. Для эксплуатации одного принтера достаточно бригады из 4-6 человек. 
2019.05.13 Роботы построят новый мир? 

Франция

Batiprint3D, Франция

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

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

Получившаяся конструкция представляет собой инверсный вариант традиционной стены. 

 

 

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

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

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

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

 

Страна неизвестна

Stroybot2 (Андрей Руденко) 

3D-принтер способен наносить слои цемента высотой 10 мм и толщиной 30 мм. По сравнению с другими «цементными» 3D-принтерами высок уровень аккуратности и точности печати. Материалом для принтера служит цементный раствор, то есть смесь цемента с песком и некоторые присадки и другие добавки в определенных пропорциях. 



Тэги: abb, apis, cor, winsun, амт, иннополис, печать, принтеры, спецавиа, строительные
Постоянная ссылка



3D принтеры в строительстве – состояние и перспективы

2022-05-10 13:27:00 (читать в оригинале)

 О 3D печати в последние годы слышал даже тот, кто очень далек от современных технологий. Трехмерные принтеры уже не являются фантастическим устройством и широко доступны на рынке. Правда, речь идет о простых девайсах, верх возможностей которых – это настольная фигурка, игрушка и подобные мелочи.

3D принтеры в строительстве

Но специалисты заявляют: 3D печать в скором времени будет широко использоваться в медицине, машиностроении и строительстве. При этом даже сегодня есть реальные достижения, которые говорят о том, что прогнозы экспертов – реальность.

⇒ Иркутский строительный 3D-принтер установил рекорд Гиннесса

Современное состояние технологии

Работы над созданием трехмерного принтера, который сможет печатать отдельные элементы или даже сразу целый дом, почти одновременно начали группы ученых из Нидерландов, США, Китая, Англии. И все они столкнулись с одной и той же проблемой – материалы, которые используются в традиционной 3D печати, не подходят для строительства, и наоборот, стройматериалы никак не годятся в качестве «краски» для принтера. Идеальный материал должен быть мелкодисперсным, прочным, быстро застывать и давать возможность придавать итоговому изделию любую, даже самую сложную форму.

В итоге у британских инженеров родилось решение, которое сегодня используется всей индустрией – специальный цемент, который посредством экструдирования позволяет наплавлять слои один на другой, и за счет этого создавать прочные объекты произвольного размера и формы. Технология позволяет возводить здание без опалубки, что дает возможность строить сразу весь дом непосредственно на строительной площадке, без дальнейшего перемещения.

 Сколько на нас зарабатывает застройщик

Китайские специалисты пошли дальше и представили миру уже готовую машину для 3D печати WinSun, которая удивила общественность как впечатляющими размерами, так и возможностями. Гигантский принтер (150х10 м) может всего за несколько часов возвести с нуля здание высотой 6 м, используя в качестве материала тот самый модифицированный цемент с добавлением стекловолокна. Конечно, в результате получается максимально простое, непритязательное жилье, но его создание обходится в два раза дешевле традиционных технологий строительства.

Не только китайцы, но и США добились определенного прогресса в печати зданий. Компания инженеров под руководством эмигранта из Украины Андрея Руденко создала рабочий прототип принтера, который позволяет возводить дома быстрее аналогичного решения Китая, при этом постройка может находиться даже в неровной, холмистой местности. Символический замок, полностью напечатанный командой Андрея, уже находится в одном из парков Миннесоты, и останавливаться на этом энтузиасты не собираются.

https://stroysl.ru/?p=2275



Применение 3D принтеров в строительстве

2022-05-10 13:25:00 (читать в оригинале)

 Использование 3Д-технологий в строительстве может существенно облегчить этот процесс, сделать его быстрее и качественнее. Неудивительно, что в данной сфере многие компании с энтузиазмом проявляют инициативу и активно применяют новые технологии.

Применение 3D принтеров в строительстве позволяет реализовывать самые сложные по своей геометрии сооружения, воплощать интересные архитектурные задумки. В частности, строить круглые дома, сооружения-петли, возводить настоящие замки или футуристичные объекты.

3D принтер в строительстве

Если удастся наладить недорогое производство таких сооружений, то, вероятно, именно по этой технологии будут сооружаться объекты на Луне и других планетах. А это значит, что данное направление будет активно развиваться, ведь это гигантский шаг в будущее.

Дом на 3D-принтере

Многие архитекторы и строители воодушевились идеей строительства с помощью 3Д-печати. Среди самых успешных проектов можно выделить:

  • Беседка в виде замка на заднем дворе американца Андрея Руденко;
  • Shanghai WinSun и её 10 напечатанных домов за сутки;
  • Офис будущего в Дубае, построенный WinSun;
  • Apis Cor в Ступино;
  • Дом в Ярославле.

Армия США решила финансировать Contour Crafting, с её идеями цельной печати домов, вместе с коммуникациями. В настоящее время подобный 3д-принтер уже готовится к получению патента.

Отечественные компании тоже не отстают. В Ярославле стоит готовый к заселению дом, стены которого печатались при помощи 3d-принтера.

А Apis Cor представляет недорогие дома, которые являются ещё и энергоэффективными, за счёт использования современных утеплителей, засыпаемых в специальные полости внутри стен.

Как используются 3Д-принтеры в строительстве?

Строительные 3D-принтеры, фото которых можно найти в сети, работают по стандартной технологии послойного нанесения материала. С этой целью используется специальный композитный материал, который сродни бетону марки М250. Чтобы добиться прочности необходимо дополнительно армировать стены. Для этого в раствор может добавляться фиброволокно, а если сооружение массивное, то в стены укладывается стекловолоконная арматура.

Использование 3Д принтеров в строительстве

В целом для строительства дома при помощи 3Д-принтера вполне достаточно 2 человек. Один будет контролировать наличие раствора, а другой укладывать арматуру.

Видео работы 3Д-принтера весьма показательно иллюстрирует возможности подобного строительства. А учитывая его преимущества, можно смело утверждать, что за этими технологиями действительно будущее.



СТРОИТЕЛЬНЫЕ 3D ПРИНТЕРЫ "AMT"

2022-05-10 13:16:00 (читать в оригинале)

Строительные принтеры - это оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ) для послойной укладки бетона, или смесей на основе бетона и других строительных материалов. При этом траектория движения печатающей головки принтера (экструдера) соответствует трехмерной модели (3D модели) будущего строения (изделия). В результате такой работы мы получаем полноразмерные строительные объекты, сооружения, малые архитектурные формы. Важный момент: строительный принтер не печатает весь объем стены целиком, как думает многие.  Это попросту нецелесообразно. Принтер печатает "корочки" стены или несъемную опалубку - ее наружную и внешнюю часть толщиной от 3 до 8 см., а образовавшуюся полость (или полости, если стена имеет сложную конструкцию, т.е. многокамерная) заливают затем наполнителем. В итоге имеем монолитную стену.

Нужно отметить, что появившись совсем недавно как новый тип оборудования, строительные принтеры стремительно развиваются. АМТ отмечает, что по сравнению с 2015 годом, когда в Ярославле было запущено первое в мире серийное производство строительных принтеров, сейчас их конструкция претерпела значительные изменения и усовершенствования, кроме того, существенно расширились возможности.

На сегодняшний день строительные принтеры можно классифицировать, прежде всего, по рабочей зоне. Так, мы разделяем в модельном ряду малоформатные принтеры. Они предназначены для печати малых архитектурных форм и небольших по размеру изделий (площадью до 12 кв.м.). Среднеформатные принтеры можно отнести к переходному типу оборудования. Они совмещают в себе возможности печатать МАФы и части зданий для последующей сборки на фундаменте (домокомплекты). И, наконец, строительные принтеры большого формата - это мощное производительное оборудование для печати зданий непосредственно на стройплощадке. АМТ предлагает несколько моделей оборудования для разных задач. Важно сказать, что поставкой станков дело не ограничивается. Покупатели получают гарантийное и постгарантийное обслуживание, обучение персонала, а также имеют дополнительные возможности. Они обсуждаются в процессе переговоров и включают такие аспекты как: шеф-монтаж, внедрение технологии в действующее строительное производство, техническую поддержку, консалтинг и совместные проекты.

Мы открыты для взаимовыгодного сотрудничества и всегда рады новым партнерам по всему миру. Добро пожаловать в мир инновационных технологий!

https://specavia.pro/catalog/stroitelnye-3d-printery/



3D-печать в строительстве: в чем преимущества?

2022-05-10 13:08:00 (читать в оригинале)

На первый взгляд, конструкции 3д-печати кажутся какой-то скорлупой здания, законченного наполовину. Но при близком рассмотрении вы не обнаружите и кирпичика. Слои материала как бы наращиваются один поверх другого — так и создается сложная конструкция. Это футуристический мир 3D-печати, где роботизированные руки автоматически наслаивают и сжимают слои бетона, или пластика, или любого другого материала в фундамент и выстраивают конструкцию.

Подобный метод строительства сегодня достаточно нишевый — в мире напечатано всего несколько прототипов 3д-домов и офисов. Тем не менее, эта технология представляет собой потрясающее и потенциально сильное решение для перемен в строительстве.

Что же такое 3D-печать в строительстве, в чем потенциал, и будем ли мы работать над 3D-печатными проектами в ближайшем будущем?

3D-ПЕЧАТЬ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ — ЧТО ЗА ТЕХНОЛОГИЯ?

3D-печать для строительства применяет как 3D-принтер, у которого есть роботизированный «кран-рука», который строит конструкции прямо на строительной площадке, так и создание определенных элементов принтерами на заводе, которые уже собираются в конструкцию на объекте.

Концепция 3D-печати не нова: впервые она появилась в 80-х. Но только за последние десятилетие эту технологию достаточно усовершенствовали (и снизили стоимость существенно) и она стала настоящим мейнстримом.

3D-принтеры не сильно отличаются от обычных струйных офисных принтеров. Программное обеспечение сообщает принтеру о размерах конечного продукта. И потом принтер начинает выводить материал на платформу согласно плану. В 3D-принтерах часто используют жидкие металлы, пластик, цемент и вариации разных материалов, которые когда остывают и высыхают, формируя конструкцию.

В 3D-принтере для строительства программы CAD или BIM сообщают устройству, что надо печатать, и машина начинает наслаивать материал слоями, согласно плану конструкции.

3D-ПРИНТЕРЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ: КАК ОНИ РАБОТАЮТ?

Концепция 3D-печати — принтер выдавливает послойно определенную жидкую смесь, уровень за уровнем, создавая конструкцию, основываясь на трехмерной модели. Подготовленный микс из бетона, наполнителя, пластификатора и других компонентов загружается в бункер устройства и подается на печатающую головку.  Смесь наносится на поверхность площадки или на предыдущие отпечатанные слои. Таков принцип работы большинства 3D-принтеров. Среди них существует три вида устройств для 3D-печати:

  • Портальные 3D-принтеры. Состоят из рамы, трех порталов и печатающей головки. Такие принтеры могут напечатать здание как целиком, так и по частям.
    Портальные 3D-принтеры

    Портальные 3D-принтеры

  • Delta-принтеры. Они не ограниченны трехмерной моделью, а могут создавать более сложные формы. Печатающая головка подвешена на рычагах, прикрепленных к вертикальным направляющим.
    Delta-принтеры

    Delta-принтеры

  • И, наконец, роботизированный принтер. Он представляет собой робота или систему роботов, наподобие промышленного манипулятора, оснащенного экструдерами и управляемого компьютером.
Роботизированный принтер

Роботизированный принтер

5 ИННОВАЦИОННЫХ ПРИМЕРОВ 3D-ПЕЧАТИ

На сегодняшний день в строительной сфере реализовано всего несколько проектов в 3D-печати. Вот пять наиболее впечатляющих и многообещающих проектов:

Офисное здание муниципалитета Дубая, ОАЭ

Офисное здание муниципалитета Дубая, ОАЭ

1. Офисное здание муниципалитета Дубая, ОАЭ

В декабре 2019 фирма  Apis Cor, занимающаяся роботами для 3D печати объявила о завершении самого крупного в мире  частного здания, напечатанного при помощи 3D-печати. Офисный блок, построенный в ОАЭ, представляет собой 9,5 метровой сооружение  в высоту и площадью в 640 m2.

3D-принтер Apis Cor перемещался по стройплощадке под открытым небом при помощи крана и возводил разные части конструкции.

2. Офис будущего, ОАЭ 

Офис будущего, ОАЭ

Офис будущего, ОАЭ

Еще одно впечатляющее здание в ОАЭ, созданное 3D-печатью — Офис будущего — уникальная, довольно большая, конструкция, в котором в настоящее время размещается временная штаб-квартира организации Дубайский фонд будущего.

Для этого здания элементы создавались не на стройплощадке, и их напечатали за 17 дней, а само здание было собрано за 48 часов.

3.Дома, созданные 3D-принтером компании ВинСун, Китай

Дома, созданные 3D-принтером компании ВинСун, Китай

Дома, созданные 3D-принтером компании ВинСун, Китай

Китайская компания 3D-печати WinSun также применила заводские 3D- принтеры для строительства жилых домов. Компания создала несколько проектов домов, в том числе и небольшое многоэтажное здание. Все детали конструкции можно быстро и дешево напечатать и потом быстро их собрать уже на стройплощадке.

Компания подсчитала, что постройка-печать их пятиэтажного здания может стоить всего $161,000.

4. 3D-напечатанный номер в Льюис Гранд Хотел, Филиппины

3D-напечатанный номер в Льюис Гранд Хотел, Филиппины

3D-напечатанный номер в Льюис Гранд Хотел, Филиппины

Планируя поездку на Филиппины, подумайте о том, чтобы остановиться в отеле Lewis Grand Hotel в Анхелес-Сити, Пампанга, где посетителей встретят первым в мире гостиничным люксом, напечатанным на 3D-принтере. Номер в отеле был разработан Льюисом Якичем, владельцем отеля и инженером по материаловедению, в сотрудничестве со специалистом по 3D-печати Энтони Руденко. Они создали массивный 3D-принтер, который выводит песок и бетон на основе вулканического пепла. Комната была напечатана за 100 часов.

5. Двухэтажный особняк в Бекуме, Германия

Двухэтажный особняк в Бекуме, Германия

Двухэтажный особняк в Бекуме, Германия

Первый 3D-напечатанный жилой дом площадью около 80 квадратных метров  — детище немецкой строительной компании PERI GmbH и архитектурно-дизайнерским бюро MENSE-KORTE ingenieure+architekten. Чтобы напечатать один квадратный метр двойной обшивки стены за 5 минут, использовали 3D-принтер BOD2. Здание представляет собой сооружение с трехслойными полыми стенами, заполненными изоляционной массой. Установка полых труб и соединений во время печати осуществлялась вручную.

3D-печать в строительстве кажется действительно впечатляющей, но каковы реальные выгоды такой технологии?

КАК 3D-ПЕЧАТНЫЕ ПРОЕКТЫ МОГУТ БЫТЬ ПОЛЕЗНЫ СТРОИТЕЛЬНЫМ КОМПАНИЯМ?

Сторонники 3D-печати домов и коммерческих офисов указывают на несколько преимуществ такого метода строительства:

  • Безотходное строительство

В Великобритании почти треть отходов — это от строительной отрасли. По данным Transparency Market Research Group, строительная индустрия к 2025 году во всем мире будет производить 2,2 млрд тонн строительного мусора. И хотя большая часть отходов относится к сносу сооружений, сами строительные площадки продуцируют немало отходов.

И напротив, 3D-печать может сократить отходы практически до нуля. 3D-принтер использует четко определенное количество материала, которое требуется для печати конструкции — ни больше ни меньше. Это может стать большой экономией.

  • Сниженное потребление энергии

3D-печать в строительстве стимулирует применение местных доступных материалов и натуральных компонентов. Такая практика может сократить энергозатраты на транспортировке, возведении и производстве, поскольку для большинства местных материалов требуется меньше энергопотребления для обработки или установки. Если традиционные материалы с токсичными химическими примесями заменить на натуральные, то можно снизить токсичность всего строительства. Кроме того, местные материалы часто лучше подходят для локальных климатических условий и могут снизить нагрузку для отопления или охлаждения здания, что также снижает затраты на строительство.

  • Экономия времени и денег

Как и в случае с ИИ в строительстве, 3D-принтер может работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Это означает, что строительные проекты имеют потенциал быть завершенными намного быстрее, и можно избежать ряда затрат на низкоквалифицированную рабочую силу. Более того, благодаря 3D-печати отпадает необходимость во временных конструкциях, таких как опалубка и леса, которые обычно используются в традиционном строительстве. Исследования бетонных конструкций, напечатанных на 3D-принтере, выявили значительное снижение требований к опалубке — это  снижает затраты на 35–60%.

  • Может реализовывать необычные формы дизайна

Одна из самых привлекающих характеристик 3D-принтеров — их способность создавать сложный и необычный дизайн конструкций, в том числе и единственный, уникальный. Поскольку работа 3д-принтера заключается в наслаивании материала, то их можно запрограммировать на абсолютно любую необычную форму, которую будет намного труднее  создать традиционными техниками.

  • Минимизация человеческих ошибок и повышение безопасности 

Опубликованная статистика травм на рабочем месте американским агентством BLS в 2020 году свидетельствует, что строительство- одно из травмоопасных сфер и высоким уровнем частоты заболеваний. Каждый день, около 5333 рабочих гибнет на стройплощадке. А с появлением 3D-печати количество производственных травм и смертельных случаев очевидно снизится, поскольку она делает строительство более программируемым и автоматизированным. Роботизированное строительство требует стандартизированной, точной и полной цифровой информации по зданию, что делает эту технологию более точной и эффективной, с минимальными доработками из-за человеческих ошибок или любых информационных несостыковок. Обычные проблемы с материалами и комплектующими, которые нужно где-то хранить, беречь от повреждения — нивелируются, также исчезают проблемы с монтажом и незавершенной работы из-за повреждений — 3D-элементы создаются по мере строительства, их не нужно перемещать и хранить.

  • Освоение новых рынков

Применение 3D-принтера также позволяет строительным компаниям заходить на новые секторы рынков, ранее им недоступные. А для начинающих стартапов-компаний, наличие 3D-принтера будет конкурентным преимуществом. Более того, 3D-печать — это блестящий способ поднять или улучшить репутацию бренда строительной компании среди тех, кто считает, что производство бетона влияет на окружающую среду планеты.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ 3D-ПЕЧАТИ

3D-печать для усиления конструкции, маломасштабных компонентов и структурной стали может произвести настоящую революцию в сфере дизайна, строительства и освоения космоса. Кроме того, Европейское Космическое Агентство (ЕКА) считает, что используя металлы для 3D-печати для создания высококачественных сложных форм, можно существенно снизить их стоимость, и они станут весьма распространенными.

ЕКА вместе с Европейской Комиссией разработали проект по усовершенствованию печатания металлических компонентов, которые можно использовать в космосе. Всего объединилось 28 европейских партнеров для совместного проекта AMAZE (Additive Manufacturing Aiming Towards Zero — послойная 3D-печать для нулевых отходов от производства и эффективное производство высокотехнологичной металлической продукции).

Практически все можно спроектировать на компьютере, так что в планах AMAZE установить 3D-принтер на борт космического корабля, и  как только астронавту потребуется какая-либо деталь, инструмент — он сможет просто ее распечатать.

Структурная 3D-печать

Структурная 3D-печать

3D-ПЕЧАТЬ В ГРАЖДАНСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

3D-печать в гражданском строительстве набирает популярность за последнее десятилетие, как и в аэрокосмической и биомедицинских отраслях. Эта революционная производственная техника основана на ее уникальной возможности создавать любую геометрическую форму без каких-либо формальных ограничений, сводя к минимуму отходы, но повышая производительность и результаты. Активное движение строительной отрасли навстречу автоматизации за последнее время достигло важных рубежей, включая создание первых конструкций при помощи роботизированных «рук» и технологии 3D-печати.

Применение метода 3D-печати в создании структурных элементов из полимерных материалов, бетона и металлов становится все распространеннее.

Эти техники в гражданском проектировании могут создавать свободные формы и инновационные архитектурные конструкции благодаря использованию программному обеспечению, интегрированному в СAD.

Однако несмотря на значительные исследования в аэрокосмической отрасли и биоинженерии по оценке и анализу этого механизма, по прежнему недостаточно понимания по его использованию, воздействия 3D-напечатанных материалов в гражданских сооружениях, как с точки зрения свойств материалов, так и структурной реакции.

Императорский колледж Лондона: первый в мире стальной пешеходный мост, напечатанный на 3D-принтере

Императорский колледж Лондон

WIKI HOUSE —  3D ПЕЧАТЬ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ: ЧТО В ОСНОВЕ КОНЦЕПТА

Wiki House — это инновационный проект, созданный небольшой группой архитекторов в Лондоне в 2011 году. Он предлагает цифровую систему с открытым кодом для проектирования домов, что позволяет пользователям создавать, загружать и делиться разным дизайном и печатать свои собственные дома.

Комплект набора не требует каких-то специальных знаний и обучения и может быть создан за 1 день. Элементы в цифровом виде вырезаются из обычного листового материала, наподобие фанеры, применяя станок с ЧПУ. И это намного быстрее, менее затратно и не требует участия экспертов, как в обычном традиционном строительстве.

Стандартный дом с двумя спальнями может быть построен менее чем за £50,000, а к основному каркасу сооружения можно добавить дополнительные компоненты, такие как облицовка, изоляция, окна и прочее. Первым домом, который был построен на базе технологии Wiki House с открытым кодом, стал  двухэтажное здание. 3D-напечатанный дом был представлен на Лондонском фестивале дизайна в 2014 году.

Движение Wiki House возглавил Аластер Парвин, чья презентация на TED «Архитектура для людей, созданная людьми»  рассказала о перспективах 3D-печати в строительстве. Создатель этого проекта верит, что Wiki House может помочь в решении жилищного вопроса, особенно в чрезвычайных ситуациях, таких как землетрясения (есть уже доказательство, что 3D-напечатанные дома могут выдерживать толчки до 8 баллов).

В будущем это может стать реальной альтернативой недорогих домов, одновременно позволяя заказчику контролировать дизайн проекта.

3D-здание, построенное с использованием Wiki House

3D-здание, построенное с использованием Wiki House

СТАНЕТ ЛИ 3D- ПЕЧАТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИМ БУДУЩИМ СТРОИТЕЛЬСТВА?

3D-печать способна коренным образом изменить цепочку и структуру поставок, благодаря новому методу проектирования и производства. Согласно исследованию,  3D-печать может помочь строительной отрасли стать более экономичной, более эффективной и экологичной.

Ученые из Саксонского Университета Прикладных наук Иво Котман и Нейлс Фабер утверждают, что технология 3D печати «изменят правила игры». Они исследовали возможности 3D-печати бетона, и их выводы таковы:

  • 3D-печать сокращает цепочку поставок и в целом сам процесс проектирования. 3D-печать прямо на стройплощадке исключает трудоемкие этапы процесса проектирования. Архитекторы, инженеры, подрядчики, клиенты и  руководители, которые обычно должны активно участвовать в проекте, в 3D-печати больше не нужны. Поскольку все задачи могут совмещаться в одной фигуре архитектора, который использует метод моделирования и воспроизводит точные целостные конструкции.
  • Монтаж труб и проводка электричества становятся проще и более эффективнее. Системы отопления, изоляция, водопровод и электричество — все это требует трудоемкого монтажа на месте при традиционном строительстве. Однако при 3D-печати некоторые из этих функций могут быть включены в процесс 3D-печати. Печать полых стен требует меньше ресурсов, улучшает изоляцию и она дает возможность использовать напечатанные на 3D-принтере каналы для подачи горячей или холодной воды. Более того, нивелируется необходимость установки на стройплощадке, что напрямую влияет на сокращение отходов.
  • Лучшая логистика. 3D-печать устраняет 3 проблемы, связанных с логистикой и доставкой. Во-первых, много материалов и элементов часто портятся при доставке, а если печатать все на площадке, то повреждения минимизируются

Во-вторых, чтобы выдерживать транспортировку, части должны быть с повышенными техническими характеристиками, что по умолчанию удорожает их, а значит, и весь проект. Избежать таких дополнительных затрат поможет 3D-печать прямо на строительной площадке.

  • Создание индивидуальных проектов домов, доступных для широкого рынка. Обычно строительство дома с привлечением к проекту архитектора дорогое удовольствие для большинства потребителей. Но с 3D-печатью из бетона вы можете не беспокоится о выбранной форме, это не будет стоить дороже. Фактически, это значит, что в будущем больше людей смогут покупать дома по их собственному проекту в соответствии с их индивидуальными потребностями

ОБРАТНАЯ СТОРОНА МЕДАЛИ

Несмотря на определенно привлекательную инновационность 3D-печати, все же важно рассмотреть ее беспристрастно, убрав некоторую стимуляцию популяризации. Скептики отмечают несколько недостатков этой технологии.

  • Стоимость исследований и разработок

Большинство строительных компаний работают с относительно невысокой рентабельностью. Чтобы повсеместно начать применять 3D-печать, потребуются немалые инвестиции.

  • Будут ли потребители рассматривать это как маркетинговый ход?

3D-напечатанные дома, офисы, магазины и прочие сооружения инфраструктуры часто здорово впечатляют. Но действительно ли хотят большинство людей жить или работать в таких? Для большинства людей все же кирпичные дома гораздо привычнее и привлекательнее. Другие технологии, такие как сборные дома также некоторое время назад казались привлекательной технологией будущего, однако так и не получила широкого распространения, несмотря на то, что во многих случаях она была дешевле традиционной.

  • Сложность с интеграцией с другими составляющими 

3D-принтеры могут выполнить уникальный и интересный дизайн. Однако, если вам нужно здание, в котором будут использоваться разные материалы или разные элементы, которые не подойдут для 3D-печати, то это будет сложной задачей включить 3D-принтер для строительного процесса.

  • Нехватка квалифицированной рабочей силы

При существующей проблеме недостатка квалифицированной рабочей силы в строительном секторе в целом, 3D-печать потребует еще большего набора специализированных знаний и навыков, который придется выбирать из и без того небольшой ниши кандидатов. Так что поиск специалистов для работы в 3D печати для строительства может стать еще одной трудной задачей в будущем.

  • Контроль качества строительства

Погодные условия могут замедлять традиционный процесс строительства, но для 3D-печати дела обстоят еще хуже. Фактор окружающей среды для коммерческого строительства может снизить востребованность 3D-печать. Более того, контроль качества может быть намного серьезнее задачей, требующей постоянного мониторинга процесса реальными людьми на стройке.

  •  Отсутствие стандартов и правил

Несмотря на регулярное упоминание 3D-печати в СМИ, она все же еще не оказала существенного влияния на строительный сектор. Существует очевидная проблема ответственности при использовании таких принтеров, даже больше, чем человеческая ответственность при  выполнении некоторых строительных работ. И довольно много других неясностей в отношении этой технологии. Так что пока не будут установлены нормы и стандарты, а также правила в этой области, 3D-печать вряд ли станет мейнстримом в строительной индустрии.

КАК 3D-ПЕЧАТЬ МОЖЕТ ИНТЕГРИРОВАТЬСЯ СО СТРОИТЕЛЬСТВОМ?

На данный момент есть веские доказательства, что 3D-печать заслуживает внимания и может применяться в строительном сегменте, и скорее всего, что эта технология будет больше применяться в ближайшие годы. Правда, неизвестно, насколько широко будут применяться эти устройства на стройплощадке, или они останутся лишь инструментом для изготовления блоков-элементов для сборных конструкций. Но для определенных проектов резонно предполагать, что 3D-принтеры и эта технология в строительстве будут обязательным инструментом в арсенале строителей.

О PLANRADAR

PlanRadar была основана в  2013 году и



Страницы: 1 2 

 


Самый-самый блог
Блогер ЖЖ все стерпит
ЖЖ все стерпит
по количеству голосов (152) в категории «Истории»


Загрузка...Загрузка...
BlogRider.ru не имеет отношения к публикуемым в записях блогов материалам. Все записи
взяты из открытых общедоступных источников и являются собственностью их авторов.