3 д принтер строительство домов: Купить строительные 3d-принтеры по оптимальным ценам в Москве

5 впечатляющих примеров того, на что способны строительные 3D-принтеры

Для строительства любого здания, начиная от жилого дома и заканчивая огромным небоскребом, требуется большая команда специалистов. Созданием чертежа здания занимается архитектор, инженеры проектируют несущие конструкции, а каменщики, кровельщики и другие мастера занимаются непосредственно строительством. Так было на протяжении многих лет, но сегодня ситуация другая — в некоторых странах команда строителей очень маленькая и иногда состоит всего лишь из 2-3 людей. Дело в том, что для строительства все чаще используются большие 3D-принтеры, которые накладывают слои из прочных материалов, создавая полноценные сооружения. Недавно в Германии началось возведение самого большого здания напечатанного на таком оборудовании. Думаем, это отличный повод рассказать вам о самых интересных проектах такого рода.

Строительные 3D-принтеры уже не фантастика — справа показан жилой дом в Германии, созданный при помощи этой технологии

Содержание

• 1 Как работает строительный 3D-принтер
• 2 Самое крупное здание в Европе
• 3 Офис в Дубае, напечатанный на 3D-принтере
• 4 Пятиэтажный дом на 3D-принтере
• 5 Печать домов на 3D-принтере в России
• 6 Печать плотины в Китае при помощи 3D-принтера

Как работает строительный 3D-принтер

Идея использования 3D-принтеров в строительстве возникла примерно в конце 2000-х годов. Сначала это были прототипы и первые здания были очень примитивными. Со временем специалисты нашли наиболее подходящие составы «чернил», а устройства стали сложнее по структуре и, соответственно, точнее.

Строительные 3D-принтеры выглядят по-разному, вот один из вариантов. Источник: sculpteo.com

Принцип работы строительного 3D-принтера почти такой же, как у обычного. Первым делом специальные «чернила», обычно представляющие собой смесь цемента и песка, загружаются в принтер. Затем принтер начинает печатать объект, нанося слои этого материала один на другой. Оборудование управляется по программе, которая указывает, куда именно нужно наносить каждый слой. Печать продолжается, пока не будет создан весь объект.

Демонстрация работы 3D-принтера от YouTube-канала Insider Art

Современные 3D-принтеры для строительства без проблем справляются с печатью стен, перегородок и фасадов зданий. Сантехника и другие элементы проводятся вручную — эта задача не для автоматического оборудования.

Читайте также: В Голландии сдан в аренду дом, напечатанный на 3D-принтере. Чем он хорош?

Самое крупное здание в Европе

О том, что печатью самого крупного европейского здания займется 3D-принтер, успели написать многие — например, авторы издания Gizmochina. Сооружение расположится в немецком городе Гейдельберг и будет выполнять функцию дата-центра, внутрь него поместят сотни компьютерных серверов. Высота немецкого дата-центра достигнет 9 метров, а длина и ширина составят 55 и 11 метров соответственно. Благодаря печати на 3D-принтере, строительство займет всего лишь 140 часов — оно завершится в конце июля 2023 года.

3D-принтер напечатает огромный дата-центр за несколько дней

Огромный размер является не единственной особенностью будущего здания. Принтер для печати будет заправлен материалом i. tech 3D, разработанным немецкой фирмой Heidelberg Materials. Он уникален тем, что является полностью перерабатываемым, уменьшает расход материала на 70% и оставляет минимальный углеродный след. В общем, этот материал порадует защитников природы.

Офис в Дубае, напечатанный на 3D-принтере

В 2016 году, на территории дубайского комплекса Emirates Towers, был создан «офис будущего», состоящий из нескольких небольших помещений с общей площадью 250 квадратных метров. По данным Livin Spaces, каждое сооружение имеет полукруглую форму — такое решение было принято в целях обеспечения безопасности и придания большей прочности.

3D-печатный офис в Дубае снаружи

Для строительства офисных помещений был использован 3D-принтер с размерами 6х36х12 метров. Он наслаивал друг на друга цементную смесь, и такой подход сильно ускорил строительство — процесс занял 17 дней. Сначала фрагменты конструкции были созданы в мастерской компании Winsun, после чего их перенесли в нужное место и собрали воедино за пару дней.

Интерьер офиса в Дубае

После окончания работ правительство Дубая подчеркнуло, что 3D-печать позволила сэкономить 50% бюджета. Для контролирования печатного оборудования был выбран один человек, семь рабочих занялись сборкой здания. Также в работе участвовали 10 электриков и других специалистов — команда была большой, но не настолько, как на обычной стройке.

Читайте также: Почему в Гонконге строят дома с «дырой» посередине

Пятиэтажный дом на 3D-принтере

В 2015 году упомянутая выше компания Winsun удивила общество тем, что с помощью 3D-принтера построила пятиэтажный дом в провинции Цзянсу на востоке Китая. Мы рассказывали об этом проекте в статье «Китайская компания показала напечатанный 5-этажный дом». Общая площадь сооружения составляет 1100 квадратных метров — в этом доме точно найдется место для нескольких больших семей.

5-этажный дом, напечатанный на 3D-принтере в Дубае

На фотографии отчетливо видно, что стены дома состоят из множества слоев

Для возведения дома использовался 3D-принтер длиной 6, шириной 10 и высотой 40 метров. Специалисты создали трехмерную модель здания на компьютере, после чего принтер по слоям его напечатал. В качестве чернил использовалась смесь из частиц бетона, стеклопластика, песка и вещества для их укрепления. Использование такой смеси не только позволило сэкономить, но и наделило здание хорошими свойствами: стены хорошо блокируют звук, не пропускают холод и поглощают сейсмические волны.

Печать домов на 3D-принтере в России

Строительные 3D-принтеры есть и в России. По данным rg.ru 2017 году компания «АМТ-Спецавиа» напечатала в Ярославле дом площадью 298,5 квадратных метров. Возведение заняло больше времени, чем в перечисленных выше проектах — строительство началось в 2015 году, а отделочные работы и установка крыши завершились только спустя два года. Специалисты подчеркнули, что в доме есть свет, вода и все что нужно для жизни — сооружение отвечает всем правилам и нормам индивидуального жилищного строительства (ИЖС).

3D-печатный дом в Ярославле. Источник: Ирина Штольба/РГ

Печать плотины в Китае при помощи 3D-принтера

В 2022 году в Тибетском нагорье началось строительство самого грандиозного сооружения с использованием 3D-принтера — плотины Дамба Янцюй. Ожидается, что он сможет вырабатывать для Китая до 5 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. Высота плотины составит 180 метров, то есть после строительства она станет самым большим 3D-печатным сооружением в мире. Мало того, что в строительстве будет использован огромный 3D-принтер, так еще он будет управляться искусственным интеллектом.

Начало строительства огромной плотины в Китае

Еще больше интересных статей вы найдете в нашем Дзен-канале. Не забудьте подписаться!

Если хотите узнать больше о плотине Дамба Янцюй, читайте нашу статью «Искусственный интеллект сам построит плотину в Китае. Это вообще возможно?». В ней мы также написали, почему этот проект может стать причиной нехватки рабочих мест в Китае.

3D-печать3D-принтерыСтроительные технологииТехнологии будущего

В Мексике появился первый в мире жилой район, напечатанный на 3D-принтере

Недалеко от одного города в южной части Мексики стоит десятиметровый принтер, который недавно напечатал стены для первого в мире жилого района, созданного с помощью 3D-печати.

В начале декабря напечатанные дома получили крышу, окна и внутреннее убранство. Благотворительная организация New Story, которая занимается этим проектом, считает, что 3D-печать может дать доступное жилье людям из беднейших уголков мира. «Мы считаем, что смогли доказать реальность этой идеи тем, что привезли это устройство в сельскую местность в Мексике, где наблюдается сейсмическая активность, и смогли напечатать с его помощью первые дома», — говорит Бретт Хаглер, генеральный директор и сооснователь New Story.

Его компания была основана пять лет назад и занимается предоставлением жилья населению, живущему в условиях крайней бедности. Организация уже построила традиционным способом более 2700 домов в Боливии, Мексике, Сальвадоре и на Гаити. 

Фото: New Story

После землетрясения в 2010 году на Гаити было трудно восстановить дома после разрушения, но New Story улучшили процесс строительства так, чтобы быстрее возводить жилье. Организация поняла, что с помощью новой технологии можно работать быстрее и менее затратно. Два года назад она заключила сотрудничество с компанией Icon и начала разрабатывать 3D-принтер, способный печатать даже в самых трудных условиях.

Принтер называется Vulcan II. Это не первое устройство, которое может напечатать целый дом. Однако новый жилой район в Мексике из 50 распечатанных домов станет первым местом, где эта технология была использована в таких масштабах. Другие компании экспериментировали со строительством распечатанных домов, но все испытания проводились в контролируемых условиях или в местах с низким риском возникновения природных катаклизмов.

Изначально команда New Story планировала печатать дома в другой части Мексики, но столкнулась с трудностями — долгое время организация не могла получить у правительства разрешение на строительство. Поэтому было решено напечатать дома южнее, в Табаско, штате, граничащем с Гватемалой. В новой локации был более высокий риск возникновения землетрясений, поэтому дизайн домов пришлось доработать.

Фото: New Story

После успешных испытаний принтер отправили на грузовике в штат, однако он застрял на таможне на три месяца. «Устройство совершенно новое, очевидно, что оно не существует [в базе]», — поясняет Хаглер. Когда 3D-принтер прибыл в пункт назначения, начался сезон дождей. В какой-то момент вход на строительную площадку затопило, и туда неделю никто не мог попасть.

Однако самый важный тест — сможет ли принтер распечатать на площадке дом — прошел успешно. Принтер слоями выкладывает бетонную смесь, и получаются полы и стены. Программа следит за погодными условиями и корректирует смесь соответствующим образом. «Утром погода может быть сухой, а к вечеру возможна влажность, из-за чего приходится менять вязкость смеси, чтобы поддерживать одинаковое качество печати весь день», — объясняет соосновательница New Story Александрия Лафци.

Процесс печати происходит автономно, команда может вносить только небольшие корректировки в схему. При этом можно печатать несколько домов одновременно. Первые два дома печатались в одно и то же время, общее время печати составило 24 часа, но длилось несколько дней, потому что команда хотела работать только днем. В будущем авторы проекта надеются, что смогут запускать принтер на более долгие периоды, чтобы ускорить процесс строительства.

В получившихся домах есть две спальни, гостиная, кухня и ванная — что куда лучше простых хижин, в которых живут местные жители. Семьи, которые будут жить в напечатанных домах, в среднем зарабатывают $76,50 в месяц. «Для многих семей это будет первый дом с туалетом не во дворе и полноценной канализацией», — говорит Лафци. А еще, в отличие от хижин, такие дома способны выдержать землетрясение. Благотворительная организация сотрудничает с местным правительством, которое выделит землю и инфраструктуру для строительства дорог и проведения электричества для 50 семей, которые нуждаются в жилье больше всего. Когда New Story закончит печатать все дома, в них сразу же заселятся новые жильцы.

Фото: New Story

Некоторые семьи уже осмотрели получившиеся дома и отметили, что они не протекают во время сильного дождя. «Когда идет дождь, крыша нашего дома начинает течь, и хуже всего, когда это случается ночью, — говорит Канделария Эрнандез, которая живет в однокомнатной хижине вместе с семью членами своей семьи. — Приходится просыпаться и расставлять кастрюли, чтобы не промокли вещи».

«Индустрии строительства нужна смена парадигмы, — считает Алекс Ле Ру, сооснователь и технический директор Icon. — Нам не нужно выбирать между доступностью и надежностью». Компания планирует печатать еще новые дома и развивать свою технологию. Многие представители местных правительств в Латинской Америке уже проявили интерес к проекту и даже побывали на месте текущего строительства. «Как только люди видят наш проект своими глазами, он больше не кажется им безумной идеей», — говорит Хаглер. 

Источник.

Может ли 3D-печать решить жилищный кризис?

До того, как Джейсон Баллард стал предпринимателем, он собирался стать священником. Его речь по-прежнему приправлена ​​идиомой веры — злых , ангелов , священных — и, когда он цепляется за тему, которая ему небезразлична, он принимает воодушевляющую, побуждающую интонацию. В наши дни его самая евангелистская тема — это наша сломанная жилищная система. «То, что мы делаем, не работает», — сказал мне Баллард прошлой весной. «Слишком много бездомных. Люди из рабочего класса не могут позволить себе базовое жилье в обычных старых американских городах. Строительство слишком расточительно. Дома недостаточно энергоэффективны. В масштабах пригорода это почти антиутопия, что мы и получаем, верно? Мы должны быть самой продвинутой версией человечества, которое когда-либо существовало, и мы даже не можем должным образом удовлетворить эту основную потребность. А значит, жилье нашего будущего не может — не не должно быть , но не может — быть таким, как сейчас.

В 2017 году Баллард стал соучредителем Icon, строительного стартапа, который сосредоточился на том, что он считает решением жилищного кризиса: строительство с помощью 3D-печати, в значительной степени автоматизированный метод, который создает здания слой за слоем, как правило, из цемента. материал на основе. У компании есть офисы во дворе, многофункциональном комплексе в бывшем промышленном районе Остина, штат Техас. Двор в настоящее время является домом для компании по производству сакэ, винодельни, пивоварни, компании по производству консервированных коктейлей, производителя хард-зельтера, завода по производству виски и дилерского центра Tesla. В то утро, когда я приехал, воздух был насыщен кисло-сладким запахом брожения.

На фоне проблем с цепочками поставок, нехватки рабочей силы и роста стоимости строительных материалов наблюдается всплеск интереса к новым способам строительства, и Icon соответственно вырос. Пять лет назад в компании работало менее десяти человек; сейчас в нем работает более четырехсот человек. Баллард, которому сорок лет, у него ясные глаза и бесхитростное открытое лицо, встретил меня в узком конференц-зале. Плакаты на стене гласили: «Мужество», «Амбиции» и «Скорость». На нем была черная куртка Patagonia с вышитым названием компании и, как он часто делает, белая ковбойская шляпа.

До сих пор 3D-печатные конструкции вызывали больше заголовков, чем здания. За последние несколько лет компании объявили о первом доме, напечатанном на 3D-принтере во Флориде, «первом двухэтажном доме, напечатанном на месте в Европе», и о первом доме, напечатанном на 3D-принтере, проданном в Соединенных Штатах. . До прошлого года Icon, одна из крупнейших и наиболее хорошо финансируемых компаний в этой области, напечатала менее двух десятков домов, большинство из которых были тестовыми примерами. Но когда я встретил Балларда, компания недавно объявила о партнерстве с Леннаром, вторым по величине домостроителем в Соединенных Штатах, чтобы напечатать сотню домов в застройке за пределами Остина. Многое зависело от проекта, который должен был стать проверкой того, готова ли технология к массовому распространению. «Меньше чем в ста домах мы почти не встаем с постели, — сказал мне Баллард. «Это масштабная проблема, поэтому нам нужно работать в масштабе».

В Остине, где средняя арендная плата за последний год выросла на 45%, технологическую отрасль обычно считают движущей силой жилищного кризиса, а не его решением. «В краткосрочной перспективе, как в Силиконовой долине, людям придется принимать решения о карьере и говорить: «Я не могу там жить, я не могу себе этого позволить», — Генри Сиснерос, бывший министр жилищного строительства и городского развития. и мэр Сан-Антонио, заявил в прошлом году на панели по доступности жилья в South by Southwest. На следующий день Баллард, один из основных спикеров конференции, сделал более техно-утопическую презентацию. «Что, если бы мы могли строить дома, которые работают в два раза лучше, за половину времени и за полцены? Какие проблемы мы могли бы решить? Какие возможности откроются перед нами?» он спросил. «Люди удивительны, жизнь — это чудо, и мы можем это сделать».

Когда я услышал, что здание можно распечатать на 3D-принтере, я представил себе что-то вроде репликатора из «Звездного пути» — машину, которая коротко жужжит, а затем выдает полностью сформированный дом. Фактический процесс более запутанный и трудоемкий, и на данный момент он в основном используется для возведения стен, в то время как обычные методы используются для фундаментов, полов, крыш и отделки. Но стены являются одним из самых дорогостоящих и трудоемких аспектов жилищного строительства, и в большинстве недавно построенных домов в США они, вероятно, будут сделаны из гипсокартонных панелей, установленных на деревянных каркасах. Хотя гипсокартон прост в производстве и относительно недорог, его установка занимает некоторое время, он не особенно прочен и восприимчив к плесени. Сторонники 3D-печати утверждают, что переосмысление наших стен — это шаг к строительству более дешевых и устойчивых домов.

Перед визитом в Верфь я провел полдня, наблюдая за работой принтеров на YouTube. Видео доставляет гипнотическое удовольствие, вызывая убаюкивающее удовлетворение от того, что машина отлично выполняет свою работу. Сопло перемещается взад и вперед, выдавливая бетоноподобное вещество восходящими слоями толщиной в дюйм, следуя чертежу, переданному ему программной системой. Принтер может создать каркас простого здания всего за двадцать четыре часа, хотя реальные условия (дождь, низкая температура, ошибка оператора) замедляют процесс. За последние два года, когда компания Icon расширилась, ее парк принтеров под названием Vulcans напечатал военные казармы, устойчивые к стихийным бедствиям дома, роскошную резиденцию, а в Космическом центре Джонсона в Хьюстоне — полноразмерную симуляцию марсианская среда обитания, на НАСА . Другие компании, занимающиеся 3D-печатью, изготовили многоквартирный дом, плавучий дом в Чешской Республике и дом для Habitat for Humanity. Дубай пообещал, что к 2030 году четверть его нового строительства будет напечатано.

На верфи двое служащих наблюдали за тем, как Vulcan двигался по рельсам, его сопло наносило полосы серого LavaCrete, фирменной цементной смеси Icon. У него была текстура зернистой зубной пасты и запах теста для печенья. Vulcan был присоединен толстым шлангом к Magma, сложной версии бетономешалки, которая смешивает LavaCrete и различные добавки. В традиционном строительном мире бетон считается материалом с высокой устойчивостью к неточностям, но в 3D-печати он должен быть достаточно жидким, чтобы плавно проходить через принтер, но затем быстро затвердевать, чтобы к моменту времени получить следующий слой. печатающая головка возвращается. Программное обеспечение Magma измеряет погодные условия (температура, давление, влажность) каждые пятнадцать минут и корректирует смесь, добавляя суперпластификатор, если холодно, или замедлитель схватывания, если жарко. Баллард указал на вулканца, напечатавшего марсианскую среду обитания; он вернулся на завод для обслуживания. «Это также тот, который напечатал дом, в котором вы собираетесь остановиться сегодня вечером», — сказал он.

Баллард говорит быстро и с такой яркой убежденностью, что после разговора с ним я ненадолго уверился в том, что мир полон неиспользованного потенциала. Он вырос в Оранже, самом восточном городе Техаса, влажном, пострадавшем от ураганов месте на границе с Луизианой. «Вы можете бросить футбольный мяч с моего двора в Мексиканский залив», — сказал он мне. — Вот только там болото, а не пляж. Побережье Мексиканского залива было захватывающим биоразнообразием, населенным белками-летягами, розовыми колпицами и аллигаторовой щукой. Он также был переполнен нефтехимическими заводами. «По всему городу висят таблички типа «Не ешьте рыбу в этой воде», — сказал Баллард. «Видя осквернение — это просто заставляет вас задавать более серьезные вопросы, чем задает типичный восьмиклассник». В 2006 году он стал первым человеком в своей семье, окончившим колледж, получив степень в области природоохранной биологии Техасского университета A. & M. Два года спустя ураган Айк затопил дом его детства шестифутовой водой. Баллард провел недели, разрывая промокший гипсокартон и изоляцию от поврежденной конструкции. «И, конечно же, они перестроили его из гипсокартона», — сказал он. По словам мэра, девять лет спустя наводнения, вызванные ураганом Харви, повредили восемьдесят пять процентов домов в Ориндже. Родители Балларда, потерпев поражение, переехали вглубь страны. Этот опыт оставил у Балларда сильную неприязнь к гипсокартону, материалу, который он иногда воспринимает как личное оскорбление. «Если бы я предложил приз в один миллион долларов людям в этой комнате за изобретение менее эластичного, менее прочного, менее здорового и менее устойчивого материала, чем гипсокартон, никто бы не выиграл этот приз», — сказал он в своем выступлении на юге от юго-запада. «Мы буквально не можем придумать способ сделать это хуже».

После окончания колледжа Баллард и его теперь уже жена Дженни переехали в Боулдер, штат Колорадо, где он устроился на работу в приют для бездомных и познакомился с людьми, работавшими в сфере устойчивого строительства. Его новые друзья проповедовали о вреде стандартных методов строительства — сколько энергии они потребляют, сколько отходов производят на свалках. «Я подумал: «Господи, мне не нужно быть полевым биологом, мне нужно работать в зданиях », — сказал Баллард. Он и Дженни переехали в Остин, чтобы управлять TreeHouse, компанией по производству экологически чистых зданий, которую он основал вместе со своим другом по колледжу Эваном Лумисом. TreeHouse позиционировал себя как зеленая альтернатива Home Depot, продавая ковры из чистой шерсти, умные термостаты и шкафы из экологичной древесины. В городе хиппи, который только начал раздуваться от денег на технологии, компания оказалась популярной. Но через несколько лет Баллард пришел к выводу, что предлагаемые им меры по строительству недостаточно преображают. «Все это было принятием нынешней парадигмы — вот как мы собираемся строить дома, давайте просто сделаем их немного лучше», — сказал он.

«Нет, мой образ принцессы Диснея используется как критика господствующей корпоративной парадигмы женственности. У тебя просто Эльза.

Карикатура Карла Стивенса

Однажды Баллард сказал Дженни, что его сердце больше не принадлежит TreeHouse. «Вина — не то слово, — сказал он мне. «Но я теряю веру в то, что мир станет другим из-за этого бизнеса. Должно произойти что-то гораздо более радикальное».

После Второй мировой войны рынок жилья не смог удовлетворить спрос, вызванный возвращающимися солдатами и их новыми семьями, ситуация была настолько экстремальной, что президент Трумэн назначил официального экспедитора жилья. Субсидированные из федерального бюджета, предприниматели экспериментировали с новыми способами массового производства домов. Это было время расцвета визионеров, мечтавших о новых формах, новых материалах, новом образе жизни.

Бакминстер Фуллер однажды скопировал заявление Ле Корбюзье в свой дневник: «Проблема дома еще не поставлена». После того, как первый набег Фуллера на промышленное строительство, Dymaxion House, потерпел неудачу, он обратился к новой форме, геодезическому куполу. Карл Страндлунд, изобретатель со Среднего Запада, утверждал, что его дома Lustron, одноэтажные дома из сборных эмалированных стальных панелей, были не просто улучшением существующих конструкций, а «новым образом жизни». Примерно в то же время предприниматель по имени Уильям Левитт применил принципы сборочного конвейера к жилищному строительству сначала на Лонг-Айленде, а затем в Пенсильвании. Стандартный дом в Левиттауне, построенный в значительной степени из гипсокартона, стоил немногим меньше восьми тысяч долларов, что сегодня эквивалентно примерно ста тысячам долларов. (Обещание доступного домовладения было открыто не для всех. Роберт Мередей, чья компания поставляла гипсокартон в Левиттаун, даже не удосужился подать заявку на один из новых домов. «Всем было известно, что чернокожие не могут вложитесь в развитие, — позже вспоминал его сын, — когда ты вырастаешь и живешь в каком-то месте, ты знаешь, каковы правила».)

Ваш следующий дом может быть напечатан на 3D-принтере. Вот как

Эксперты оценивают, что около 60% зданий, которые будут существовать через 30 лет, еще не построены. Это равнозначно строительству города размером со Стокгольм каждую неделю до 2050 года. Однако в строительном секторе в настоящее время нет людей или навыков для создания необходимой инфраструктуры и домов в требуемом темпе. Но что, если бы мы могли переложить часть работы на роботов?

Познакомьтесь с 3D-печатью бетоном — новой технологией, которая использует 3D-принтеры для создания всевозможных конструкций, от мостов и скульптур до домов и даже целых кварталов. Эти огромные принтеры работают так же, как и их настольные аналоги, но вместо чернил они выдавливают бетон. Гигантская роботизированная рука укладывает бетон слой за слоем, как тюбик зубной пасты, в соответствии с планами, изложенными в цифровом чертеже.

Это применение технологии 3D-печати в последние годы вызвало настоящий ажиотаж, очаровав миллионы людей в социальных сетях. Достаточно взять Аймана Хусейна, директора по печати американского стартапа Alquist 3D. Его видео в TikTok о том, как 3D-принтеры из бетона строят дома, набрали десятки миллионов просмотров и набрали более 60 тысяч подписчиков.

@thelayerlord

Подготовка к живой печати на #ibs2022 с @blackbuffalo3d #3d #3dcp #oddlysatisfying #3dprinting #orlando #foryou #concrete #acfordablehousing

♬ Tokyo Drift – Xavier Wulf

Но хотя процесс укладки роботом слоя за слоем гладкого бетона может кого-то завораживать, настоящий ажиотаж вокруг 3D-печати бетона заключается в том, что он может сделать строительство быстрее, чище и экологичнее. .

Строить лучше 

Строительство – одна из древнейших профессий на земле, жизненно важная для нашей повседневной жизни: оно строит дома, в которых мы живем, инфраструктуру, по которой мы путешествуем, и школы, в которых учатся наши дети. сектор страдает от перерасхода средств, хронической неэффективности и нехватки рабочей силы. Более того, он оказывает колоссальное воздействие на окружающую среду — на искусственную среду приходится почти 40% глобальных выбросов CO₂ и треть всех отходов, образующихся в ЕС.

The <3 of EU tech

Последние слухи на технологической сцене ЕС, история нашего старого мудрого основателя Бориса и некоторые сомнительные произведения искусства ИИ. Это бесплатно, каждую неделю, в вашем почтовом ящике. Войти Сейчас!

«Если мы хотим построить дома и создать инфраструктуру, в которой мы так отчаянно нуждаемся в ближайшие десятилетия, — устойчивым и экономически эффективным способом — необходимо что-то радикально изменить», — Роб Вольфс, профессор инженерных систем в Эйндховенском университете. Технологии (ТУ/э), сообщает TNW.

Вольфс — один из ведущих мировых экспертов в области 3D-печати бетоном. «Эта технология может помочь решить некоторые из самых серьезных проблем, с которыми сегодня сталкивается строительная отрасль», — говорит он, когда мы спускаемся по эскалатору в подвал отдела окружающей среды TU/e.

На узкой бетонной лестнице за деревянными дверями находится научно-исследовательская лаборатория отдела. Пахнет опилками, свежим бетоном и потенциалом. Именно здесь проходят испытания и проверки яркие идеи. Здесь также находится собственный университетский 3D-принтер по бетону. В течение почти десяти лет принтер (у которого, к сожалению, нет крутого прозвища) использовался для усовершенствования и разработки технологии 3D-печати и заложил основу знаний для многих проектов коммерческого масштаба, которые мы видим сегодня.

Роб Вольфс стоит в тени бетонного 3D-принтера TU/e ​​во время визита TNW в созданную университетскую лабораторию окружающей среды.

3D-печать предлагает возможность массовой настройки, которая ранее была слишком сложной или дорогостоящей для достижения с использованием традиционных методов. Хотите создать дом по индивидуальному проекту, уникальный строительный элемент или даже искусственный коралловый риф со сложными изгибами и формами? 3D-печать предлагает такую ​​свободу дизайна. «Вы действительно можете сделать все уникальным, все оптимизированным, адаптированным к конкретному приложению», — говорит Вольфс.

Но самое главное, поскольку 3D-печать — это «аддитивный» процесс, создающий продукт слой за слоем, он может создавать структуры, используя только точное количество необходимого материала. Многочисленные исследования показали, что 3D-печать в строительстве позволяет сократить количество отходов на 30-60%.

Эффективность процесса также означает, что в целом требуется меньше бетона: финский стартап Hyperion Robotics утверждает, что его микрофабрики 3D-печати могут сократить использование бетона на 75%. Если бы бетон был страной, он был бы третьим по величине источником выбросов CO₂, поэтому чем меньше мы его используем, тем лучше.

«Роботы выполняют тяжелую работу, так что вам не нужно.

3D-печать автоматизирует многие сложные задачи, связанные со строительством, такие как кладка кирпича, сокращая количество людей, необходимых на строительной площадке. Учитывая хроническую нехватку работников, поступающих в отрасль, многие считают автоматизацию и робототехнику единственным решением для создания инфраструктуры, которая нам нужна, в требуемых темпах и масштабах.

«Роботы не собираются отнимать у людей рабочие места, — говорит Вольфс. «Они будут выполнять грязную, тяжелую работу, освобождая людей для более безопасной и квалифицированной работы».

Автоматизация также повышает скорость и эффективность: некоторые компании, занимающиеся 3D-печатью, заявляют, что могут напечатать всю конструкцию дома за 24 часа.

Таким образом, 3D-печать в строительстве обладает потенциалом для производства сложных конструкций, повышения эффективности, сокращения отходов, повышения устойчивости и решения проблем с рабочей силой. Но может ли это доставить?

Формирование 

В 2021 году голландская пара Элиз Лутц и Харри Деккерс, бывшие владельцы магазинов из Амстердама, стали первыми в Европе жителями дома, напечатанного на 3D-принтере в Эйндховене. Их новый дом, аренда которого в то время стоила 1400 евро в месяц, является первым из пяти домов в рамках проекта Milestone — совместной работы TU/e, правительства и строительной отрасли по проверке и масштабированию 3D-печати строительных конструкций. Вот несколько фотографий их нового жилища:   

Строительная компания Weber Beamix напечатала дом в форме валуна, состоящий из 24 отдельных бетонных элементов, на своем предприятии в Эйндховене. Элементы были доставлены на грузовике на строительную площадку, скреплены болтами и закреплены на фундаменте, после чего были добавлены крыша и рамы, а также нанесены последние штрихи — весь процесс занял около 120 часов. Партнеры планируют построить следующие четыре дома полностью на месте, используя один гигантский принтер.

Weber Beamix уже много лет тесно сотрудничает с TU/e, чтобы вывести свои исследования на рынок. На данный момент компания, дочерняя компания французского строительного гиганта Saint Gobain, напечатала всевозможные конструкции: 30-метровый мост в голландском городе Неймеген, 9-метровую голубиную вышку в Катаре и скейт-парк. в Эйндховене.

Но это капля в море. В последние пару лет 3D-печатные конструкции появляются повсюду на выставке, и в работе находятся несколько очень амбициозных проектов.

В 2021 году в городе Беккум был открыт первый в Германии напечатанный на 3D-принтере дом. В 2022 году двухэтажный многоквартирный дом, также в Германии, был напечатан на 3D-принтере всего за 72 часа командой из двух человек, и теперь в нем проживают пять семей. В том же году французский стартап по 3D-печати XtreeE успешно построил пять социальных домов в городе Реймс.

Первый в Германии дом, напечатанный на 3D-принтере. Фото: PERI AG

Возможно, самый амбициозный в мире проект доступного жилья, напечатанный на 3D-принтере, находится в маленьком городке Аккрингтон, Англия. Схема Charter Street стоимостью 6 миллионов фунтов стерлингов, разработанная ирландской архитектурной фирмой Harcourt Technologies и местным поставщиком социального жилья Building for Humanity, позволит разместить бездомных ветеранов и семьи с низким доходом в 46 экодомах, каждый из которых можно напечатать за несколько недель. Полное разрешение на строительство уже получено для участка, и строительство должно начаться в ближайшее время.

На момент написания этой статьи датский производитель 3D-принтеров для бетона COBOD работал с гуманитарным фондом Team4UA над 3D-печатью школы в Украине. Более 2000 школ были повреждены или разрушены после вторжения России в Украину в прошлом году, и есть надежда, что 3D-печать бетона ускорит восстановительные работы.

Прототип основания ветряной турбины печатается GE Renewable Energy с использованием крупнейшего в мире 3D-принтера для бетона, разработанного датским стартапом COBOD. Кредит: COBOD/GE

Но не только напечатанные на 3D-принтере здания попадают в заголовки. Свобода проектирования, предоставляемая 3D-принтерами по бетону, означает, что они могут создавать практически все, от лестниц и защитных ограждений до септиктенков и даже фундаментов ветряных турбин.

По словам Хенрика Лунд-Нильсена, генерального директора COBOD, технология может принести «наибольшую отдачу» не в жилищном строительстве, а в промышленных проектах, где железобетон составляет гораздо большую часть общей стоимости проекта.

Эти приложения не просто привязаны к Земле. В декабре 2022 года НАСА заключило с американским стартапом ICON контракт на сумму 57 миллионов долларов на разработку технологии 3D-печати для строительства дорог, стартовых площадок и домов на поверхности Луны в рамках программы НАСА Artemis, которая планирует долгосрочное исследование Луны людьми. . ICON в настоящее время разрабатывает большой 3D-принтер, который можно будет доставить на Луну, используя лунные материалы вместо бетона для печати лунной базы.

ICON сотрудничает с НАСА в ряде проектов. Здесь они печатают структуру для NASA Mars Dune Alpha, где добровольцы проведут год, моделируя жизнь на Красной планете. Кредит: ЗНАЧОК/НАСА

Все больше и больше крупных игроков выходят на рынок 3D-строительной печати, соблазненные его потенциальными преимуществами. COBOD, которая претендует на звание крупнейшего поставщика 3D-принтеров для строительной отрасли, поддерживается рядом мировых промышленных гигантов, в том числе General Electric, которая недавно построила крупнейший в мире аддитивный строительный комплекс для 3D-печати бетонных оснований для ветряных турбин.

Тем не менее, несмотря на впечатляющий прогресс, согласно недавнему отчету, в настоящее время в мире существует только 130 завершенных зданий, напечатанных на 3D-принтере. Очевидно, что 3D-печать в строительстве дает о себе знать, хотя ее истинный потенциал не столь конкретен.

За пределами шумихи

«Когда эта технология появилась на сцене около 10 лет назад, люди думали, что в будущем мы будем печатать все на 3D-принтере, но это не совсем так», — сказал Вольфс TNW. .

Представления Вольфса о развитии 3D-печати отсылают к циклу ажиотажа Gartner, который описывает пять отдельных этапов жизненного цикла технологии.

Цикл ажиотажа Gartner дает представление о том, как технология или приложение будут развиваться с течением времени.

Как отметил Вольфс, около 10 лет назад 3D-печать в целом находилась в фазе ажиотажа или «пика завышенных ожиданий». Повсюду появлялись стартапы, венчурные капиталы текли рекой, и ожидалось, что 3D-принтеры будут деловито изготавливать все инструменты, человеческие органы и автомобили, о которых кто-либо может когда-либо мечтать или в которых может нуждаться.

Затем где-то в 2015 году наступило неизбежное падение в «корыто разочарования» — появились недостатки в технологии, первые пользователи столкнулись с проблемами производительности, а окупаемость инвестиций была низкой.

Перенесемся в наши дни, и 3D-печать в целом, кажется, снова на подъеме, по мере того, как перегибы сглаживаются, первые последователи начинают видеть отдачу, а технология совершенствуется. Тем не менее, существует большое несоответствие между различными приложениями 3D-печати в отношении того, какое место они занимают в цикле ажиотажа Gartner.

«Почти все зубные имплантаты в наши дни печатаются на 3D-принтере. Эта технология сейчас широко распространена, поскольку доказала, что это лучший способ производства этого продукта», — говорит Вольфс. «Однако в строительстве мы еще не достигли этого, даже близко».

«3D-печать сама по себе не решит жилищный кризис.

Пожалуй, самая большая шумиха вокруг 3D-печати строительных конструкций в последнее время связана с ее потенциалом для решения жилищного кризиса. Поскольку страны во всем мире сталкиваются с нехваткой домов, сторонники считают, что дома, которые «можно напечатать за день», могут стать решением. Вольфс не так уверен.

«3D-печать сама по себе не решит жилищный кризис — эта проблема слишком сложна и не только технологическая», — говорит он. «Также не имеет смысла заменять все традиционные методы строительства 3D-печатью, но нужно найти приложения, в которых 3D-печать действительно имеет смысл».

По словам Вольфса, есть две ключевые области, которые могут способствовать развитию 3D-печати на «склоне просветления»: стандартизация технологии и повышение ее устойчивости.

«Мы должны придумать способы оценки и гарантии качества наших печатных структур и перейти к стандартизации этой технологии. Он движется так быстро, что рискует оказаться на своем пути», — сказал он.

Прослужит ли напечатанный на 3D-принтере дом так же долго, как дом, построенный традиционным способом? Будет ли он конструктивно прочным и безопасным в случае пожара или стихийного бедствия? Поскольку развитие технологии опережает обновления широко используемых норм и стандартов, у строителей остается мало ответов.

В TU/e ​​исследователи проводят испытания прочности и материалов в меньшем масштабе, чтобы подтвердить их в более широком масштабе, с идеей, что в конечном итоге результаты будут закреплены в таких стандартах, как Еврокод. На данный момент пионеры 3D-печати бетоном должны надеяться, что их проекты будут соответствовать строительным нормам, написанным для конструкций, построенных с использованием традиционных методов.

В 2021 году итальянский стартап WASP напечатал эти два дома на 3D-принтере, используя местную землю вместо бетона. Кредит: ОСА

Еще есть аспект устойчивости. Хотя 3D-печать позволяет сократить количество отходов, она по-прежнему в значительной степени зависит от цемента. Масштабирование альтернатив цемента с низким уровнем выбросов, таких как пропитанный графеном или сделанный из местной глины, будет иметь ключевое значение для обеспечения того, чтобы 3D-печать соответствовала экологическим требованиям.

Ключ ко всему этому — метод проб и ошибок. По мере развития исследований, открытия новых проектов и прихода в отрасль крупных игроков кажется, что только вопрос времени, когда 3D-печать строительных конструкций сможет закрепить свое место на рынке.

Печать будущего   

Несмотря на кажущуюся десятилетнюю инерцию, цифровая трансформация строительства сейчас идет полным ходом с такими технологиями, как информационное моделирование зданий (BIM), цифровые двойники, дроны, робототехника и блокчейн, помогающие подрядчикам выполнять поставленные задачи. структур более эффективно и устойчиво.

В будущем Вольфс прогнозирует, что 3D-печать станет частью этого «инструментария» технологий, поскольку строительство движется к более высоким уровням автоматизации и оцифровки.

По мере того, как технология постоянно развивается, появляются возможности печатать больше, лучше и сильнее, чем когда-либо прежде. Однажды 3D-принтеры смогут даже печатать несколькими материалами из одного и того же сопла, что позволит возводить не только бетонные стены, но и стальные рамы, окна и изоляцию одним движением.

Существует также вероятность того, что будущие конструкции будут напечатаны «командами» роботов для 3D-печати разных размеров — один большой принтер для конструкции, несколько принтеров поменьше для таких элементов, как двери и окна, и рои летающих 3D-дронов для печати последние штрихи.