Строительные принтеры 3d: Купить строительные 3d-принтеры по оптимальным ценам в Москве

Дом, который построит 3D FASTBUILD

3d-печать домов сейчас активно набирает популярность во всем мире. На рынке строительных принтеров утверждают свои позиции производители из США, Китая, Франции, Словении, Нидерландов. Использование такого оборудования в строительстве позволяет сократить срок возведения конструкции до нескольких дней и в разы удешевить весь процесс.

Шансы на сей раз не отстать на десятилетия и вовремя поймать волну есть и у России. В 2017 году в подмосковном Ступино был впервые в России целиком отпечатан жилой дом. Для этого был использован принтер российско-американского производства. И это не единственный пример того, как отечественные разработчики берутся развивать 3D-оборудование для печати домов в России с перспективой выхода на внешние рынки. ГК «Солвер» и компания AOCG разрабатывают гибридный мобильный 3D-принтер 3D FASTBUILD, который должен совершить настоящую революцию как в классических, так и в аддитивных методах строительства домов. О возможностях нового строительного принтера и его перспективах «Умнпро» рассказал директор по развитию компании AOCG Анис Ламри.

Легко внедрится в строительный процесс

– Анис, насколько сегодня целесообразны и актуальны аддитивные технологии в строительной отрасли?

Компания AOCG применяет технологии информационного моделирования зданий (BIM) уже пять лет и следит за современными строительными трендами. Сейчас все современные технологические подходы в строительстве так или иначе движутся в сторону машиностроения. Строители перенимают опыт из более высокотехнологичной индустрии. Нынешние здания проектируются с высокой точностью и детализацией для последующей синхронизации цифровой модели с производственным софтом и оборудованием, автоматическими складскими комплексами. Максимально возможное количество операций на стройплощадке будет исполняться машинами, а человек выступит исключительно в роли творца и контролера. Поэтому аддитивные технологии (АТ) – ощутимый прорыв в этой сфере. Они развивают строительство с точки зрения новых архитектурных форм и решений, заставляют двигаться от простых геометрических фигур в сторону криволинейных, бионических, природосообразных форм. К тому же участники строительного рынка борются за скорость, пытаются минимизировать количество работников на стройке, ведь человеческий фактор несет в себе большие риски не только для промышленности, но и для строительной индустрии. АТ дают возможность ускорения производственного или строительного процесса, создают абсолютно новые технологические процессы и объёмнопланировочные решения.

– Аддитивные технологии – это инструмент, который не сможет работать эффективно без верхнеуровневой программно-аппаратной надстройки.

В настоящий момент строительный софт позволяет создавать математические модели зданий, насыщенные разного рода информацией не только о конструкционных особенностях объекта, но и о конкретных элементах, материалах. Например, математические модели будущих зданий могут быть использованы производителями фасадных панелей, стёкол, металлоконструкций и т.д. Электронный прототип здания «заливается» в станок с ЧПУ по раскройке фасадных панелей, и мы получаем необходимые нам размеры и геометрию. Сегодня вопрос синхронизации ПО с промышленным оборудованием уже можно считать закрытым, поэтому строительный 3D-принтер, являющийся одной из вариаций оборудования, легко внедрится в строительный процесс.

Утопия или кастомизация?

– Как зародился проект 3D FASTBUILD? Какова роль компании AOCG в его создании?

Всё началось с того, как представители компании «Солвер» во главе с Радиславом Бирбраером презентовали проект 3D-принтера на очередном заседании клуба BIM-лидеров. Все участники тогда посчитали его утопией. Все – кроме нас. Мы обдумывали проект в течение двух месяцев и пришли к выводу, что он должен выстрелить, поскольку эта ниша абсолютно свободна. В июле этого года было подписано партнерское соглашение о создании 3D FASTBUILD. Конечно, в целом этот бренд разработан ГК «Солвер» и компанией «Русский инженер». Они отвечают за техническую часть: R&D и производство. АOCG поможет продвигать продукт на рынке, организует необходимые маркетинговые мероприятия. Мы продолжим поддерживать продажи и все НИОКР, связанные с производством материалов для печати (смеси, арматура), ведь наша компания имеет серьезные компетенции в строительстве. 3D FASTBUILD можно считать чуть ли не единственным в мире строительным 3D-принтером, способным одновременно печатать бетонно-полимерными смесями, производить армирование и утепление строительных конструкций. Без комбинации бетонной смеси и армирования невозможно построить что-то более или менее масштабное. Большинство компаний, пытающихся внедрить АТ в строительство, занимаются исключительно печатью бетонной смесью без какоголибо армирования. В планах AOCG и ГК «Солвер» выпустить серийный принтер, способный печатать готовые здания любых размеров и любой формы. Пока на строительном рынке такой технологии нет. Есть попытки, тесты и пиар-акции, но пока ни одна из компаний не перешла Рубикон.

– На профильных мероприятиях, будь то клуб BIM-лидеров или клуб лидеров цифрового производства, неоднократно поднималась тема трудностей внедрения софта по моделированию зданий и сооружений на российском строительном рынке. Российские компании поначалу относились к BIM очень скептически, но за последние пять лет ситуация изменилась.

По большому счету, BIM, как и любой другой инструмент, следует использовать, если это экономически обосновано. Стремиться к BIM как к самоцели – неправильно. Очень часто я слышу от коллег: а вот проще и дешевле заливать бетон в опалубку. Действительно, есть разные инструменты под разные задачи. Где-то выгоднее использовать опалубочную систему, краны и миксеры, нежели работать с аддитивными технологиями. Но существуют направления, тесно связанные с изготовлением малых архитектурных форм, сложной оснастки, для заливки нескольких элементов. Порой такие формы стоят гораздо дороже готовых архитектурных элементов изделия. Точно такая же история – со строительством бассейнов и прокладкой инженерных трубопроводов в сборных железобетонных коробах. А теперь представьте, что мы имеем дело с удаленным и труднодоступным районом, где доставка нескольких сотен ЖБИ затруднена плохими дорогами или их отсутствием. В таких случаях применение мобильного бетонно-полимерного 3D-принтера оправдано. С помощью инструмента BIM целесообразно проектировать глобальные проекты: гипермаркеты, аэропорты, стадионы, многоэтажные жилые комплексы. Благодаря тому, что строительный софт постоянно развивается, он становится более доступным. Сегодня даже частные архитекторы проектируют небольшие дома, создают дизайнерские решения для офисов и ресторанов с помощью Autodesk Revit, потому что программный комплекс объективно ускоряет и упрощает работу, автоматизируя большое количество мануальных задач, связанных с оформлением проекта. Архитекторы создают модель конкретной системы в 3D, работают с трёхмерной моделью и, уже отталкиваясь от неё, формируют все чертежи, планы и разрезы. И что весьма важно, благодаря строительному софту существенно упростилась работа с изменениями. Раньше любая поправка почти непременно провоцировала ошибку, например, на плане поменяли розетку, а на разрезе, на развертке забыли. Благодаря современным программным продуктам мы можем быстро внести изменения, успеть выполнить больше операций, проверить больше гипотез и в итоге получить более качественный результат. ПО предыдущих поколений не позволяло рассмотреть все возможные варианты, не предлагало компромиссов. Аналогичная ситуация существует и в машиностроении. Кастомизация диктует новые подходы в производстве, требует уметь быстро перестроиться с одной продукции на другую в кратчайшие сроки.

Бетон, полимер, арматура

– Расскажите об уникальных особенностях принтера 3D FASTBUILD. Что нового он принесет на строительный рынок?

Основным отличием нашего проекта от аналогов является аддитивная и гибридная печать. В готовую строительную конструкцию интегрируются одновременно и арматура, и изоляционные материалы. Использование в чистом виде бетонных смесей не даст желаемого результата по двум основным причинам. Во-первых, наша постройка станет слоистой, ведь при отсутствии должных добавок каждый предыдущий слой застынет гораздо быстрее, то есть, до наложения последующего слоя. Благодаря использованию полимерных добавок мы добиваемся монолитной конструкции, чтобы каждый слой сохранял ровную и гладкую поверхность, находился в нужной форме и состоянии до того момента, как на него будет положен последующий слой. Во-вторых, современные принтеры строят дома без арматуры. Мы сломали парадигму, согласно которой армирование должно состоять из каких-то металлических или стеклопластиковых прутьев и сеток, а также сопровождаться дополнительными операциями в процессе построения дома. Идеология 3D FASTBUILD объединяет в себе процессы впрыска бетонной смеси и армирования. Наш принтер в состоянии создать строительный пиксель размером 100*100 мм, который будет содержать в себе стеклоткань. То есть нам не нужно будет армировать отдельно стену и перекрытия, каждая частица, выходящая из головки принтера, станет продолжением нашей конструкции и позволит напечатать любую форму, абсолютно любые изгибы, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Перекрытия, нависающие конструкции и некоторые другие важные элементы по-прежнему реализуются по старинке: заливкой в опалубку или использованием сборных перекрытий. Нас, в общем-то, также не устраивает такой подход, так как он вносит определенный диссонанс в идеологию 3D FASTBUILD. Строить должна машина, а ручной труд всегда связан с рисками. Поскольку печатающая головка принтера имеет возможность экструдировать, помимо бетонных смесей, теплоизоляционные гранулы из вспененного пенополистерола, проблема перекрытий может решаться следующим образом: принтер печатает подпорные ноги из этих дешевых пенополистироловых материалов, укладывает на них стеклоткань и дополнительный слой изоляции, чередующийся с бетоном. Получается своего рода сэндвич, где пустотелые полости бетона заполнены утеплителем. Таким образом, мы предлагаем строить легкие и прочные перекрытия и нависающие элементы без использования человеческого труда и дополнительной оснастки.

– Разрабатывая принтер 3D FASTBUILD, вы опирались на существующие аналоги? Есть ли, на ваш взгляд, чему поучиться у других компаний, предлагающих 3D-оборудование для строительной отрасли?

Мне известно как минимум несколько компаний, серьёзно занимающихся продвижением АТ оборудования, правда, пока все они находятся на стадии тестирования и испытаний. Российско-американская компания Apis Cor, основанная ребятами из Иркутска, создала строительный принтер, чемто напоминающий башенный кран. На статичной опоре установлен горизонтальный телескопический манипулятор с печатающим соплом на конце. Из наиболее известных результатов работы принтеров Apis Cor – офис будущего в Дубае, а также дом площадью 38 кв.м на территории Ступинского завода ячеистого бетона. Недостатки принтера Apis Cor – в статичности конструкции, принтер не перемещается во время печати, из-за этого есть ограничения по высоте, длине и ширине выращиваемых зданий. Кроме того, как я отмечал выше, принтер может печатать только бетонной смесью без изоляции и армирования.

Китайская компания Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co предлагает рынку портальную установку, внутри которой перемещается печатающая головка. Принтеры WinSun строят здания высотой до шести метров и печатают их бетонной смесью, перемешанной со строительным мусором: стеклом, опилками, металлической стружкой. Имея определённые плюсы, такой принтер в то же время не обладает мобильностью, не может контролировать затвердевание смеси, ее усадку, он не армирует смесь и не в состоянии вырастить гладкие стены.

Будущее – за домами из полимеров

– Стало быть, в сегменте строительных принтеров пока нет безусловных лидеров, этот рынок открыт?

Абсолютно. Пока в мире нет ни одной компании, которая была бы готова представить серийный принтер для печати зданий. Безусловно, есть те, кто сделал большой шаг в этом направлении, но их проекты либо до конца не завершены, либо не могут работать без гибридного подхода: микса АТ и классических процессов в строительстве. В этом смысле 3D FASTBUILD выглядит гораздо радикальнее уже на стадии идеи, и надеюсь, что к концу 2020 года наша технология будет у всех на слуху и мы сможем предложить готовое решение не только на бумаге, но и на деле. Технология быстрого построения дешевого дома, буквально за день, за несколько часов, – она завораживает. Тот же Apis Cor рассматривается NASA как компания, способная напечатать дома для членов марсианской экспедиции. Хотя печать в невесомости или в условиях низкой гравитации гораздо сложнее, чем в земных условиях. Тем не менее отлично, что такие идеи есть. Доступное жильё для африканских стран – более приземлённый, но от этого не менее полезный проект. Одноэтажные двух-трёхкомнатные домики стоимостью в несколько тысяч долларов – весомое подспорье для реализации программы ООН. Что касается вопросов ценообразования, то стоимость домов, построенных с помощью АТ, должна быть на 50% ниже, чем при применении традиционных технологий. Опять же, такая цифра основана на совокупности факторов: высокая скорость строительства, возможность работать в режиме 24х7 и, соответственно, более ранний ввод в эксплуатацию и меньшие финансовые издержки, в том числе по кредитным платежам. Один из главных плюсов – больше нет необходимости в опалубочных системах и работах, ведь 30-40% цены за кубометр бетонной смеси – это стоимость опалубки.

– Одновременная печать бетонной смесью, полимерными и композитными материалами предполагает наличие нескольких экструдеров или нескольких печатающих головок. Опишите конструктивные особенности главного элемента строительного 3D-принтера.

У принтера 3D FASTBUILD будет одна печатная головка с несколькими соплами для экструдирования бетона, теплоизоляционных материалов, разматывания и обрезки армирующего материала. Безусловно, основные интеллектуальные ресурсы брошены именно на создание печатающей головки – это сердце и мозг нашего принтера. Механика, перемещение головки и всего принтера может быть разным в зависимости от задач заказчика.

– Расскажите подробнее про состав армирующего материала и строительной смеси.

На первых порах планируем использовать трёхслойную стеклопластиковую ткань. Верхние слои обеспечивают лучшую адгезию с бетоном, внутренние слои прекрасно работают на растяжение и сгибание. Среди партнеров AOCG есть несколько заводов композитных материалов, с которыми в настоящий момент ведутся переговоры по разработке и тестированию армирующих тканей, сейчас предприятие начинает тестирование 3D-ткани из стеклопластика. Нам предстоит большая работа по поиску идеального рецепта смеси из полимеров бетона и армирующего волокна. В долгосрочной перспективе мы собираемся не ограничиваться одним лишь бетоном. Ведь, при всей его популярности, бетон – далеко не самый совершенный материал для строительства и в плане теплотехники, и с точки зрения его изготовления, и с учетом перспектив дальнейшей утилизации зданий и, собственно, самого бетона. Бетонно-полимерные смеси следует рассматривать как промежуточный этап для перехода к строительству домов, полностью состоящих из более прочных, теплых и экологичных полимерных материалов. На сегодня существуют полимеры, идеально подстраивающиеся под температурно-влажностный режим, именно за ними будущее, через 15 лет они вытеснят бетон из отрасли.

– Когда будет представлен опытный образец принтера 3D FASTBUILD?

Непосредственно сборкой опытного образца занимается компания «Русский инженер», входящая в ГК «Солвер». Мы разбили таймлайн на три ключевых этапа. В феврале 2020 года планируем продемонстрировать прототип печатающей головки, размещенной на роботе Fanuc. В июне должен быть собран готовый прототип и напечатаны первые тестовые образцы. Мы собираемся привлечь как можно больше потенциальных заказчиков со всего мира, чтобы они смогли воочию убедиться в возможностях принтера 3D FASTBUILD. При благоприятных обстоятельствах к концу 2020 года будет выпущен полноценный полноразмерный принтер с печатающим полем 10х10х9 м. В процессе обсуждения мы поняли, что принтер 3D FASTBUILD необходимо выдвигать на рынок в трех-четырех модификациях с разными печатающими головками, в зависимости от назначения. Например, для выращивания малых архитектурных форм в виде тех же фасадных панелей достаточно статичного миниатюрного оборудования. Принтеры с камерой построения 10х10х9 и 15х15х12 предназначены для глобальных объектов, портальный кран позволит такой машине стать мобильнее. Однако гораздо большей мобильностью будет обладать модель принтера 3D FASTBUILD, интегрированная с роботом-манипулятором и гусеничной или колесной платформой.

– Можете назвать примерную стоимость принтера 3D FASTBUILD?

Стоимость опытного образца составит примерно полмиллиона долларов. Анализ цен на рынке показал, что оптимальная стоимость серийного продукта в зависимости от модификации должна варьироваться от 250 до 350 тысяч долларов. Вместе с коллегами из «Солвера» мы рассчитываем начать серийную продажу с 2022 года во всём мире. Что касается России, то здесь мы, возможно, запустим небольшой девелоперский проект, чтобы все смогли увидеть, как работает новое технологическое чудо света.

– Поделитесь вашими впечатлениями от международной строительной выставки UKCW, где AOCG была единственным представителем от России.

UK Construction Week – форум строительных технологий, который посещают не только представители США и Великобритании, но и всех стран. Собственно, для нас это одно из ключевых мероприятий, где мы хотели рассказать о нашем прототипе и получить какието отзывы, предложения и замечания. Российский рынок пока не готов принять принтер 3D FASTBUILD, мы хотели узнать, что нам скажет мир. Удивительно, что коммерческий интерес к проекту превысил наши ожидания, никого уже не удивляла сама технология построения, бизнесмены, архитекторы, студенты так или иначе осведомлены об АТ в строительстве. По меньшей мере 52 компании готовы приехать на тестовые испытания машины и впоследствии купить принтер. Действительно, мы были единственными представителями от России на UKCW, да еще и с 3Dпринтером. Никого не смущала российская родословная данного проекта, все заинтересованные лица акцентировали внимание на экономической и технической стороне, а также на вопросах сертификации этой технологии, вопросах жизненного цикла и дальнейшей утилизации зданий, построенных с помощью АТ. AOCG также удалось наладить контакт с Digital innovation construct, правительственным фондом Великобритании, объединяющим инновационные технологии в строительстве. Мы надеемся, что в 2020 году мы сможем презентовать свой проект в Великобритании при поддержке этого фонда.

AOCG продвигает новый принтер и на российских форумах. Недавно мы участвовали в конференции Autodesk University Russia, посвященной цифровым технологиям в производстве и строительстве. 100+ Forum Russia, проходивший в конце октября в Екатеринбурге, был посвящен обсуждению вопросов высотного строительства, возведения умных домов, создания цифровых двойников целых городов.

– Анис, когда, на ваш взгляд, начнется глобальная реализация концепции умных городов?

Думаю, что в период с 2025 по 2030 годы. Технологии очень быстро развиваются, и я полагаю, что тот же Екатеринбург станет одним первых умных городов-миллионников, прежде всего благодаря своей компактности.

что можно сделать, зачем нужен

Технологии не стоят на месте. Не так давно российские ученые объявили, что сумели распечатать на 3D-принтере искусственное сердце, то и дело попадаются сообщения, что подобный агрегат с нуля сможет создать все детали для велосипеда и даже автомобиля, но это еще не всё. Умельцы и придумщики шагнули ещё дальше, из микромира в макромир, и научились распечатывать на принтерах настоящие дома. Нет, не макеты, полноразмерные жилища для людей. Сегодня редакция Homius.ru решила поподробнее изучить этот вопрос и рассказать, насколько интересна для россиян будет такая технология и насколько практично будет распечатать себе новый дом. Кроме того, в этом обзоре рассмотрим иные возможности применения 3D-принтера в строительстве.

Это не макет и не фрагмент научной программы, а реальная строительная площадка

Содержание статьи

Что такое строительный 3Д-принтер и зачем он нужен

Если говорить совсем упрощенно, то строительный 3D-принтер — это своего рода гибрид бетономешалки и руки-манипулятора, рисующего по заданному алгоритму чертеж. По сути, вместо чернил у него бетон, а вместо бумаги – реальная строительная площадка.

Из сопла с определенной скоростью подается строительная смесь, которая равномерно, слоями распределяется по периметру возводимой конструкции

Конструкция может быть как большой, к примеру, окружностью, так и ограниченной в пространстве, к примеру, стеной определённой ширины и длины.

К сведению! Новатором использования специального принтера для печати домов и строительных конструкции считается профессор Университета Южной Калифорнии Берох Хошневис. Он запатентовал технологию Contour Crafting, а именно – использования специального экструдера на подвижной платформе, с помощью которого и наносятся слои цементной смеси.

Интересно, что прародителем идеи самовозводимых с помощью роботов-манипуляторов домов считается не один человек, а целая группа специалистов NASA еще в 1995 году, когда в Америке активно развивалась идея покорения малоизученных участков не только нашей планеты, но и космоса. Считалось, что роботы смогут подготовить плацдарм для переселения и комфортного проживания представителем земной цивилизации в другие, менее обжитые уголки Вселенной.

И правда: в домах, возведённых по такой технологии есть что-то космическое!

Как работает строительный 3Д-принтер

Так называемая аддитивная технология строительства (от англ. Add- добавлять, наращивать) практически не имеет ограничений в использовании(кроме как законами физики). На 3D-принтере можно печатать как отдельные элементы конструкции: стены, перекрытия, другие элементы, так и цельные дома.

Интересный факт! В России впервые дом, полностью напечатанный на 3D-принтере, был возведен в 2016 году компанией ApisCor в городе Ступино. Интересно, что дом возводился целиком, т.е. печатался от потолка до крыши без перерыва. Весь процесс занял 24 часа чистого времени. До этого дня печатались только отдельные панели.

По сути, процесс работ повторяет обычное строительство. Сначала создается проект, затем возводится фундамент, в этом случае, чаще всего, он кирпичный. Процесс компьютерного моделирования в строительстве подобных сооружений – важнейшая часть. Ведь все этапы возведения дома возложены на искусственный интеллект.

Современные 3D-принтеры могут учитывать конфигурацию и положение окон, а также применять архитектурные приемы, используя заранее созданные макеты

По сути, основная часть принтера, кроме электронной начинки, – это стрела экструдера и управляющие ею эксцентрики, которые и двигаются по платформе в заданном радиусе или по прямой. Собственно, монтаж базы, или основания принтера как раз зависит от параметров здания и его конфигурации. Дома могут иметь разную форму и габариты, соответственно и формат машин, создающих их, совершенно разный.

Важное дополнение. В строительном принтере нет необходимости использовать нагревающий элемент. Бетонная смесь подается напрямую из бетономешалки, с помощью специальных насосных систем. Такие машины позволяют идеально ровно выполнить кладку, а в некоторых случаях оставить отверстия под арматурные элементы.

3D-принтер позволяет провести укладку стен, перекрытий, инженерных отверстий, в том числе под оконные проёмы

Виды 3Д-принтеров для строительства дома

Как мы уже замечали выше, тип 3D-принтера напрямую зависит от типа и модификации здания. Которое он возводит. От этого зависит и размер самого принтера, объем бетономешалки, а также сопла, который подает строительную смесь.

Вариации конструкций строительных 3D-принтеров

Впервые дома по данной технологии стали массово возводить в Шанхае. Одна из первых 3D-машин, поразившей своими размахами и размером стал принтер WinSun. Длина рабочей зоны составляла 150 метров, а ширина 10. Такой принтер способен за несколько дней напечатать здание высотой 6 метров.

Дом, напечатанный чудо-принтером

Интересно, что в качестве технологической изюминки китайские инженеры использовали специальное стекловолокно, которое, с одной стороны, удешевляло строительные работы, а с другой – делало бетонную смесь менее теплопроводной. Тестовые образцы позволили компании сэкономить половину бюджета на возведение дома по новой технологии.

Европейские же инженеры, к примеру, голландские предпочитают печатать не собственно дома, а строительные материалы, с помощью которых эти дома можно возводить, считая (в чем-то справедливо), что более качественно работа будет сделана всё-таки человеческими руками и головой.

Достоинства и недостатки применения 3D-принтера в строительстве

Главным плюсом, о котором говорили все разработчики, называется то, что процесс возведения жилья удешевляется, а скорость возведения объектов увеличивается. Однако, до сих пор непонятно, будет ли использоваться человеческий труд, хотя бы в качестве дополняющего элемента.

Кроме того, универсальность печати и возможности моделирования смогут в будущем позволить возводить дома на участках со сложным рельефом. Технические решения уже в этом направлении есть

С помощью точного расчета можно создавать идеальные опорные и несущие конструкции под определённую местность, идеально точно следовать метражу помещения по проекту, а главное – создать идеально ровные стены. Кроме того, с помощью 3D-печати можно создать идеально ровный фундамент, причем достаточно быстро.

Среди главных, но существенных минусов – это большие энергозатраты и необходимость обслуживания оборудования. Кроме того, каким бы ни было совершенным оборудование, полный цикл работ оно охватить не сможет.

Строительная площадка под строительство дома на 3D-принтере

Ведущие производители принтеров для 3D-печати домов

В России пока немногие компании решились освоить такую технологию строительства. Ещё меньше занимаются серийным производством такого оборудования. Всё-таки, пока это штучный товар. Однако, всё же можно назвать одну из них, которая уже прочно заняла лидирующие позиции в этой области. Это фирма СпецАвиа. Её персоналом был разработан и опробован прототип строительного 3D-печатного аппарата и осуществлена пробная печать.

Кроме того, на рынке можно встретить образцы словенской компании BetAbram. Она занялась серийным производством строительных принтеров. Сейчас в линейке компании несколько вариантов конструкций или моделей принтеров.  Их стоимость варьируется от 12 000 евро за станок до 20000 евро. Вероятно, что затраты себя оправдают.

Принтер BetAbram P1 может напечатать дом площадью в 144 квадратных метра, при относительно невысокой конструкции – около трех метров

Внешне принтер похож на обычную платформу, двигающуюся по рельсам. Они регулируются по высоте.

А как же насчет внутренних стен? Интересно, что и тут строительный 3D-принтер тоже может выручить. Просто сырье для возведения внутренних перегородок отличается.

Такие стены никак не похожи на цементные, хотя напечатаны в той же технологии

Специальный полимер на основе клея и соли, высыхая, создает ажурную конструкцию, которая про прочности не уступает цементной, однако, она значительно легче. Материал не боится влаги, его можно использовать для возведения перегородок.

Материал под названием Saltygloo (с англ. «солевой клей») был разработан компанией EmergingObjects

Примеры домов, построенных с применением 3D-печати

Ещё раз, давайте полюбуемся на причудливые строения, созданные искусственным интеллектом. Вполне вероятно, что подобные строения прочно войдут в нашу жизнь. А также посмотрим, как работают самые трудолюбивые каменщики в мире.

А если у вас идеи, как можно использовать 3D-печать в строительстве, расскажите об этом другим читателям нашего онлайн журнала Homius.ru.

Предыдущая

Новинки рынкаИзысканно и шикарно: как использовать обожженное дерево в интерьере

Следующая

Новинки рынкаКрепче стали: почему выгодно использовать стеклопластиковую арматуру вместо традиционной

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:

ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

3d печать в строительстве в России, обзор и работа по технологии принтеров в видео

Стремительное развитие аддитивных технологий позволило успешно применить Зд принтер для строительства дома. Послойное наращивание объектов заметно ускоряет возведение зданий, снижает затраты средств и человеческих ресурсов. Наибольших успехов в этой области добились китайцы, американцы и голландцы. Однако достижения российских инженеров занимают здесь далеко не последнее место.

Особенности технологии

Строительство домов с помощью 3D принтера стало реальностью благодаря калифорнийскому профессору Бероху Хошневису – изобретателю технологии Contour Crafting. Главным элементом инновации стал установленный на подвижной платформе экструдер, обеспечивающий послойное наращивание создаваемого объекта. Экструзия контролируется компьютером и производится согласно предварительно созданной трехмерной модели.

Процесс не нуждается в длительной и трудоемкой подготовке. Площадка расчищается и выравнивается с помощью стандартной техники, после чего на ней располагается 3D-принтер. Быстротвердеющая строительная смесь под давлением подается на головку принтера, откуда из сопла равномерно распределяется по рабочей поверхности. Строительные принтеры 3D-Shape в качестве расходного материала используют порошок, который после наслоения связывается, образуя монолитную конструкцию.

В 3D строительстве применяются вращающиеся и дельта-принтеры. Разнообразие бетонных смесей обеспечивает печать элементов различной сложности и размеров. С их помощью создаются декорации, малые архитектурные формы, здания, мосты и пр.

Мелкозернистая строительная смесь, используемая в принтерах, отличается от обыкновенного бетона. У каждой компании, осваивающей 3д строительство, расходный материал изготавливается по собственной рецептуре, которая зависит от особенностей оборудования и специфики возводимого объекта. Отдельным ноу-хау являются пластификаторы, благодаря которой увеличивается подвижность цемента, снижается содержание воды и увеличивается прочность.

Преимущества в сравнении с кирпичным и блочным строительством

По сравнению с традиционным возведением зданий 3D строительство обладает следующими преимуществами:

• На постройку дома с отделкой и коммуникациями требуется средств не больше, чем на аналогичное по площади здание из бруса без внутренних работ. При этом с развитием 3Д-технологий прослеживается тенденция к уменьшению стоимости их применения.
• При возведении 3D-печатного объекта задействовано гораздо меньше людей, чем на традиционных стройплощадках. После подготовительных работ в управлении и обслуживании техники участвуют 1–3 человека. В человеко-часах разрыв между обычным и 3д-строительством достигает 50–80%.
• При подготовленном фундаменте возведение стен по 3D-технологии занимает несколько суток. Основное время затрачивается на установку крыши, отделку и проведение коммуникаций. На сдачу в эксплуатацию быстровозводимых каркасно-щитовых домов уходит не менее месяца.
• Строительный мусор и загромождение окружающей территории – проблема любой стройплощадки. При работе 3д принтера отходы сводятся к минимуму, а некоторые из них после переработки вновь пускаются в дело.
• Благодаря технологии сокращаются затраты на возведение объектов с уникальной архитектурой. При этом сложность создаваемых геометрических форм не отражается на скорости процесса.

Достоинства стройки по объемной технологии относительно стандартному процессу представлены в таблице №1.

Таб. №1

Возведение домов с помощью 3D принтера более целесообразно из экономических соображений. При строительстве отпадает надобность в некоторых материалах и процессах, уменьшаются затраты на логистику и пр.

Почему в России еще не все так строят

Несмотря на совершенствование 3Д-строительства и достижения отечественных инженеров, в России они пока не получили должного признания. К главным недостаткам подобного способа относится дороговизна оборудования, а также ограниченность в площади возводимого объекта.

Наиболее известные примеры применения аддитивных технологий ограничиваются частными домами площадью 32 и 300 м², построенными в 2016–2017 годах компаниями Apis Cor и «Спецавиа».

Создаваемое оборудование не всегда соответствует реалиям стройки. Кроме этого, противники технологии утверждают, что с ее распространением люди многих специальностей останутся без работы.

Альтернативы для обычного строительства

Хотя 3Д моделирование пока не может на равных соперничать с традиционными способами строительства, в некоторых областях оно представляет достаточно вескую альтернативу. Инновационный метод способствует оперативному возведению низкобюджетных малогабаритных жилых построек, пользующихся спросом в зонах стихийных бедствий и чрезвычайных ситуаций.

Помимо возведения зданий, 3Д принтеры открывают возможность массового выпуска гаражей, павильонов, ангаров и других объектов, где главным нюансом является не утепление, а оригинальность архитектуры и оперативная готовность к эксплуатации.

Виды принтеров для архитектурных работ

Используемые в строительстве принтеры представлены следующими видами:

• Портальные (XYZ). Представлены рамой с подвижной головкой экструдера. Устройство подачи смеси перемещается по осям XYZ. Высокая точность экструзии обеспечивается шаговыми двигателями. Основное применение оборудование находит при печати отдельных частей зданий и возведении стен, при условии расположения портального принтера внутри строящегося здания. Если площадь объекта соответствует арке экструдера, он сразу печатается целиком.

• Дельтовидные. В отличие от портальных установок, головка дельта-принтера может совершать более сложные перемещения, что выражается в создании сложных геометрических фигур. Для фиксации и движения головки используются гибкие рычаги.

• Роботизированные. Представлены роботами в виде промышленных манипуляторов, которые снабжены экструдерами. Управляются с помощью компьютера. Располагаются в центре площадки, откуда рука-манипулятор доставляет смесь на требуемый участок.

• D-Shape. Относятся к отдельному классу строительного 3Д-оборудования. Вместо раствора здесь используется специальный порошок, который после укладки и уплотнения подвергается пропитке связывающим веществом, подаваемым тем же экструдером.

Большая часть строительных 3Д-принтеров не предназначена для работы под открытым небом. Такое оборудование используется в цехах для печати отдельных элементов, которые впоследствии отправляются на участок возведения здания. Исключение представляют мобильные системы, способные к работе в условиях стройки.

Видео обзоры с реальной работой принтеров

Среди используемых строительных 3Д принтеров наибольшую известность приобрело оборудование китайских, американских и голландских производителей. Особенности и возможности каждого из них можно узнать из соответствующих видео обзоров.

WinSun (КНР). Лидер среди 3Д принтеров. Габариты оборудования по длине, ширине и высоте соответствуют 150Х10Х6 метров. При печати может использовать строительные отходы, представленные стеклом, сталью, цементом. Дебютировал в 2014 году при возведении десяти жилых домов. По сравнению с традиционным строительством WinSun уменьшает трудозатраты на 80%, расход материалов на 60%, а возводимые объекты обходятся вдвое дешевле. Видео:

Китайская компания Winsun напечатала первую пятиэтажку на 3D принтере

Watch this video on YouTube

Apis Cor (США/Россия). Американская компания прославилась созданием робота-манипулятора, который одинаково хорошо зарекомендовал при внутренних и наружных работах. Оборудование отличается компактностью и мобильностью, а также автоматической системой стабилизации. На установку и запуск принтера уходит не более 30 минут. Эффективен при создании сложных архитектурных форм. Видео:

ProTo R 3Dp (Нидерланды). Детище голландской компании CyBe Additive Industries. Отлично справляется с созданием сложных геометрических форм. В качестве расходного материала использует оригинальный раствор CyBe MORTAR, отвердевающий за несколько минут и готовый к вторичной переработке. Выделяется высокой скоростью и экологичностью процесса. Видео:

Не менее интересные проекты представлены французским принтером Batiprint3D, американским DCP и словенским BetAbram.

Причины не дающие заменить панельное строительство домов

Несмотря на ускоренное развитие 3Д строительства, ближайшее время панельные дома, как бюджетный вариант жилья, не утратят актуальности. Не слишком уступая по скорости возведения, панельное строительство независимо от погодных условий. Напечатанный дом требует установки перекрытий. Панельный сразу разделен на комнаты. Кроме этого, аддитивное оборудование по карману далеко не каждой строительной компании.

Явные недостатки любого принтера при масштабном внедрении в постройку домов

Недостатки строительных 3D обосновываются:

• высокой стоимостью;
• чувствительностью к условиям окружающей среды;
• отсутствием единых стандартов.

При возведении жилого дома с помощью 3Д моделирования, необходимо быть готовым к собственноручной прокладке коммуникаций, а также выравниванию и отделке стен.

3D принтер для строительства домов как бизнес: оборудование, стоимость

Мало кто знает, что 3D принтер для строительства домов как бизнес может стать очень выгодным приобретением. Активно набирающая популярность 3d печать домов приносит отличную прибыль: использование такого оборудования в строительстве позволяет сократить срок возведения конструкции до нескольких дней и удешевить весь процесс в несколько раз.

В этой статье мы расскажем о том, как приобрести 3Д принтер для печати домов и как организовать строительный бизнес на базе такого оборудования.

Содержание статьи:

Как строить дома с использованием 3д-принтера

Вопреки распространенному мнению появившиеся недавно строительные 3д-принтеры печатают дома и строительные конструкции не из пластика или силикона, как его обычные «братья», а из бетона.

Как правило, для такой печати применяются стандартные составы, в основе которых лежит цемент марки 500. Такие составы недороги, и их компоненты свободно можно приобрести в любом городе мира.

Как и в случае с обычными 3д-принтерами, в основе принципа работы строительного принтера лежит экструзия. Сначала необходимо подготовить строительный раствор, в состав которого входят цемент, стекловолокно, иногда керамзит и иные материалы. Затем принтер выдавливает этот раствор через специальные сопла, нанося его слой за слоем на основание, что позволяет возвести стены небольшого здания всего за пару-тройку часов.

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.

Как быстро можно строить с 3d-принтером

Средняя скорость печати современного строительного принтера составляет от семи до десяти кв. метров в минуту, а в Китае уже сейчас активно используются устройства, способные за минуту напечатать более 50 «квадратов».

Всего за пару часов такие установки могут напечатать целый дом площадью в 200 квадратных метров. С учетом отделки и прокладки всех необходимых коммуникаций строительство занимает от одного месяца до полугода.

Сколько стоит строительство домов с применением 3д-принтера

Указать стоимость строительства здания с использованием 3д-принтера невозможно, поскольку он позволяет строить здания любой конфигурации, создавать архитектурные элементы почти любой сложности, возводить стены любой толщины.

Для примера: себестоимость строительства небольшого, около 100 квадратных метров, типового дачного домика составляет всего 2,5-3,5 тысячи долларов. Себестоимость такого дома с дверями, окнами, кровлей, коммуникациями, с внешней и внутренней отделкой – порядка 8-10 тыс. долларов.

Аналогичное строение из кирпича обойдется как минимум в два раза дороже. Продать напечатанный дом с полной отделкой можно за 16-25 тыс. долларов.

Столь низкую стоимость строительства обеспечивают невысокие цены на материалы и предельно точное их дозирование, а также высокое качество строительства: печать не дает каких-либо отклонений по углам, и впоследствии не приходится ничего «дорабатывать» – все стены, проемы для дверей и окон практически идеально ровные, щелей также нет – стена получается монолитной.

Стоимость 3d-принтера для строительства

Пока что индустрия строительства домов с применением 3д-печати находится на начальном этапе своего развития, и оборудование производят немногие компании.

Дешевле всего купить принтер производства Китая. Немногим дороже обойдутся продукты российской компании ЗАО «Спецавиа», которая базируется в Ярославле. По соотношению цены и качества они являются лучшими из представленных на рынке.

Модели строительных 3d-принтеров

Рассмотрим несколько моделей 3d-принтеров, предлагаемых компанией «Спецавиа»:

• S-4063: это небольшое устройство используется для печати малых архитектурных форм, отдельных элементов для домов, бетонных конструкций площадью до 18-ти квадратных метров. Стоимость устройства: 8,5 тыс. долларов.
• S-6045: устройство может использоваться для печати сложных конструкций размером до 12,6 квадратных метров. Стоимость устройства: 21 тыс. долларов.
• S-1160: этот принтер позволяет печатать крупные конструкции и здания площадью до 280-ти квадратных метров. Стоимость устройства: 29 тысяч долларов.

Инвестиции и окупаемость

Приобретение печатного устройства и материалов обойдется примерно в 35 тысяч долларов. Еще не менее пяти тыс. долл. потребуется на зарплату рабочим и работы по завершению строительства после возведения бетонных конструкций.

При строительстве коттеджей и дачных домов себестоимостью до 10 тысяч долларов (срок строительства от двух до трех месяцев) и их продаже за 17-18 тысяч долл. чистая прибыль составит порядка трёх-четырёх тысяч долларов в месяц, с одного построенного дома.

Срок окупаемости бизнеса – до полутора лет.

Как видите, печать домов может быть очень выгодным бизнесом, тем более, что сегодня конкуренция в этой сфере все еще достаточно невысока.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:

Строительный бизнес на 3D-печати из бетона: от малых архитектурных форм до 5-этажных домов

Несколько лет назад небольшая пластиковая фигурка, выполненная на 3D-принтере, вызывала восторг и привлекала своей необычностью. Сейчас этим никого не удивишь. А технологии не стоят на месте, и вот уже промышленность предлагает печатать высотные бетонные дома, вместо маленьких пластмассовых изделий. И, вероятнее всего, за этой технологией будущее.

Самым главным недостатком любой строительной технологии, да и в целом — всех технологических процессов, является человеческий фактор.

От маленьких изделий до огромных и сложных конструкций — везде лежит этот недочет. К сожалению, в новостях о трагедиях, чаще всего звучит — виной стал человеческий фактор. Люди сами себе создают проблемы. И сами же решают их. Внедряя в отрасль роботизированные и автоматические комплексы, устройства и приспособления.

В авиации — автопилот, позволяющий заменить летчиков в полете, летящий строго по курсу, тем самым давая им отдохнуть. Автомобили, оснащенные аналогичными технологиями, сами паркуются, едут в полосе, останавливаются перед пешеходами, распознают знаки, сигналы светофоров и узнают владельцев в лицо. А некоторые автомобили и вовсе могут двигаться по дорогам общего пользования без водителей, либо управляются удаленно с мобильного телефона. Станки с ЧПУ, роботы, собирающие электронные микродетали, или делающие сложные операции — это даже не настоящее, а технологии, существующие не первый десяток лет.

Или бытовые 3D-принтеры по цене недорогих смартфонов. Они могут напечатать из пластика всё, что в их возможностях. Тот же корпус к любимому смартфону. Экая невидаль, а вот компания такая-то, выпустила свою модель принтера, способного печатать еще лучше, быстрее и точнее. Понимаете? Будущее наступило так незаметно, что мы, живя в нем, считаем его делом обыденным.

Строительная отрасль не отстает от 3D-прогресса. Кроме трехмерного проектирования и создания макетов, появились устройства, похожие на 3D-принтеры, но печатающие не пластиком, а бетоном и строительными смесями. И вот, уже совсем скоро, профессия каменщик может быть переквалифицирована в оператора архитектурных роботов. Тех самых, что совсем недавно были предметами выставок будущих технологий, уделом исследователей и инженеров-конструкторов. А теперь это обычные промышленные образцы строительной техники. Причем, их универсальность и возможности, позволяют «построить» не только дом, но и любую малую архитектурную форму — от лавки и фонтана, до беседки и сложного керамического орнамента. Буквально нажатием пары кнопок без какого-либо ручного труда.

Без сомнений, в обозримом будущем, это станет своего рода бизнесом. Где владелец такой установки, будет оказывать соответствующие услуги потребителям. Никаких больше строительных бригад или избытка гастарбайтеров, затягивающих стройку на месяцы или года. Привезли робота на место, собрали и установили, подали строительную смесь, он напечатал дом, увезли на следующий объект. Да, заметили, что и стройматериал сводится к самым дешевым — бетон, песок-цементные смеси.

Сам строительный бизнес с применением 3D-принтера сводится, в принципе, к покупке установки. То есть, он вполне доступен малому бизнесу, поскольку сторицей окупится при «строительстве» любого дома. Так как уже нет необходимости в дорогом дополнительном монтажном оборудовании, оснастке и прочих «классических» строительных инструментах. Да и чистовая отделка готового здания сводится к минимальным манипуляциям, благодаря геометрической точности строительства. Строит же «бездушный» робот, а не каменщик, которому может мешать тысячи внешних факторов — от солнечных бликов до качества стройматериалов.

Кроме быстрого возведения зданий, у строительных принтеров есть еще ряд дополнительных ниш применяемости. Одна из очевидных — возведение малых архитектурных форм. Речь идет о любых декоративных бетонных конструкциях. Даже самой сложной формы. Главное преимущество скорость и точность изготовления, по сравнению с традиционным процессом производства — литье бетона в опалубку.

Вот яркий пример. Один из российских лидеров данной отрасли, производитель строительных 3D-принтеров — «АМТ-СПЕЦАВИА». Они сняли интересный ролик на тему строительного бизнеса, функционирующего с помощью подобных принтеров.

Компания, расположенная в Ярославе, специализируется на промышленном выпуске профессиональных строительных 3D-принтеров. То есть, речь идет не о любителях или фанатов-одиночек отрасли, а о серийном оборудовании, имеющим всю необходимую документацию. Причем это не не миниатюрные разработки, а полноценные строительные роботы, работающие без серьезных ограничений по площади построек. Так, строительный 3D-принтер S-500 от АТМ-СПЕЦАВИА, по заверению производителя, уже в базовом исполнении может построить здание в 5 этажей. С полной внутренней планировкой. При своевременном обслуживании и подаче строительной смеси, такая стройка не займет много времени.

Нет никаких сомнений, по крайней мере у Hobiz.ru, что строительные 3D-принтеры, уже в обозримом будущем, будут играть огромную роль в строительном секторе. Они не только станут обязательным универсальным оборудованием, но и сформируют новые стандарты данной бизнес-ниши — повышение скорости строительства без ущерба безопасности и эффективности.

И тут, всем ищущим свою идею, стоит задуматься о перспективах подобного дела. Это очень хороший шанс войти в строительный сектор, а наличие собственного строительного 3D-принтера, в настоящее время, дополнительный вау-эффект и отличное конкурентное маркетинговое преимущество.

Зачем терять время, когда его можно обогнать?

Еще бизнес-идеи:

Специально для hobiz.ru

Сколько стоит дом, напечатанный на 3D принтере?

Каждая новая инновация выходит на рынок с определенной ценой. Например, большие 3D принтеры для бетона при первом запуске имели довольно высокую цену. Но, как и в случае с большинством технологий, цены падают по мере разработки новых, лучших и более доступных продуктов. Снижению цен также способствуют новые инновационные бетонные смеси.

Поскольку существует ряд проектов, связанных с 3D печатью зданий по всему миру, невозможно назвать точную цену на дом, изготовленный с помощью технологии 3D печати. Вместо этого мы рассмотрим несколько самых последних и многообещающих проектов и их цены.

Однако в целом, забегая немного вперед, вы увидите, что дом, напечатанный на 3D принтере, может стоить всего около 10 000 долларов, а иногда и меньше. Давайте взглянем!

Пример 1. Дом Apis Cor

Один довольно многообещающий проект из России. Apis Cor — российская компания, которая специализируется на разработке мобильного строительного 3D принтера, способного печатать целые здания прямо на месте.

Чтобы продемонстрировать потенциал и возможности своего мобильного строительного 3D принтера, Apis Cor построила дом площадью 410 квадратных футов. Дом, напечатанный на 3D принтере, обошелся компании примерно в 10 150 долларов — невероятно низкая сумма для строительства дома.

Вот более подробный список затрат, согласно веб-сайту компании:

• Фундамент: 277 $
• Стены: 1624 $
• Пол и крыша: 2434 $
• Электромонтаж: 242 $
• Окна и двери: 3548 $
• Наружная отделка: 831 $
• Внутренняя отделка (включая натяжной потолок): 1178 долларов США.

Компания даже украсила дом как внутри, так и снаружи. Снаружи дом покрашен, а внутри есть холодильник, телевизор с большим экраном, диван и другая мебель. Правда, в стоимость мебель явно не входит. Компания Apis Cor просто хотела продемонстрировать, как может выглядеть готовый дом.

Пример 2. ICON — дом меньше чем за 4000 $?

Взгляните на картинку выше. Этот дом был напечатан на 3D принтере компанией ICON из Техаса.

ICON специализируется на разработке недорогих строительных решений, поэтому их главный проект — это дом, напечатанный на 3D принтере.

В сотрудничестве с некоммерческой организацией New Story ICON планирует построить целый квартал этих недорогих напечатанных с помощью  3D принтеров домов в Сальвадоре. Цель — обеспечить жильем людей, у которых, к сожалению, еще нет надлежащих жилищных условий.

Прототип дома, напечатанного на 3D принтере, стоил около 10 000 долларов, но компания утверждает, что может снизить эту сумму до 4 000 долларов, и это удивительная и впечатляющая новость. Приблизительное время сборки такого дома от ICON составляет примерно 24 часа.

Пример 3. Winsum — 10 домов за один день

Компания Winsun из Шанхая стала известной в 2014 году благодаря достижению планки 3D печати 10 домов всего за один день! 

Winsun использовала большие бетонные 3D принтеры, шириной 10 метров и высотой 6,6 метра. Компания заявила, что каждый дом, напечатанный на 3D принтере, стоит 4800 долларов, что на удивление мало для 2014 года!

Хотя 3D домики Winsun не так изысканны, они вызвали большой общественный интерес. Этот проект определенно способствовал увеличению количества домов, изготовленных с помощью 3D принтеров и развитию самих 3D принтеров для их производства.

Компания Winsun также известна производством одного из самых передовых 3D печатных зданий на сегодняшний день, о котором мы поговорим в следующем разделе…

Пример 4. Офисное здание в Дубаи

В завершение статьи мы обязаны упомянуть самое современное здание в мире, напечатанное на 3D-принтере. Что это такое? Красивое и футуристическое офисное здание в Дубае.

Весь процесс 3D печати занял у Winsun всего 17 дней. До этого момента мы упоминали довольно дешевые дома, напечатанные на 3D принтере, но это здание было явно дороже — около 140 000 долларов. Тем не менее, по сравнению с тем, сколько бы оно стоило, если бы его не напечатали на 3D принтере, окончательная цена впечатляюще низкая.

Выводы

Как мы упоминали выше, сложно назвать точную цену на 3D печать дома, поскольку цена зависит от размера и сложности конструкции.

Но стоит иметь в виду, что в наши дни можно напечатать дом на 3D принтере всего за 4000 долларов. Эта цена покрывает каркас дома (основание, стены, крыша) и, в некоторых случаях, проводку.

Как вы, наверное, заметили, стоимость офисного здания в Дубае довольно высока, по сравнению с более дешевыми и меньшими домами, напечатанными на 3D принтере. Для высокотехнологичных проектов с 3D печатью бетона ожидайте, что стоимость строительства составит около 100 000 долларов, что на самом деле довольно низко по сравнению со стоимостью строительства того же здания с использованием традиционных строительных технологий.

Со временем все больше и больше компаний будут внедрять 3D печать зданий. Это, в сочетании с развитием технологий, наверняка приведет к снижению цен и повышению качества.

Применение 3D печати в строительстве, как применяют 3D принтер для строительства

Применение 3D принтеров в строительстве

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.

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.

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.

MudBots 3D-принтеры для бетона — Распечатайте дом

Пройдет ли он код?

Для тех, кто звонит впервые, нет проблем с пониманием того, что для печати на бетоне будет намного быстрее и дешевле. Они также не ставят под сомнение возможность изучения технологии. Самый часто задаваемый вопрос касается передачи кода. Не бойтесь технологий, только бойтесь их строительного отдела.

Правда в том, что принтеры для печати по бетону уже строят дома и коммерческие здания по всему миру, поэтому при рассмотрении возможности применения на заднем дворе следует учитывать несколько моментов.

Строительство ICF

Лучший способ сосредоточиться на печати на бетоне — это начать с основ, и нет лучшего способа, чем сравнить 3D-печать на бетоне или 3DCP со строительством из изолированных бетонных блоков. Кодекс ICF принят везде, но пеноблок практически не имеет конструктивной прочности. Поэтому, когда вы думаете, как передать код, помните об ICF. По большей части, бетонный принтер делает не что иное, как печать на пустотелой стеновой оболочке, которую можно заполнить арматурой и бетоном.Единственная разница в том, что у пены совсем нет прочности по сравнению с тем, что мы печатаем в большинстве случаев, что вдвое превышает прочность шлакоблока.

CMU Construction

Теперь, имея это в виду, давайте посмотрим на сходство с CMU (Cinderblock). Никто не ставит под сомнение способность строить из шлакоблока. Хотя мы не поощряем это, примите во внимание тот факт, что вы можете печатать стены точно такого же размера и дизайна, как шлакоблок, но с удвоенной прочностью и без заделанных швов, которые подвержены сейсмическому растрескиванию.

Преимущество печати на бетоне — возможность печатать пустотелые стены, что снижает затраты на электричество, водопровод и изоляцию. Кроме того, пустотелые стены могут быть легко изолированы почти до R-фактора за счет отсутствия заградительных шпилек.

Проблема не в том, возможно это или нет, поскольку это уже делается повсеместно. Проблема в том, сможете ли вы найти инженера-строителя, который сделает это возможным. Все дело в математике. Код уже существует, все, что вам нужно сделать, это превзойти код, и для этого вам нужно начать с микса.

Тестирование и математика

Мы разработали и протестировали множество различных смесей с различными характеристиками, такими как PSI, предел прочности на разрыв, водонепроницаемость, огнестойкость, а также смеси для холодной погоды, смеси для жаркой погоды, ускоренные смеси и смеси замедленного действия. Мы предоставляем формулы и результаты лабораторных исследований, которые потребуются вашему инженеру для определения конструкции стен. Получив результаты тестирования, они могут спроектировать стену, превосходящую любой код в любом месте.

Некоторые предпочитают придерживаться традиционных методов, печатая стены, которые напоминают ICF и CMU, но другие, более уверенные в себе, идут полностью, используя более сильные смеси, чтобы они могли извлечь выгоду из ВСЕХ преимуществ экономии.

Планы и детали

Что касается других соображений, у нас есть множество видеороликов, в которых рассматриваются общие вопросы о коллекторах, креплении ураганных ремней, установке электрических коробок, креплении сантехники, установке верхних пластин для фермы и методах привязки стены к фундаменту.Хотя большинство инженеров хотят сначала увидеть методы, используемые другими, прежде чем изобретать колесо, поскольку они узнают все больше и больше, пока не возникнет вопрос, который они не могут предложить до 4 или 5 решений, когда их спросят. По большей части это здравый смысл, тем не менее, у нас есть детали плана и математика, которыми мы можем поделиться.

Пока мы говорим об этом, имейте в виду, что в каждом штате, а иногда и в городах действуют разные строительные нормы и правила. То, чем мы будем делиться, определяется конкретным кодом и условиями, которые не относятся к вашему штату.В игру вступает слишком много факторов, таких как характеристики смеси, код, уровень грунтовых вод, уровень заморозков, годовая снеговая нагрузка, ветер, сейсмичность, уплотнение почвы. Мы не занимаемся проектированием конструкций, но можем указать вам правильное направление.

Наша миссия — 3D-печать на бетоне MudBots

Когда мы впервые решили инвестировать в исследования и разработки и вывести нашу линейку принтеров для бетона на рынок, одним из ключевых факторов мотивации было осознание того, что мы фактически представим инструмент, который может сделать больше для нуждающихся стран и стран третьего мира, чем когда-либо видели раньше.

Мэры, городские советы и политики в целом говорили о необходимости доступного жилья, но в течение 5 десятилетий ничего не было сделано. Не обязательно потому, что не было желания или необходимости, а просто потому, что технологии не существовало и невозможно навязывать строителям цены на жилье и прибыль.

До сих пор не существовало инструмента, который позволил бы строителям производить доступное жилье и при этом приносить прибыль. Правительства могли помочь, предлагая бесплатную или доступную землю, но стоимость строительства оставалась прежней.

Я служил на двухлетней миссии в Зимбабве, Африка. Мой сын служил на миссии в Сауле Пало, Бразилия, а моя дочь — в Гане. Мы регулярно возим наших 13-летних близнецов в Мексику для работы в детских домах. Потребность служить и отдавать — одна из основных причин, по которой я верю, что мы здесь, на Земле. Независимо от нашей веры, основная тема философов и религиозных лидеров во всем мире — помогать и служить нашим ближним.

Я не уверен, почему мы были благословлены возможностью вывести эту технологию на рынок, но я должен частично поверить в то, что мы будем использовать ее ответственно, чтобы изменить ситуацию.

Впервые в истории появился инструмент, который может производить жилье втрое дешевле и втрое дешевле, используя только песок, цемент и известь. Если используются смеси, такие как геополимеры, затраты могут быть даже ниже, потому что впервые в истории дома могут быть построены из пляжного песка и даже из грязи, потому что геополимер нейтрализует натрий, что в прошлом делало его использование в бетонных материалах маловероятным.

3D-печать: будущее строительства

Опубликовано 31 января 2018 г., Джейми Д.

В 2004 году профессор Бехрох Хошневис из Университета Южной Каролины попытался создать первую стену, напечатанную на 3D-принтере. С тех пор это нововведение стало популярным, и теперь можно построить дом всего за 20 часов! Профессор разработал 3D-принтер FDM, установленный на роботизированной руке, который выдавливает бетонные слои вместо пластика для создания 3D-модели.

Эта технология Contour Crafting продемонстрировала все качества, необходимые для использования аддитивного производства на стройплощадках: сокращение затрат и отходов, более высокая скорость строительства, снижение количества несчастных случаев, сложные архитектурные формы и многое другое.Его открытие положило начало 3D-печати в строительстве. Однако он по-прежнему используется гораздо реже, чем в некоторых секторах, таких как аэронавтика или медицина.

Крупномасштабные промышленные принтеры для печати на бетоне могут автономно создавать целые конструкции дома.

Строительные гиганты быстро осознают потенциал 3D-технологий и их влияние на будущее строительства. Ожидается, что рынок 3D-печати из бетона в 2021 году достигнет 56,4 млн долларов, и на это есть веские причины. Все больше и больше компаний открывают для себя новые инновационные проекты.Некоторые из них более футуристичны, некоторые очень реальны в настоящем, например, дом Apis Cor, напечатанный на 3D-принтере за 24 часа. 3D-печать на бетоне быстро развивается и использует различные технологии и материалы, предлагая пользователям множество преимуществ. Однако технология все еще находится в зачаточном состоянии и связана текущими ограничениями.

Какие процессы 3D-печати в строительном секторе?

1 — Экструдеры с роботизированным манипулятором

Метод контурной обработки включает в себя укладку строительного материала для создания крупномасштабной 3D-модели с гладкой поверхностью.Вокруг строительной площадки устанавливаются рельсы, которые будут выступать в качестве конструкции для направления манипулятора робота. Он движется вперед и назад, чтобы выдавливать бетон слой за слоем. Мастерки кладут сбоку и над соплом для выравнивания выдавленных слоев и обеспечения прочности модели.

В этом процессе нельзя использовать обычный бетон, так как он должен затвердеть, прежде чем вы сможете продолжить процесс. Если бы он был напечатан на 3D-принтере, он не смог бы выдержать собственный вес. Поэтому используется бетон с быстротвердеющими свойствами.

Contour Crafting (компания с тем же названием, что и метод) очень осторожно относятся к своему прогрессу. Однако китайская строительная компания WinSun Decoration Engineering Co описывает ее как способную «украсть все». Эти машины огромны (32 м в длину, 10 м в ширину и 6,6 м в высоту). Это позволяет им печатать на 3D-принтере полные конструкции и собирать их на месте. Это достигается путем смешивания бетона и стекловолокна на месте с последующей печатью. Этот подвиг заставил строителей и строителей осознать аддитивное производство.

Constructions-3D — конкурирующая компания, которая также пытается с помощью этой технологии печатать большие бетонные здания на 3D-принтере.

Конкурирующие компании

Различные участники рынка разработали машины, использующие множество различных технологий для 3D-печати бетона. Французская компания Constructions-3D создала полярный 3D-принтер, который печатает, находясь на строительной площадке, а затем выходит через входную дверь здания после завершения строительства. Он состоит из механической основы и роботизированного манипулятора с соплом для выдавливания материала на конце.Эта рука предлагает печатную область площадью более 250 м² и высотой более 8 метров.

Робот

Cazza Construction аналогичен этому, включает в себя систему мобильного крана, позволяющую печатать на 3D-принтере гораздо более обширную площадь и создавать большие и более высокие конструкции. Это показано на прошлых отпечатках таких компаний, как Apis Cor и XtreeE, которые быстро создают целые дома.

Другие компании специализируются на экструзии материалов, отличных от бетона, с использованием этой технологии. Запатентованный процесс BatiPrint 3D является ярким примером: Нантский университет, Bouygues Construction и Lafarge Holcim объединили усилия для разработки промышленного робота, который печатает 3 слоя материала одновременно.Два из этих слоев — это полимерная пена, а третий слой — бетон. Бенуа Фюре, профессор Нантского университета, объясняет, что «пена обеспечивает внутреннюю и внешнюю изоляцию; бетон и армирование антисейсмической несущей конструкции. «

Batiprint 3D — французская компания, которая занимается 3D-печатью больших конструкций.

2 — Слои песка, связанные вместе

Итальянский архитектор Энрико Дини впервые произвел фурор как «человек, который печатает дома на 3D-принтере». Совсем недавно он продемонстрировал интересный процесс 3D-печати, используя свой 3D-принтер «D-Shape».Эта машина основана на связывании порошка, что позволяет отвердить слой материала с помощью связующего. Слои песка осаждаются в соответствии с желаемой толщиной, прежде чем печатающая головка наливает капли (связующее) для затвердевания песка. Эта машина размером 4 х 4 метра может создавать большие конструкции размером до 6 кубических метров.

Сайт печати, на котором D-Shape будет 3D печатать бетонную конструкцию.

3 — Металл для монолитных конструкций

Голландская компания MX3D разработала уникальный метод строительства под названием WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), который позволяет печатать на 3D-принтере металлические конструкции с помощью 6-осевого робота, который сбрасывает 2 кг материала в час.

Этот робот является результатом сотрудничества с Air Liquide и ArcelorMittal и оснащен сварочным аппаратом и соплом для послойной сварки металлических стержней. Этот процесс также совместим с другими металлами, такими как нержавеющая сталь, бронза, алюминий и инконель. Машину можно сравнить с гигантским паяльником. Команда отметила, что «мы объединили промышленного робота со сварочным аппаратом, чтобы превратить его в 3D-принтер, работающий с нашим собственным программным обеспечением».

MX3D — один из ряда инновационных стартапов в секторе 3D-печати домов.

Хотя эти проекты были задуманы стартапами, они часто нуждаются в поддержке со стороны более крупных строителей. Royal BAM Group в партнерстве с Технологическим университетом Эйндховена разработала 3D-печатный бетонный мост для велосипедистов. Кроме того, Bouygues Construction обратилась к 3D-печати для строительства домов в Лилле, Франция. Кроме того, Vinci Construction в партнерстве с французским стартапом XtreeE проверила строительство сложных конструкций, а шведская группа Skanska недавно сотрудничала с Университетом Лафборо для разработки процесса 3D-печати бетона.

«Мы объединили промышленного робота со сварочным аппаратом, чтобы превратить его в 3D-принтер, который работает с нашим собственным программным обеспечением», — команда MX3D.

Зачем использовать 3D-печать в строительстве?

Во-первых, 3D-печать бетона экономит много времени. В частности, использование этих технологий потенциально сокращает двухнедельную работу до 3-4 дней. Кроме того, это снижает риск получения травм на работе. Бенуа Фюре из Нантского университета объясняет, что «сокращение лишений и рисков — это реальность, мы осознали, что лучи трех».Высота 8 м без строительных лесов. К тому же на строительной площадке очень тихо ».

Его команде удалось напечатать на 3D-принтере дом площадью 95 м² и первое социальное жилье в городе на 3D-принтере. Бенуа говорит, что их технология BatiPrint также упростила создание изогнутых форм с меньшими затратами. Более того, поскольку 3D-принтерам не нужно есть и спать, они не перестают работать, пока проект не будет завершен. Это значительно сокращает время ожидания.

Преимущества 3D-печати в строительстве

С точки зрения использования материалов, 3D-печать экономична.При аддитивных, а не субтрактивных процессах используется меньше материалов, чем при традиционных производственных процессах. Это снижает воздействие на окружающую среду, поскольку образуется меньше отходов. Ромен Дубалле, один из соучредителей XtreeE, объясняет, что «с повышенным геометрическим мастерством мы можем создавать оптимизированные формы, чтобы ограничить количество используемых материалов».

Однако у мечты о 3D-типографиях, мостах и ​​небоскребах все еще есть недостатки. Аксель Тери из Constructions-3D объясняет, что «основные трудности возникают из-за того, что процесс 3D-печати зданий сегодня не признан в качестве метода строительства многими органами по нормативам и стандартам.Поскольку печатные конструкции не являются традиционными, расчет сопротивления и сопротивления во времени трудно осуществить, поэтому жилые конструкции придется сначала проверять в каждом конкретном случае ». Эти органы по стандартизации обеспокоены тем, являются ли эти конструкции действительно прочными и могут ли они противостоять окружающей среде.

Машина

Constructions-3D напоминает огромный трактор, а 3D печатает бетон для создания больших конструкций.

3D-печатный дом: выход из жилищного кризиса?

Поскольку 3D-печать теперь позволяет создавать конструкции быстрее, она идеально подходит для борьбы с жилищным кризисом.В результате некоторые компании тяготеют к аддитивному производству. Сюда входит итальянская компания WASP, которая стремится построить более устойчивый мир с помощью 3D-печати. Они разработали один из крупнейших в мире 3D-принтеров, который позволяет строить дома из местных материалов с использованием энергии солнца, ветра или воды. Это позволяет регионам, у которых еще нет доступа к электричеству, печатать на 3D-принтере экологически чистые конструкции с использованием местных ресурсов.

3D-принтеры

WASP работают над созданием будущего, в котором из экологически чистых материалов можно создавать дома, напечатанные на 3D-принтере.

Точно так же в Бразилии Аниэль Гедес основала Urban3D в ответ на жилищный кризис в Бразилии. Ее компания 3D печатает части зданий на специальной фабрике, прежде чем собирать их на месте. Это позволяет ей создавать здания такой высоты, которая была бы невозможна, если бы 3D-печать производилась на месте. В настоящее время компания тестирует несколько прототипов и надеется предложить решение для развития бразильских трущоб.

Российская компания Apis Cor также убеждена в положительном влиянии 3D-печати на жилье.Основатель и генеральный директор Никита Чен-юн-тай объясняет: «Мы считаем, что аддитивное производство — эффективное решение против жилищного кризиса, и именно поэтому мы разработали наш проект. Мы надеемся, что через несколько лет этот подход будет тщательно протестирован в разных частях мира, чтобы продемонстрировать его реализуемость. Мы считаем, что все больше и больше строительных компаний будут применять эту технологию, как это уже происходит сегодня ».

Российская компания Apis Cor построила этот дом всего за 24 часа, используя свой бетонный 3D-принтер.

3D-печать в космосе?

Аддитивное производство также может стать для человечества способом освоения космоса. НАСА запустило проект «3D Printed Habitat Challenge», посвященный изучению технологий, используемых для строительства домов в космосе, например на Луне или Марсе. Несмотря на амбициозность, еще слишком рано говорить о том, является ли 3D-печать жизнеспособным решением. Однако мы можем сказать, что 3D-печать в строительстве должна стать очень реальной глобальной силой. SmarTech Publishing недавно опубликовала отчет, в котором прогнозируется, что в 2027 году мировая выручка в этом секторе составит 40 миллиардов долларов.Поразительно, что за 10 лет вырастет с нескольких миллионов до 40 миллиардов долларов. Поэтому нам нужно будет посмотреть, как мир отреагирует на эту технологию в будущем.

Вам понравился наш очерк о 3D-печати в строительстве? Дайте нам знать в комментариях ниже или на наших страницах в Facebook и Twitter! Подпишитесь на нашу бесплатную еженедельную рассылку новостей, все последние новости в области 3D-печати прямо на ваш почтовый ящик!

5 3D-печать в строительстве Примеры, которые вы должны знать

В 2018 году ежегодная конференция по творчеству и технологиям в Остине «Юг за юго-западом» была очень активна.Присутствующие могли увидеть группу под названием Fish Police или другую группу под названием Cut Worms. Была функциональная копия седана Westworld .

Пожалуй, самой интригующей выставкой был дом. Это был не просто дом; он отличался от всех других домов в Остине. Фактически, он отличался от любого другого дома в Америке. И вот почему: он был напечатан на 3D-принтере менее чем за 24 часа по цене всего 10 000 долларов. Это меньше, чем модная евротурная поездка.

Возникший в результате сотрудничества между высокотехнологичной строительной компанией ICON и некоммерческой организацией New Story, занимающейся доступным жильем, дом площадью 800 квадратных футов также был полностью разрешен, что означает, что оно было готово к заселению.

Первый дом ICON

«Я непременно перееду свою семью в один завтра», — сказал Built In Дмитрий Юлий (слева), операционный директор ICON.

Теперь, всего год спустя, команда ICON печатает на 3D-принтере целые деревни.

«Наша миссия — сделать достойное жилье доступным для всех», — пояснил в видеоролике генеральный директор ICON Джейсон Баллард.

К сожалению, демографы подсчитали, что сегодня более 1,6 миллиарда человек не имеют достаточного жилья, а к 2050 году в нем могут нуждаться три миллиарда человек.Мы далеки от утопии Балларда, но проекты ICON, по крайней мере, приближают нас к ней. Компания напечатала центр для посетителей в деревне доступного жилья Mobile Loaves & Fishes в Остине. И когда Юлиус говорил с Built In, он звонил из неизвестной латиноамериканской страны, где команда ICON усердно трудится, печатая целое сообщество для бездомных и семей, не имеющих доступа к дому. I

предназначен для «людей, которых обычно обслуживают в последнюю очередь», — сказал он. «Самые уязвимые из нас редко первыми получают какую-либо новую технологию.

Сам говорящий по-испански, Юлиус сказал, что будущие жители последних домов ICON выразили «радость» и «трепет» — особенно когда они впервые увидели промышленный 3D-принтер компании, фантастическое изобретение, на которое многие из нас не похожи когда-либо видел раньше.

Принтер Icon’s Vulcan

Vulcan печатает бетонные «чернила»

Принтер для подписи ICON, Vulcan, весит буквально тонну, имеет высоту почти 12 футов и выглядит как нечто среднее между столом и стойкой для тяжелой атлетики.Укомплектованный командой из четырех-шести человек, он может печатать конструкции шириной до 28 футов и высотой 8 ^1/2 футов.

В этом контексте «печать» означает сканирование цифровых чертежей и преобразование их в физические объекты с помощью экструдера или мобильного картриджа. Квадратный блок оснащен насадкой и перемещается вперед и назад на штанге, которая постоянно поднимается и опускается до идеальной высоты. Материал выдавливается — в данном случае это фирменная бетонная смесь ICON Lavacrete — почти так же, как тюбик зубной пасты распределяет зубную пасту.

Принтер — очевидное чудо робототехники, но Юлиус сказал, что Lavacrete также был «технической проблемой».

«Как сделать что-то достаточно мягкое, чтобы оно могло [течь] через несколько футов трубки, но в конечном итоге достаточно жесткое и [быстро затвердевающее], чтобы на него ложился еще один слой?»

Сначала инженеры просто знали, что это должен быть бетон, который не проводит тепло, как металл, и дешев в производстве. Пожалуй, самое главное, он очень прочный.

«Бетон во всем мире и на протяжении всей истории человечества был одним из самых устойчивых материалов, которые вы могли бы иметь», — сказал Джулиус.«Одна из причин, по которой люди начали строить мосты из бетона, заключается в том, что они могут стоять в воде сотни лет и при этом оставаться в порядке».

По словам Юлиуса, на усовершенствование вулкана и его бетонных «чернил» потребовались годы.

«Некоторые из препятствий, с которыми мы столкнулись, были основаны на том факте, что то, что мы делаем, едва ли возможно».

На веб-сайте ICON даже появляется отказ от ответственности: «Это не научная фантастика».

Принтер Icon’s Vulcan в действии

Захватят ли роботы строительство?

ICON — не единственная компания, изучающая возможности 3D-печати в строительстве.Технология 3D-печати может сделать строительную отрасль менее расточительной и менее зависимой от пиломатериалов — две смены, которые уменьшат ее воздействие на окружающую среду.

Это также могло бы полностью произвести революцию на рынке недвижимости, сделав индивидуализированные дома доступными для большего числа покупателей. Это означало бы значительный рост доходов и для таких компаний, как ICON. Недвижимость — это огромный рынок; По одной из оценок, только рынок жилья в США стоит 33,3 триллиона долларов.

На данный момент, однако, здания, напечатанные на 3D-принтере, еще не стали массовым явлением.По данным BCG, по состоянию на 2018 год в мире насчитывалось менее сорока напечатанных на 3D-принтере прототипов конструкций. Более того, на 3D-печать приходилось менее одного процента от общего дохода от строительства.

Однако за рубежом печатные здания становятся все более популярными. Например, Объединенные Арабские Эмираты стремятся функционировать как центр трехмерного печатного строительства. К 2030 году — всего через десять лет — руководство Дубая надеется, что здания, напечатанные на 3D-принтере, составят 25 процентов городской недвижимости.

Чтобы дать вам более полное представление о том, что происходит в сфере строительства с помощью 3D-печати, мы собрали пять других лидирующих компаний.

Apis Cor

Apis Cor

Расположение: Boston

Назначение: Простая миссия Apis Cor заключается в автономной 3D-печати зданий «на Земле и за ее пределами». Пока что под Москвой компания напечатала крошечный дом (около 400 квадратных футов) из бетона за 24 часа.Мало того, что проект был выполнен быстро, он стоил всего около 10 000 долларов. Apis Cor также выигрывал призы на нескольких этапах конкурса НАСА по печатной среде обитания человека, созданного для облегчения исследования Марса.

Новая история

Новая история

Расположение: Сан-Франциско

Чем занимается: Эта некоммерческая организация стремится облегчить кризис доступного жилья с помощью 3D-печати домов в таких местах, как Гаити, Сальвадор и Боливия — все с использованием принтера ICON Vulcan.На данный момент руководство New Story собрало 20 миллионов долларов для субсидирования своих строительных проектов, и это одна из первых некоммерческих организаций, окончивших престижный стартап-акселератор Y Combinator.

MudBots

MudBots

Местоположение: Мидвейл, Юта

Чем занимается: Эта компания специализируется на принтерах для печати на бетоне, которые могут производить множество объектов, включая прочные колонны, многоуровневые фонтаны и целые дома.Его модели принтеров варьируются от шести до 100 футов в поперечнике (чем больше принтер, тем крупнее его потенциальные проекты), и для них не требуются причудливые волоконные материалы, вместо этого они работают с простой смесью песка, цемента и извести.

Contour Crafting

Contour Crafting

Местоположение: Лос-Анджелес

Назначение: Запатентованная технология этой компании, основанная профессором инженерии USC доктором Бехрохом Хошневисом, работает быстро и дешево: с ее помощью можно построить 2000 человек. -квадратный дом менее чем за 24 часа.Хотя его еще нет на рынке, по внутренним прогнозам, затраты на традиционное строительство сократятся на 80 процентов. Секрет? Роботы настолько автономны, что вполне могут построить жилье на Луне. Хошневис считает дома Contour Crafting (привязанные к земле) потенциально доступным жильем, а также убежищами в случае стихийных бедствий. Принтеры также могут создавать ветряные турбины, мосты и другую инфраструктуру.

WinSun

WinSun

Местоположение: Шанхай, Китай

Чем занимается: Эта строительная компания с 3D-печатью специализируется на больших конструкциях, таких как жилые комплексы и офисные здания, включая то, что, по ее утверждению, является самым высоким 3D- печатное здание когда-либо: шестиэтажный жилой комплекс в промышленном парке Сучжоу в Китае.Команда также построила Офис будущего, ультрасовременное здание в Дубае, напоминающее набор гигантских домино, с использованием фирменного 20-футового принтера Winsun. По сравнению с американскими моделями, это настоящий Левиафан: очень высокий и более 100 футов в длину.

Спальня в первом доме ICON

Новая жилищная парадигма

Юлиус не уверен, куда движется строительная отрасль в целом.

«Мы не тратим много времени, беспокоясь о других людях в отрасли», — сказал он.

Вместо этого он сосредоточился на ICON и его передовых технологиях печати, которые делают возможным совершенно новый спектр эстетических решений. Например, Vulcan может сделать изогнутую стену так же легко, как и прямую — без высококвалифицированных специалистов. Технология печати легко допускает и другие штрихи, включая полки, ниши и колышки, встроенные прямо в стены, или необычно расположенные окна и двери.

«У вас есть действительно уникальные возможности для размещения вещей…. вне центра, что не типично для традиционных домов, — сказал Юлиус.

Однако дома можно оформить и в традиционном стиле. Ребристый вид стен — отличительный побочный продукт процесса послойной 3D-печати — можно оштукатурить до тех пор, пока он не станет неотличимым от «традиционной стены из гипсокартона с лепниной». Дерево также может служить акцентом в бетонных домах. Во многих домах ICON деревянные потолки.

Другими словами, дома ICON не должны выглядеть футуристично или разрушительно — но они оба одновременно.Миссия ICON — это начало того, что Юлий назвал «сдвигом парадигмы», который позволяет «самым уязвимым из нас иметь возможность жить в достойном доме».

Деревня, которую его команда печатает в Латинской Америке, предназначена для семей, живущих менее чем на 200 долларов в месяц, кажется хорошим началом.

Изображения через Shutterstock, ICON, социальные сети и веб-сайты компаний.

Архитекторы: вот проблема с 3D-печатными зданиями

Национальная лаборатория Ок-Ридж, то самое место, где была разработана атомная бомба, недавно построила маленькую белую конструкцию с прикрепленным к ней транспортным средством, которая, по ее словам, демонстрирует будущее строительства.И конструкция, и автомобиль напечатаны на 3D-принтере, произведены с помощью увеличенных версий одних и тех же настольных машин, которые стали популярными у «производителей» по всему миру. Строительные принтеры работают так же, как и их меньшие собратья, нанося тонкие слои материала поверх предыдущих слоев, пока форма не будет закончена.

AMIE, Ок-Ридж, Теннесси; Фото любезно предоставлено SOM

Идея о том, что здания можно напечатать одним нажатием кнопки, волновала всех, от причудливых изобретателей, строящих деревню в Италии, до генерального директора Alphabet, одной из крупнейших компаний в мире.Дизайнеры создали ряд привлекательных печатных структур, используя гибкость техники для создания экзотических форм из пластика, бетона, металла или даже соли. Снимки выглядят красиво, а 3D-печать, естественно, имеет футуристическую ауру из «Джетсонов» или «Звездного пути». Евангелисты утверждают, что это ответ на мировой жилищный и экологический кризисы, поскольку печатники будут создавать дешевое жилье почти без отходов.

Проблема заключается в следующем: никому не удалось успешно перейти от печати модного художественного павильона к печати функционального здания, и до сих пор не ясно, спасет ли эта технология мир или станет еще одной декоративной сноской в ​​истории архитектуры. .

Saltygloo от Emerging Objects, Беркли, Калифорния; Фото любезно предоставлено Emerging Objects

3D-печать существует с 1980-х годов. Технологи разработали этот процесс, более официально известный как аддитивное производство, в качестве альтернативы другим промышленным технологиям производства, таким как экструзия и литье, и он оказался эффективным и действенным способом изготовления особо сложных механических деталей, таких как ветряные турбины.

Но обычные здания не производятся путем экструзии, литья или какого-либо другого отдельного производственного процесса; они представляют собой совокупность десятков различных технологий, от литья и заливки бетона до стальных профилей с точечной сваркой и многослойного стекла.Как один процесс может заменить десятки других, которые мы сейчас используем? Да, это часть обещания 3D-печати — что она достаточно универсальна, чтобы выполнять работу нескольких машин, — но нынешние печатные здания либо минимально функциональны, либо великолепны, либо павильоны, либо дома, которые в основном представляют собой тупые печатные коробки с традиционными безделушками. наклеен.

Перспективы печатных зданий еще не проявились, но если это произойдет, то, скорее всего, это произойдет из одного из этих трех источников:

Вилла от WinSun, Китай; фото любезно предоставлено 3DPrint.com

WinSun

По какой-то причине единственные печатные здания, которые выглядят отдаленно пригодными для жилья, построены китайскими компаниями. Но то, что они выглядят пригодными для жилья, не означает, что они таковы. В этих домах никто не живет, и когда вы подойдете достаточно близко, они действительно не будут похожи на то место, где вы хотели бы жить, если только вы не любите жутко-пещерный шик. WinSun утверждает, что напечатала 10 домов за день и заключила контракты с Саудовской Аравией и Египтом на строительство тысяч этих зданий.

Однако есть немало причин для скептицизма: WinSun не позволяет наблюдателям видеть свое печатающее устройство, и, похоже, ни одно из зданий не занято. Также неясно, сколько печатается на 3D-принтере; на фотографиях изображены распечатанные стены, но не более того. Если его утверждения верны, методы WinSun могут заменить обычное во всем мире строительство из шлакоблоков, но без большей прозрачности их трудно рассматривать как нечто большее, чем рекламный ход.

Офис будущего от Gensler, Дубай, Объединенные Арабские Эмираты; фото любезно предоставлено Inhabitat

Дубай

Дубай хочет стать мировым центром 3D-печати.Почему неясно; возможно, потому что все дело в будущем! Или что-то в этом роде… Объединенные Арабские Эмираты имеют историю грандиозных, футуристических, неудачных архитектурных экспериментов (см .: Масдар), но у них также есть много денег и политической воли, которые они могут потратить на развитие жизнеспособной промышленной ниши в пост-нефтяном мире. Итак, кто знает? Возможно, к 2030 году они напечатают 25 процентов своих зданий, как они утверждают. Произошли странные вещи — например, сонный порт в пустыне, внезапно превращающийся в одну из самых богатых стран мира, — и Дубай нанял Gensler и WinSun, этого китайского мирового лидера в области 3D-печати.

Вместе они построили первое в мире печатное офисное здание, и оно кажется довольно красивым. Может, эта штука сработает. Но в стране небоскребов трудно понять, как технология, производящая небольшие по размеру капсулы, сможет угнаться за спросом. Даже если капсулы каким-то образом сложены вместе, они, вероятно, столкнутся с теми же проблемами, с которыми сталкивались традиционные модульные многоэтажные дома. Опять же, есть много шумихи, но нет особой поддержки, кроме нескольких модельных структур.

Lunar Habitation by Foster + Partners; Изображение предоставлено Foster + Partners

НАСА и ЕКА

У НАСА и Европейского космического агентства одни из самых амбициозных планов: печать на Луне! И Марс! НАСА в настоящее время участвует во втором раунде архитектурного конкурса на проектирование марсианской колонии. В первом раунде победитель предложил построить купол из марсианского льда. ЕКА также делает ставку на печать своей лунной колонии, работая с Foster + Partners над проектированием структуры, которую можно было бы построить из реголита или лунного камня.

Преимущества здесь очевидны: вместо того, чтобы перевозить строительные материалы с Земли, печатные здания могут использовать местные материалы в качестве основы. Все, что нужно было бы транспортировать, — это печатный аппарат, который очень помогает, если учесть, насколько головной болью является перемещение предметов между планетами. НАСА уже начало печатать в космосе, сделав небольшой гаечный ключ с помощью принтера на Международной космической станции, которую несет ракета SpaceX, но, поскольку их более крупные планы строятся вокруг буквального снимка луны, трудно сказать, куда они пойдут.

Printing может открыть новые и непредвиденные решения, но это также может быть просто еще один производственный процесс, который в некоторых отношениях невероятно эффективен, но не обязательно «революционен». Экструзия термопласта может быть здесь хорошим аналогом: она невероятно полезна для изготовления предметов первой необходимости современности, таких как трубы из ПВХ и стальные двутавровые балки, но вы никогда не услышите, чтобы люди были в восторге от создания «экструдированного здания». Столь же глупо должно звучать восхищение идеей печатного здания.Аддитивное производство — отличный инструмент, но оно само по себе не изменит архитектуру.

3D-печать в строительстве: как это работает, технологии и 3D-принтеры

3D-печать домов становится реальностью — с помощью строительных 3D-принтеров здания печатают в России, Китае, Европе, Азии и Америке. В этой статье мы расскажем о самых перспективных проектах в этой сфере.

Полиграфическая техника

Начнем с технологии.Принцип построения 3D-принтеров — это послойное выдавливание специальной смеси по заданной трехмерной компьютерной модели.

Предварительно приготовленная смесь, состоящая из цемента, наполнителя, пластификатора и других добавок, загружается в бункер устройства и подается на печатающую головку. Смесь наносится на поверхность участка или ранее напечатанными слоями.

Большинство строительных 3D-принтеров работают по этому принципу. Среди них три типа устройств:

Портальные 3D-принтеры

представляют собой конструкцию из рамы, трех порталов и печатающей головки.С помощью таких устройств можно печатать строения как по частям, так и целиком (если они умещаются под аркой принтера).

Устройства

Delta не зависят от трехмерных направляющих и могут печатать более сложные формы. Здесь печатающая головка подвешена на рычагах, которые прикреплены к вертикальным направляющим.

Наконец, роботизированные принтеры — это робот или система роботов, такая как промышленный манипулятор, оснащенный экструдерами и управляемый компьютером.

Существуют и другие методы построения 3D-печати. Например: оборудование D-Shape печатает путем наслоения порошкового материала и приклеивания его с помощью клеевого раствора.

Материалы

Основной материал для 3D-печати домов — это мелкозернистые смеси, которые отличаются от традиционного бетона. Каждая компания разрабатывает свой рецепт, соответствующий конструкции принтера и его сопла, а также специфике готовой продукции.

Наиболее важными характеристиками бетона для 3D-принтера являются прочность, скорость затвердевания и схватывания, пластичность. Свойства бетона регулируются составом смеси — количеством цемента и качеством наполнителей, а также добавками пластификаторов.

Готовые смеси позволяют печатать элементы различной сложности и размеров — от небольших архитектурных форм, таких как клумбы и скамейки, до целых зданий, мостов и даже небоскребов.

Принтеры

Обработка контуров

В 2009 году резиденты инкубатора стартапов Singularity University (он же Singularity Education Group, основанный в 2008 году в Исследовательском парке НАСА, Калифорния) под руководством Бехроха Хошневиса создали проект по разработке и коммерческому применению технологии контурного строительства — Contour Crafting, которая считается первой строительной технологией для 3D-печати и фактически стала самой распространенной — это та самая технология, при которой цементная смесь наносится экструдером, как пластик при печати с FDM.

Основанная Бехрохом Хошневисом одноименная компания разрабатывает эту технологию 3D-печати и сотрудничает с НАСА. Разработчик предлагает использовать этот способ печати для восстановления городов, пострадавших от стихийных бедствий, и для строительства сооружений на других планетах.

Компания использует козловой кран с компьютерным управлением с установленным на нем экструдером для 3D-печати зданий. В процессе Contour Crafting используется быстросхватывающийся материал, который наносится краном слоями.Технические элементы, такие как арматура и коммуникации, могут быть добавлены по мере создания слоев.

АМТ

АМТ входит в группу компаний АМТ-СПЕЦАВИА. Сфера деятельности — разработка и производство строительных 3D-принтеров, продажа и обслуживание оборудования на мировом рынке. В ассортименте компании семь 3D-принтеров разных размеров.

Этот дом в Ярославле — самое большое здание в Европе и СНГ, построенное с использованием принтеров AMT.Его общая площадь составляет 298 квадратных метров.

Apis Cor

Компания Apis Cor Engineering — российский разработчик уникального мобильного 3D-устройства, позволяющего печатать дом целиком на строительной площадке.

Габаритные размеры 3D-принтера в собранном виде 4 × 1,6 × 1,5 м, масса 2 тонны. Площадь печати составляет 131 квадратный метр. Для печати зданий и сооружений больших размеров можно использовать несколько синхронизированных 3D-принтеров.

WINSUN

В 2014 году шанхайская компания Winsun прославилась во всем мире строительством десяти зданий, напечатанных на 3D-принтере, всего за один день. На самом деле все оказалось немного скромнее: маленькие «коробочки» заранее распечатывали блок за блоком и затем собирали на строительной площадке, без арматуры и коммуникаций, а с остеклением.

Компания использует принтер на основе технологии FDM и инкрементального процесса с использованием цемента, песка и стекловолокна.Эти материалы обеспечивают достаточную прочность стен. 3D-принтер WINSUN имеет портальную конструкцию размером 36х12х6 метров.

D-образная

D-Shape — один из самых необычных вариантов строительной 3D-печати. В устройстве не используется экструдер, расположенный по трем осям, а используется набор из 300 сопел, установленных на подвижной платформе. Размеры платформы принтера в текущей версии 6х6 метров.

Технология D-Shape напоминает струйную печать; набор форсунок используется для нанесения вяжущего на слои песка.

CyBe Construction

CyBe Construction — компания из Нидерландов, использующая 3D-печать при строительстве домов «под ключ». CyBe производит строительные материалы и две модели строительных 3D-принтеров.

Эти большие промышленные устройства требуют участия двух операторов, однако они могут очень быстро печатать большие здания.Например, в 2017 году в Дубае компания напечатала лабораторию площадью 168 квадратных метров всего за три недели.

BatiPrint

Университет Нанта, Франция, в сотрудничестве с Лабораторией цифровых наук Нанта (LS2N), работает над проектом 3D-печатного дома, известного как Yhnova.

В проекте будет использоваться методика Batiprint3D, разработанная университетом — 3D-печать «изнутри».Печать полиуретановой опалубки осуществляется послойным напылением материала, аналогичного крепежной пене, после затвердевания которой заливается бетоном.

Проект Yhnova — это строительство пятикомнатного социального дома с арочными стенами и закругленными углами. Роботизированная рука Batiprint3D может печатать конструкции высотой до 7 метров, а площадь планируемого дома составляет 95 квадратных метров.

WASP

Итальянский производитель WASP создал самый крупный на сегодняшний день строительный 3D-принтер.Этот дельта-бот высотой 12 метров и шириной 7 метров имеет регулируемые рычаги длиной до 6 метров.

Использование принтера BigDelta направлено на устранение жилищного кризиса за счет создания более дешевых домов, что особенно важно для развивающихся стран.

Проект BigDelta — строительная 3D-печать с использованием натуральных материалов. В качестве «расходных материалов» в проекте используются прессованная солома и земля.

Заключение

Строительство 3D-печать — одно из самых перспективных направлений в строительстве в целом.Его применение приводит к коммерческой выгоде за счет меньшего количества необходимого персонала и более низких материальных затрат; социальные льготы — благодаря возможности быстро построить недорогое жилье для бедных и пострадавших от стихийных бедствий; бонусы репутации — более экологичное строительство с меньшим расходом энергии и отходами.

Свяжитесь с Top 3D Shop для приобретения строительного оборудования для 3D-печати и рациональной интеграции аддитивных технологий в ваш бизнес-процесс, наши менеджеры и инженеры дадут вам исчерпывающие консультации по использованию оборудования, предложат сценарии применения, составят проектную документацию для доставки и оказания квалифицированного обслуживания.

Строительство 3D-печати: мифы и реальность

3D-печать была объявлена ​​одной из самых многообещающих новых технологий в самых разных областях, от производства до медицины и строительства. 3D-печать использовалась в ряде строительных проектов, но пока еще далеко от широкого применения. Согласно популярному представлению, на строительную площадку будет доставлена ​​машина для 3D-печати, оператор нажмет кнопку пуска, и все здание материализуется на основе ввода САПР.На самом деле, хотя 3D-печать действительно открывает новые возможности в строительстве, ее применение может быть гораздо менее радикальным, чем некоторые люди предполагают.

Сторонники 3D-печати называют несколько преимуществ. Поскольку каждая часть здания изготавливается по индивидуальному заказу, она допускает множество экзотических и нестандартных форм, которые в противном случае были бы невозможны. Это также означает, что каждый аспект здания может быть адаптирован к требованиям конечного пользователя с беспрецедентным уровнем настройки.Теоретически, за счет автоматизации значительной части процесса строительства 3D-печать должна привести к значительной экономии затрат на рабочую силу. Наконец, 3D-печать должна приводить к очень небольшому количеству отходов, так как потребуется только сам материал.

Одно из основных ограничений для 3D-печати зданий — это требуемый размер 3D-принтера. Чтобы обойти это, такие компоненты, как стены и полы, можно распечатать отдельно, а затем собрать на месте. Это похоже на традиционную сборную конструкцию, с той лишь разницей, что компоненты собираются на 3D-принтере, в отличие от традиционных производственных процессов.Другая проблема — материальные ограничения. В настоящее время 3D-принтеры, используемые в строительных приложениях, печатают только из одного материала. Это означает, что тот же принтер, который печатает надстройку здания, нельзя использовать для печати услуг и отделки здания, установка которых может стоить дороже, чем сама надстройка. Для принтеров, работающих с бетоном, даже для завершения надстройки требуется, чтобы арматурная сталь была размещена вручную. Мультиматериальные 3D-принтеры существуют для различных промышленных применений, но еще не адаптированы для использования в строительстве.В производстве 3D-печать имеет преимущество перед традиционными процессами, такими как штамповка или формование, когда продукты производятся в небольших объемах. Поскольку многие здания являются одноразовыми проектами, это, казалось бы, естественным образом подходит для строительной отрасли. Однако это противоречит тому факту, что даже одноразовые здания состоят из большого количества стандартизованных компонентов (арматура, двери, трубопроводы, перила и т. Д.), Которые массово производятся на заводе.

Самый высокий дом в мире, напечатанный на 3D-принтере WinSun.Кредит изображения: WinSun

Текущее состояние 3D-печати зданий изменилось, как и следовало ожидать, исходя из этих преимуществ и ограничений. Крупнейшие в мире трехмерные печатные конструкции были созданы в Китае компанией WinSun с использованием процесса, при котором отдельные стеновые и напольные панели изготавливаются на заводе, а затем отправляются на строительную площадку для окончательной сборки. WinSun утверждает, что это привело к значительной экономии средств, но неясно, в чем заключается эта экономия или какие преимущества имеет их технология по сравнению с традиционным сборным железобетонным материалом.Другая компания, HuaShang Tengda, утверждает, что напечатала целые конструкции на месте. Однако при просмотре видеозаписи процесса строительства становится ясно, что только определенные части бетона напечатаны на 3D-принтере, а вся арматурная сталь была размещена вручную. Вместо «настоящего» метода 3D-печати зданий это можно было бы правильно описать как метод бетонного строительства, который устраняет необходимость в опалубке — значительный прогресс в технологии, но не считая революции, о которой объявили некоторые сторонники 3D-печати.

В конечном счете, именно стоимость будет определять широкое распространение этой технологии. Чуть более 100 лет назад Томас Эдисон представил революционный метод строительства домов на основе готовых конструкций, который, как предполагалось, будет быстрее и дешевле, чем традиционное строительство. Железная опалубка в форме дома, вплоть до внутренней отделки, такой как столы и ванны, была доставлена ​​на участок, и в нее залили бетон. Несмотря на достоинства этого метода, он не прижился из-за непомерной стоимости опалубки.Чтобы компании могли получить прибыль до того, как опалубка достигнет конца срока службы, эти «залитые» здания должны быть оценены намного выше, чем они бы стоили, если бы они были построены традиционным способом. В то время как этот тип строительства никогда не прижился, бетон, залитый на место, сейчас является гораздо более популярным материалом, чем это было в начале 20-х, ^{-х годов,} -го века.

Исходя из ограничений и текущих применений 3D-печати, вполне вероятно, что 3D-печатные здания могут пойти по тому же пути, что и дома Эдисона.Хотя маловероятно, что печать целых зданий с отделкой на месте когда-либо станет экономичной или широко распространенной практикой, вполне вероятно, что 3D-печать найдет свою нишу в создании специализированных строительных компонентов, которые трудно изготовить другими методами. Технологии аддитивного производства, которые используются в 3D-принтерах, также могут быть адаптированы для повышения эффективности традиционных строительных процессов. Вместо того чтобы произвести революцию во всей отрасли, 3D-печать стала бы еще одним инструментом, который строительные компании могли бы использовать для решения определенных типов уникальных задач.

Изображение на обложке: 3D-принтер, строящий мост в Амстердаме, автор MX3D

.