3D-принтеры идут в строительство.
ООО "Ваш Инженер" на выставке MosBuild 2016
Профессор Берок Хошневис из Университета Южной Калифорнии в 2012 году сконструировал 3D принтер, позволяющий "печатать" небольшие строительные конструкции и дома до 2-х этажей. Первые пробные сооружения имели декоративное назначение и возводились для отладки технологии. Строение возводилось на спланированной площадке по уплотнённому щебню (без фундамента). Декоративные элементы изготавливались здесь же, как отдельные части, с последующим монтажом на несущую конструкцию.
Изобретение Хошневиса представляет собой большой манипулятор с закрепленным на стреле или на манипуляторе экстрактором (сопло с экструдером), через который выдавливается вязкая бетонная консистенция и равномерным слоем укладывается на рабочую поверхность. Слой за слоем, по заданному программой контуру, производится укладка стен сооружения. Эта технология так и была названа - "контурное строительство" (Contour Crafting).
Для начала работ с принтером необходимо подготовить строительный раствор, в состав которого входят цемент, стекловолокно, и иные материалы. 3D-печать применима только для возведения стеновых конструкций и изготовления отдельных элементов декора. Понятно, что стропила, кровлю, дверные и оконные рамы придётся монтировать отдельным бригадам строителей. Скорое время начального схватывания цемента позволяет нижележащим слоям не просаживаться по весом выше уложенных. Обычно на строительство дома малоэтажной застройки, площадью до 300 кв.м., уходит от 6 до 12 месяцев. При этом, все работы производятся в ручную и их качество целиком зависит от человеческого фактора. По 3D-технологии, дом площадью в 200 квадратных метров, можно напечатать всего за 24 часа. С учетом отделки и прокладки всех необходимых коммуникаций строительство занимает от одного месяца до полугода. Конечно же, это- в идеале.
Конструкции современных экструдеров позволяют "печатать" стены различными по составу бетонами, в том числе стандартными составами на основе цемента марки 500, а также использовать смеси с минеральными добавками и фиброволокном. Обычно в базовую комплектацию принтеров входит три печатающие головки-экструдеры, рассчитанные на печать разными составами. В инструкциях по эксплуатации принтеров есть технологические регламенты на смеси. К ПО прилагается библиотека готовых файлов с различными элементами ландшафтного дизайна и элементами зданий. На стройплощадке также задействуют растворную мешалку и мойку высокого давления. Всё что требуется от рабочих, это установить рельсы по периметру будущего дома и смонтировать 3D принтер. Остальное сделает компьютер, управляющий по заданной программе движением манипулятора и дозированием бетона. 
В Китае архитектурная компания WinSun Decoration Design Engineering Company в шанхайском районе Цинпу за сутки возвела 10 домов площадью – 200 м2. Как и их американские коллеги китайские новаторы своим 3D-принтером «печатают» дома по частями, затем, собирая его в единое целое. В качестве материала китайцами использовался прошедший переработку строительный мусор и цемент с добавками стекловолокна (армирование бетона). К сожалению, при возведении конструкций посредством 3D-принтером, не может быть установлена вертикальная арматура, которая будет помешать манипуляциям экструдера на нужной высоте. Для целостности конструкции бетон нуждается в армировании, иначе произойдёт его растрескивание. Поэтому, в Китае дома армировали стекло-пластиковой сеткой. Используемый принтер имел длину 152 м, ширину – 10 м, и высоту 6 м.
Специалисты сходятся во мнении, что подобная технология найдёт спрос для постройки мало-бюджетных домов, прежде всего, для семей с невысоким уровнем дохода. Скорость современного строительного принтера составляет от семи до десяти кв. метров в минуту, а в Китае уже сейчас есть принтеры, способные за минуту напечатать более 50 м2. Себестоимость такого дома с дверями, окнами, кровлей, коммуникациями, с внешней и внутренней отделкой – порядка 8-10 000 $. Аналогичное строение из кирпича обойдется как минимум в два раза дороже. Продажная цена напечатанного дома с полной отделкой составит где-то: 16-25 тыс. долларов или 1 650 000-2 000 000 рублей.
Конечно, индустрия строительства домов с применением 3д-печати находится на начальном этапе своего развития, и оборудование производят немногие компании. Дешевле всего купить принтер производства Китая. Компания BetAbram собирается выпустить линейку из трёх принтеров для печати домов без опалубки: 4х3м, 12х6 м, 16х9 м (стоимость принтера-16x9 составит-44 000$). Изделия российской компании ЗАО «Спецавиа», которая находится в Ярославле, стоят дороже.
В сотрудники "НИИЖБ" не рассматривают строительства домов из фибробетона без стальной арматуры. Ими ещё не выработаны строительные нормы и правила под новые технологии.
Компанией "apis-cor" , при возведении стен сооружений по 3D-технологии, использует арматуру из стекловолокна, отрезки которой укладываются поперечно между последовательными слоями. Полное армирование с заливкой бетоном выполняется только в первом поясе возводимого здания (несущий армированный пояс). Стенки этого пояса выполняют роль несъёмной опалубки, которые удерживаются шпильками пропущенными через пластиковые трубки.
Возведённый принтером армопояс заливается бетоном, время затвердивания которого составляет несколько суток. На поверхность армопояса наносится слой гидроизоляционного битумного полотна и уже на него начинает класть свои последующие ряды 3D-принтер. Конструкция несущих стен отличается от армированного пояса. Здесь между двумя стенками принтер печатает волнистую перемычку и рабочие подкладывают между слоями отрезки стекло-арматуры.
Даже если 3D-печать станет значительно дешевле традиционных методов строительства коробок, то у меня есть скрытые сомнения в том, что в наших российских условиях всё будет также гладко как это демонстрируют фирмы производители в павильонных условиях или в случае отдельных строений на ими же выбранном участке. По этой технологии без всяких проблем могут быть произведены лишь элементы декора или объекты вспомогательного назначения.
Основу данной технологии составляет особый материал - быстро схватывающийся реакционно-порошковый бетон. Важная черта реакционно - порошкового бетона является отсутствие крупного заполнителя без потери эксплуатационных параметров. Здесь могут использоваться дешевые виды бетонов, такие как мелкозернистые и песчаный бетон модифицированный добавками (гиперпластификаторы, ускорители твердения, фибра). Для армирования существует два пути решения: введение в состав бетона стекловолокна или прокладка арматурных сеток между слоями наносимой бетонной смеси. Поскольку материал, используемый в данной технологии строительства, должен обладать быстрым набором прочности, чтобы каждые уложенные слои могли нести нагрузку от последующих, то есть предложения использовать в этой технологии активизированный бетон. Наиболее эффективным способом активации заполнителей за счёт увеличения поверхностной энергии является механохимическая обработка материала, достигаемая дроблением, измельчением и поверхностным истиранием твёрдофазных компонентов бетона.
Строительство с применением 3D-принтера предусматривает привлечение рабочих на видах работ:
1. выравнивание участка;
2. земляные работы для устройства ленточного фундамента;
3. заливка фундамента бетоном;
4. монтаж рельсового пути по двум сторонам будущего здания, для перемещения 3D-принтера (Contour Crafting);
5. когда здание возведено до уровня оконных проёмов, необходимо установить перемычки, а затем, когда «печать» первого этажа завершена, положить перекрытия;
6. работа печатной установки завершается после возведения каркаса здания. Кровельные и отделочные работы, а также установка окон и дверей выполняются рабочими.
Конструкции стен, производимых 3D-принтером (метод экструдирования или аддитивная технология), могут иметь различные формы (с чётко предустановленными геометрическими допусками), что пожалуй, является единственным оригинальным качеством данной технологии. Сначала принтер печатает на заданный уровень внутренний, наружный и средний слои стены, а затем скрепляет их зигзагообразным профилем «в форме рёбер жёсткости. В результате, полая стена обладает хорошей теплоизоляционной способностью, лёгкостью, а также, в пустотах стены можно прокладывать коммуникации и вентиляционные каналы.
Пока, к недостаткам 3D-печати домов можно отнести невозможность возведение зданий высотой более двух этажей и неустойчивость компьютерных технологий к физическим разрушающим факторам. Наверное, к дальнейшей отработке данной технологии в строительстве зданий, учёных подстёгивает возможность в короткие сроки возводить дома в зонах стихийных бедствий или иных катастроф, а также, в случае освоения Луны и Марса, поскольку эта технология позволит строить дома в условиях, непригодных для работы человека (низкие температуры, отсутствие кислорода и прочее).
К преимуществам 3D принтера в строительстве можно отнести скорость возведения коробки в идеальных условиях (постройка здания с площадью 240 квадратных метров будет печататься всего за 20 часов). По расчётам некоторых учёных, при использовании этой технологии, прочность стены повышается в 3,5 раза (прочность возведенной с помощью 3D принтера примерно 700 килограмм на 1 квадратный сантиметр, когда средняя прочность обычной стены составляет 200 килограмм на 1 квадратный сантиметр). Также они отмечают снижение расхода материалов (построенная данным способом стена полая, что существенно уменьшает расход необходимых материалов, она намного легче и обладает хороший теплоизоляцией). К тому же, по опыту китайских строителей стала очевидной возможность использовать в данной технологии вторсырьё (применение измельчённых строительных отходов, перемешанных с цементом).
| Detect language Afrikaans Albanian Arabic Armenian Azerbaijani Basque Belarusian Bengali Bosnian Bulgarian Catalan Cebuano Chichewa Chinese (Simplified) Chinese (Traditional) Croatian Czech Danish Dutch English Esperanto Estonian Filipino Finnish French Galician Georgian German Greek Gujarati Haitian Creole Hausa Hebrew Hindi Hmong Hungarian Icelandic Igbo Indonesian Irish Italian Japanese Javanese Kannada Kazakh Khmer Korean Lao Latin Latvian Lithuanian Macedonian Malagasy Malay Malayalam Maltese Maori Marathi Mongolian Myanmar (Burmese) Nepali Norwegian Persian Polish Portuguese Punjabi Romanian Russian Serbian Sesotho Sinhala Slovak Slovenian Somali Spanish Sundanese Swahili Swedish Tajik Tamil Telugu Thai Turkish Ukrainian Urdu Uzbek Vietnamese Welsh Yiddish Yoruba Zulu | Afrikaans Albanian Arabic Armenian Azerbaijani Basque Belarusian Bengali Bosnian Bulgarian Catalan Cebuano Chichewa Chinese (Simplified) Chinese (Traditional) Croatian Czech Danish Dutch English Esperanto Estonian Filipino Finnish French Galician Georgian German Greek Gujarati Haitian Creole Hausa Hebrew Hindi Hmong Hungarian Icelandic Igbo Indonesian Irish Italian Japanese Javanese Kannada Kazakh Khmer Korean Lao Latin Latvian Lithuanian Macedonian Malagasy Malay Malayalam Maltese Maori Marathi Mongolian Myanmar (Burmese) Nepali Norwegian Persian Polish Portuguese Punjabi Romanian Russian Serbian Sesotho Sinhala Slovak Slovenian Somali Spanish Sundanese Swahili Swedish Tajik Tamil Telugu Thai Turkish Ukrainian Urdu Uzbek Vietnamese Welsh Yiddish Yoruba Zulu |
В этой статье мы расскажем о том, как приобрести 3Д принтер для печати домов и как организовать строительный бизнес на базе такого оборудования.
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 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 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 , тем более, что сегодня конкуренция в этой сфере все еще достаточно невысока.
На данном этапе развития, печать домов на 3d принтере еще не является широко распространенной. Поэтому все те, кто сделает выбор в пользу данной технологии именно теперь, обречены стать успешными, оставив позади те строительные компании, которые недоверчиво относятся к технологическим новинкам. Ведь 3д печать позволяет строить жилища, не уступающие по качеству и надежности традиционным постройкам. А в некоторых вопросах даже давать им фору. При этом легкость монтажа и скорость изготовления комплектующих существенно снижает срок сдачи объекта.
К тому же, 3д печать делает возможным использование меньшего количества работников для монтажа одного здания. А это значит, что при одном и том же штате сотрудников, вы можете строить не одно здание, а одновременно сразу несколько. Тем самым достигается неоспоримое преимущество над конкурирующими компаниями, которые со временем попросту не смогут выдерживать ваш темп.
Бытует мнение, что 3d печать домов - это создание скучных однотипных построек. На самом деле это совершенно не так. Технология 3Д-принта позволяет сооружать постройки самой разной планировки, с множеством вариантов экстерьера. Мало того, эта технология позволяет строить уникальные здания с неповторимыми вариантами отделки. Если ваш клиент пожелает, чтобы его жилье отличалось уникальностью, вы с легкостью можете предоставить ему такую возможность.
Учитывая все преимущества трехмерного принта, а также надежность и долговечность построек, возведенных с его помощью, можно с уверенностью сказать, что 3 д печать домов - это будущее, которое стучится в наши двери уже сегодня. И отказаться от тех преимуществ, которые эта технология дарит своим обладателям, значит безнадежно отстать от веяний современности и утратить конкурентоспособность на фоне тех строительных компаний, которые уже используют 3Д-принтеры в своей работе.
Строительные 3d принтеры это новое направление в сфере строительства зданий и сооружений.
Принципы работы основаны на послойном нанесении материала, например бетона, и формирования конструкций стен, крыши или перекрытий.
Материал, который используется для работы это обычный бетон, который возможно изготовить самостоятельно.
Программное обеспечение, с помощью которого создается 3д модель для работы широко распространено среди архитекторов и инженеров. Существует массам специализированного софта, за который даже не придется платить. Так например, для создания 3d модели, пригодной для работе с принтером можно использовать SketchUp от Google. Данная программа интуитивно понятна и позволяет начать работу с первых часов использования.
Порядок строительства с помощью 3d принтера следующий:
1. Создается проект с учетом строительных норм.
2. Создается 3д модель объекта.
3. Заливается фундамент традиционным способом.
4. Запускается в работу 3д принтер, который создает стены. В процессе применяется армирование, утепление и иные процессы, присущие традиционному методу строительства. Укладка арматуры, утеплителя или заливка полостей бетоном осуществляется в соответствии с проектом. Нет никаких отличий от традиционного метода.
5. Укладываются или заливаются перекрытия.
6. Отделка. Зависит от пожеланий. Стены после 3д печати получаются достаточно гладкими, чтобы просто оштукатурить их обычным способом и получить привычно ровные стены.
Прочность сооружения будет полностью зависеть от проектных решений. Какая марка бетона будет применяться, сколько и где будет уложено арматуры, какие формы конструкции будут возводиться. Все это влияет на прочность. Сам принтер не обеспечивает прочность, он выполняет то, что заложено в проекте.
В ходе испытаний было установлено, что бетонные конструкции, выполненные традиционным способом, имеют равные прочностные характеристики с конструкциями, напечатанными на 3д принтере. Поэтому стоит воспринимать 3д принтер как инструмент, а не как волшебную палочку. Аддитивные технологии призваны облегчить создание новых форм, удешевить и ускорить процесс, на ряду с такими инструментами как электродрель или бетоносмеситель.
Скорость определяется исходя из характеристик конкретной модели. Некоторые принтеры представленные в нашей компании способны укладывать стены со скоростью 2,5 куб. м в час, это около 25 кв. м однокамерной стены. Смесь застывает в стандартные сроки, также как если бы вы залили бетон из бетономешалки.
Цена строительства зависит от многих факторов, посчитать целесообразность возможно исходя из конкретного объекта. Поскольку в работе используются стандартные бетонные смеси, цена на материал такая же как и при обычной заливке, однако строительный 3д принтер позволяет создавать более рациональные конструкции и достигать результата с меньшими затратами материала, на этом можно экономить.
Обслуживающий персонал состоит из 2 человек. 1 оператор, который управляет принтером, 1 человек готовит смесь для работы. Есть 2 варианта подачи смеси, засыпка вручную в контейнер или установка станции подачи.
Основные преимущества строительной 3d печати перед традиционными методами строительства это ускорение процесса, снижение себестоимости и доступность новых дизайнерских форм.
При покупке строительного 3д принтера предоставляется возможность бесплатного обучения. Также мы предлагаем пусконаладочные работы в любой точке мира.
Для получения коммерческого предложения необходимы ваши реквизиты, контактные данные, указание на конкретную модель или обозначение задач, которые планируете решать с помощью оборудования.
3D принтер – это устройство для печати трехмерных физических моделей. Другими словами – это устройство, которое создает физические объекты путем последовательного наложения слоев. Конечно, на сегодняшний день уже никого не удивишь такими технологиями. Однако данная область активно развивается, и каждый год на свет появляются новые, удивительные принтеры с невероятными возможностями. К примеру, 3D принтер для строительства домов в натуральную величину.
Конечно, такие принтеры имеют внушительные размеры и высокую стоимость. Они работают с различными строительными материалами, такими как цемент, гипс и другие. На данный момент строительный 3D принтер находится в стадии разработки и те модели, которые имеются в настоящее время, являются экспериментальными моделями. Однако, не смотря на это, такие устройства имеют достаточно большие перспективы.
1. Что же такое строительный 3D принтер
Строительный 3D принтер ни чем не отличается от обычного устройства для трехмерной печати. Разница лишь в используемых материалах, ну и конечно же, в размерах. Ведь для создания здания в натуральную величину принтер должен иметь просто огромные размеры. В этом то и заключается сложность.
Современные модели 3D принтеров размещаются на рельсах по обе стороны здания. На сегодняшний день максимальная высота печатающей головки достигает 6 метров, что равняется высоте обычного двухэтажного дома. Для транспортировки принтера необходим специальный тягач, а для установки на рельсы в месте применения потребуется кран.
Стоит отметить, что для того, чтобы построить здание при помощи строительного 3Д принтера в первую очередь необходимо подготовить площадь, залить фундамент будущего здания и разравнять окружающую местность, чтобы сам принтер стоял максимального ровно. Только после этого можно устанавливать сам принтер. Однако и после этого устройство не способно работать автономно. Для строительства все равно требуются специально обученные и опытные люди, которые будут контролировать весь процесс. Кроме этого для строительства потребуется огромное количество строительного раствора, который доставляется специальными автомобилями-бетономешалками.
Весь процесс занимает достаточно много времени, сил и финансов. Однако это все же более выгодно, чем строительство домов традиционными методами. Кроме этого весь процесс печати дома на 3Д принтере занимает значительно меньше времени, чем строительство обычным способом.
1.1. Особенности строительного 3Д принтера
Главной особенностью, которой обладает строительный 3Д принтер, является скорость выполнения поставленной задачи. Кроме этого точность и четкость выполняемых работ. Ведь принтер полностью лишен человеческого фактора, он не допускает ошибок и выполняет свои функции абсолютно точно.
Еще одна особенность заключается в том, что механизированный труд стоит гораздо дешевле, чем ручная работа нескольких бригад рабочих. Таким образом, 3Dпринтер уже сегодня способен заменить ручную работу. При этом напечатанный дом на 3Д принтере отличается высокой прочностью, точностью и надежностью, так как принтер строго выполняет установленные правила.
2. Печать домов на 3Д принтере
Не смотря на то, что уже сегодня существуют 3Д принтеры, которые способны создавать дома в натуральную величину, еще совсем недавно при помощи трехмерной печати можно было создать лишь уменьшенную копию здания. Обычные принтеры, которые сегодня используются в быту или на производствах – это прототипы огромных строительных 3Д принтеров. Это был первый шаг на пути к разработке моделей для строительства домов.
3. 3D-принтер для строительства: Видео
Следующим шагом стали 3D принтеры, которые могли работать со строительными материалами, однако напечатать они могли разве что кирпич. Однако это позволило еще ближе подойти к разработке современного строительного устройства, для строительства домов. В наше время уже существует дом, напечатанный на 3D принтере, и не один.
3.1. Преимущества технологии создания домов на 3Д принтере
Современный 3D принтер для печати домов – это будущее, которое доступно уже сегодня. Такие технологии позволяют застраивать территории в рекордно короткие сроки, создавая целые улицы и кварталы за считанные месяцы. При этом весь процесс требует значительно меньше финансовых затрат, нежели строительство традиционными методами.
Также стоит отметить, что печать дома на 3D принтере происходит с использованием современных материалов, таких как быстросохнущий цемент и так далее. Это в свою очередь существенно ускоряет строительство и позволяет строить предельно прочные и надежные конструкции. Более того, некоторые модели строительных принтеров способны не только выстраивать здания из бетона, но и прокладывать все необходимые коммуникации – электропроводку, трубопровод, газовую развязку и так далее.
