Многим может показаться, что эта технология очень футуристичная, очень сложная и малодостижимая.
На самом деле, это не так. Если мы внимательнее изучим технологию 3D-печати, то поймем, что здесь используются достаточно простые и известные вещи: бетонный миксер, бетонный насос и, соответственно, башенный или мостовой кран, объединенные программным обеспечением в один комплекс.
Плавучий дом
Два месяца назад в нашей группе в ВК мы уже рассказывали о планах чешского архитектора напечатать на 3D-принтере первый плавучий дом и вот. проект успешно реализован!
Площадь здания, получившего название Prvok (в переводе с чешского языка — простейший), 43 кв.м. Внутри он представляет собой квартиру-студию с отдельной спальней и санузлом.
Особое внимание создатели проекта уделили технологиям устойчивого строительства. В доме реализована система рекуперации тепла и повторного использования сточных вод, на создание комфортного микроклимата «работает» зелена крыша. В результате расходы на обслуживание напечатанного жилища будут вдвое ниже по сравнению с обычными домами, уверяют создатели.
Печать дома на 3D принтере. Новые технологии строительства // FORUMHOUSE
Благодаря полипропиленовым волокнам, пластификаторам и ускорителям схватывания конструкции из уникального бетона уже через сутки после возведения выдерживают нагрузку в 25 МПа. А еще через 28 дней прочность строения вырастает настолько, что оно способно вынести нагрузку в 65 МПа.
Вместо планируемых двух суток плавучий домик напечатали всего за 22 часа. Сейчас здание готовят к отделке, а на воду его планируют спустить уже этим летом.
Самое большое на планете здание, созданное с помощью технологии 3D-печати
Объединённые Арабские Эмираты славятся большим количеством самых-самых зданий в мире и снова отметились в Книге рекордов Гиннесса – на этот раз за самое большое на планете здание, созданное с помощью технологии 3D-печати.
Рекордное здание имеет высоту 9,5 метра и общую площадь 640 квадратных метров. Как сообщается, на его возведение потребовалось вдвое меньше рабочих, чем обычно. Кроме того, количество отходов было снижено на 60% в сравнении с традиционной стройкой. На столько же сократились и общие затраты на возведение. По словам экспертов, напечатанное здание соответствует всем строительным стандартам.
Давуд аль-Хаджри заявил, что они намерены сделать Дубай мировой столицей в области использования 3D-печати для строительства зданий.
Двухэтажный дом
Бельгийская компания Kamp C решила продемонстрировать настоящие возможности технологии 3D-печати и построила прототип двухэтажного дома с применением самого крупного в Европе 3D-принтера.
Дом имеет площадь около 90 кв. м и является первым 3D-напечатанным домом в два этажа. Здание построено с использованием принтера COBOD BOD2 размером 10 x 10 м. Процесс строительства заключается в выдавливании специальной цементоподобной смеси из сопла и создание базовой конструкции из наслаивания материала. Затем к работе подключаются люди, и доделывают некоторые детали, например, крышу и окна.
Дом был завершен на месте в течение трех недель, но в Kamp C считают, что в будущем процесс можно сократить до двух дней. Также благодаря использованию технологии, строители сэкономили приблизительно 60% на материале, времени и бюджете.
Весь процесс строительства и результат можно увидеть на видео!
Что дальше?
Не так давно НАСА был объявлен конкурс на лучшую технологию возведения объектов не где-нибудь, а на Марсе. Идея такая. Еще до начала колонизации на Марс должны быть отправлены автоматизированные системы, которые напечатают там какую-то жилую структуру. Все это должно происходить без участия человека, с использованием материалов, которые есть на самой «красной планете». Сами модули призваны обеспечить достаточную защиту от радиации, метеоритов и т.д.
Финал этого конкурса выиграла одна из российских компаний. Наша технология была признана лучшей для использования на Марсе.
Правда и то, что строительному сообществу предстоит еще очень большая работа, чтобы довести технологию строительной 3D-печати до использования в индустриальных масштабах здесь, на Земле.
Если мы посмотрим на схему организации проектного процесса, то наглядно видим выигрыш использования строительной 3D–печати, так как она, во-первых, автоматизирует все процессы, а во-вторых, позволяет отказаться от половины операций, которые сегодня используются в монолитном строительстве.
Например, строительному принтеру для работы не нужна опалубка. Между тем, подсчитано, что почти 80% всех промышленных отходов образуется именно из-за необходимости использовать опалубку. Она составляет и серьезную часть – до 50% – стоимости конструкций.
За последние 10 лет создано огромное количество прототипов строительных 3D-принтеров. На строительном принтере теперь печатают не только традиционные ограждающие конструкции, но и различные декоративные элементы, бетонные скульптуры, предметы уличного интерьера. А также автобусные остановки. И даже уборные.
В последние годы известность приобрел китайский 3D-подход к модулям крупноблочной сборки общественных и жилых зданий. А американские специалисты придумали технологию 3D-печати целых малоэтажных микрорайонов.
Остались вопросы? Свяжитесь с нами!
Телефон: 8 (800) 555 29 32
Подпишитесь на нашу email-рассылку, чтобы не пропускать новые статьи!
Источник: bsrbest.com
Строительство лучших загородных домов по технологии 3D каркас
Строим в Москве и МО капитальные каркасные дома для постоянного проживания ПРЕМИУМ-класса. Благодаря инновационным разработкам, дома по технологии 3D каркас имеют высочайшие показатели прочности, энергоэффективности и огнестойкости, равных которым в мире пока не существует.
ЧТО ТАКОЕ ТЕХНОЛОГИЯ 3D КАРКАС?
Запатентованная 3D технология строительства каркасного дома — это жесткая энергоэффективная конструкция, состоящая из трех смещенных между собой каркасов, послойно заполненных негорючим базальтовым утеплителем. Благодаря промежуточному горизонтальному каркасу внешние стены обладают непревзойденной прочностью, в них полностью отсутствуют сквозные промерзания, в разы увеличена огнестойкость дома.
КОНСТРУКЦИЯ СТЕНЫ
ПО ТЕХНОЛОГИИ 3D КАРКАС
Плита OSB 12 мм
Плита OSB-3 ”GLUNZ” (Германия)
Немецкая плита Премиум класса OSB-3 ”GLUNZ” обладает высочайшей влагостойкостью. Дом без внешней отделки может стоять белее трех лет.
Суперпрочность тройного каркаса позволяет вместо плиты OSB-3 сразу обшивать наружные стены любым отделочным материалом. Тогда дом будет сдаваться
с внешней отделкой.
Внешний вентиляционный зазор
Внешний вентиляционный зазор
Вентиляционный зазор предназначен для циркуляции воздуха под внешней обшивкой каркасного дома.
Благодаря постоянной вентиляции
в стенах не скапливается влага. Конструкции дома всегда находятся
в сухом состоянии. Максимально сохраняются строительные материалы. В разы увеличен срок службы каркасного дома.
Внешний вертикальный каркас
Внешний вертикальный каркас
Внешний каркас — 50 х 100 мм расположен снаружи стеновой конструкции и полностью закрывает утеплителем всю поверхность стен.
Благодаря сплошному внешнему утеплению все деревянные элементы каркасов перекрыты базальтовым утеплителем. Энергоэффективность строения
с параметрами ”пассивного дома”.
Супердиффузионная мембрана
Мембрана DuPont ”Tuvek Solid” снаружи эффективно защищает стены каркасного дома от внешних воздействий и при этом ”дышит”.
Структура мембраны ”Tuvek Solid” не допускает проникновения влаги внутрь стеновой конструкции
и одновременно выводит водяные пары из внешних стен дома.
Распорки каркаса
Распорки (перемычки) каркаса служат для усиления горизонтальных связей в каркасной конструкции и образуют ячейки
для укладки плит утеплителя.
В ячейках базальтовый утеплитель плотно прилегает к элементам каркаса и не подвержен оседанию. Благодаря такому качественному утеплению в доме всегда тепло.
Промежуточный горизонтальный каркас
Промежуточный каркас 50 х 150 мм расположен между вертикальными каркасами — внешним и внутренним.
Горизонтальный каркас многократно увеличивает пространственную жесткость конструкций. Промежуточный слой утеплителя изолирует деревянные элементы внешнего и внутреннего каркасов.
Пароизоляционная мембрана
Пароизоляция ” JUTA” монтируется на внутренней поверхности стен
и является защитой от попадания паров внутрь теплоизоляции.
Мембрана герметично проклеивается специальной соединительной лентой, что гарантирует целостность и надежность пароизоляции. Внешние стены дома всегда сухие и теплые.
Скрытый монтаж коммуникаций
Скрытый монтаж коммуникаций
В базовую комплектацию входят
все инженерные коммуникации: водоснабжение, канализация, отопление, вентиляция и электрика.
Монтаж коммуникаций производится скрытым способом из качественных европейских материалов. Гарантия эстетичной внутренней отделки
и долгой безопасной эксплуатации.
Внешняя отделка
Внешняя отделка дома
При строительстве сдаем дома на выбор в двух вариантах: с обшивкой влагостойкой плитой OSB-3 ”GLUNZ”
или сразу с внешней отделкой.
Предлагаем различные варианты внешней отделки дома: штукатурный ”мокрый фасад”, клинкер, различные виды панелей, исскуственный камень, имитация бруса, сайдинг и другие.
Внешнее утепление перекрытий 100 мм
Внешнее утепление перекрытий
Цокольное и межэтажное перекрытия с наружной стороны дома закрыты дополнительным слоем утеплителя внешнего каркаса толщиной 100 мм .
Устранены прямые промерзания
в конструкцииях пола. Перекрытия защищены от проникновения холода. В самые лютые морозы
в доме всегда комфортные полы.
Тавровые балки перекрытий
Тавровые балки перекрытий
Перекрытия состоят из усиленный тавровых балок с шагом 360 мм . Балки расчитаны под нагрузки более 470 кг/м2. Полы не подвержены вибрации и прогибам.
В базовой комплектации финишным покрытием пола является фанера ФК, на которую остается уложить ламинат или паркетную доску.
Утепление внешнего каркаса 100 мм
Тройное утепление внешних стен — 250 мм
В ячейки трех каркасов перекрестно уложены три слоя базальтового утеплителя ”PAROC”:
внутренний — 100 мм ;
промежуточный — 50 мм ;
внешний — 100 мм .
Утеплителем перекрыты все деревянные элементы каркасов. В стенах полностью ликвидированы ”мостики холода”. Это самый энергоэффективный и огнестойкий каркасный дом.
250 мм
Утепление промежуточного каркаса 50 мм
Утепление внутреннего каркаса 100 мм
Внутренний вертикальный каркас
Внутренний вертикальный каркас
Внутренний каркас 50 х 100 мм представляет собой классический одинарный каркас, из которого возводятся дома по канадской технологии.
В 3D варианте внутренний вертикальный каркас является лишь частью единой мощной конструкции. Три каркаса жестко скреплены между собой и благодаря перекрестным связям придают внешним стенам непревзойденную прочность.
Воздушный зазор для коммуникаций
Воздушный зазор для коммуникаций
В базовой комплектации дом сдается
с готовыми внутренними инженерными сетями. Все коммуникации прокладываются скрытым способом в специальном воздушном зазоре под внутренней обшивкой стен.
Воздушный зазор позволяет без нарушения пароизоляции монтировать во внешних стенах трубы из сшитого полиэтилена ”REHAU” и силовой электрический кабель
с внутренними розетками.
Плита OSB 9 мм
Плита OSB-3 ”GLUNZ” (Германия)
Плита OSB-3 от немецкого концерна ”GLUNZ” отличается высшей степенью экологичности и соответствует самым строгим европейским нормам Е0. Плита является самой безопасной среди всех известных марок OSB-3.
Плита ”GLUNZ” применяется для внутренней обшивки жилых помещений,
в том числе в Европе. Особенно подходит для людей, страдающих от аллергических реакций.
Плита ГКЛ 12,5 мм
Плита ГКЛ (гипсокартон) ”KNAUF”
Гипсокартон ”KNAUF” является экологичным огнестойким материалом на основе гипса. ГКЛ применяется в отделке внутренних помещений для идеального выравнивания стен и создания архитектурных форм.
Во влажных помещениях используется ГКЛВ (влагостойкий гипсокартон). Благодаря устойчивости к сырым процессам подходит для обшивки стен санузлов под плитку.
Внутренняя отделка
В базовой комплектации строение максимально готово к внутренней отделке. После подбора отделочных материалов выполняются финишные работы и дом
”под ключ” сдается для круглогодичного проживания.
Предлагаем любые виды отделочных работ. При отделке деревом плиту OSB-3 можно заменить на имитацию бруса. При отделке под обои внутренние стены обшиваются гипсокартоном (ГКЛ).
Пароизоляция пола
Утепление и шумоизоляция пола 200 мм
Утепление и шумоизоляция пола — 200 мм
Теплоизоляция пола первого этажа
производится базальтовым утеплителем ”PAROC” толщиной 200 мм . Такое утепление минимизирует теплопотери в цокольном перекрытии и создает комфорт жильцам загородного дома.
В полы второго этажа закладывается утеплитель толщиной 250 мм .
В межэтажном перекрытии базальтовые плиты выполняют функцию абсолютного шумопоглощения.
Черновой пол OSB- 9 мм
ПРЕИМУЩЕСТВА
ТЕХНОЛОГИИ 3D КАРКАС
Особенности
ТРОЙНОГО КАРКАСА
ПЛЮСЫ ДОМА
ИЗ ТРОЙНОГО КАРКАСА
ТРОЙНОЙ УСИЛЕННЫЙ КАРКАС
- Стена состоит из трех жестко связанных
деревянных каркасов:
внешнего, промежуточного и внутреннего. - Каркасы имеют между собой прочные
вертикальные и горизонтальные связи.
САМЫЕ ПРОЧНЫЕ СТЕНЫ
- Усилена пространственная жесткость каркаса.
- Высокая несущая способность конструкций.
- Стены выдерживают колоссальные нагрузки.
- Надежность дома при длительной эксплуатации.
ТРЕХСЛОЙНОЕ УТЕПЛЕНИЕ СТЕН
- Общая толщина внешних стен – 325 мм .
- Трехслойное утепление внешних стен — 250 мм :
внутренний слой — 100 мм ;
промежуточный слой – 50 мм ;
внешний слой – 100 мм .
НИЗКИЕ ЗАТРАТЫ НА ОТОПЛЕНИЕ
- Энергоэффективность увеличена в три раза.
- Рекордные параметры «пассивного» дома.
- Снижены затраты на энергоносители.
- Экономичное отопление электричеством.
ПЕРЕКРЕСТНОЕ УТЕПЛЕНИЕ
- Три каркаса смещены относительно друг друга.
- Монтаж теплоизоляции в разных направлениях:
внутреннее утепление – вертикальное;
промежуточное утепление – горизонтальное;
внешнее утепление – вертикальное.
СРОК СЛУЖБЫ ДОМА БОЛЕЕ 150 ЛЕТ
- Полностью ликвидированы «мостики холода».
- Исключено образование конденсата.
- Максимально сохраняются стройматериалы.
- Увеличен срок службы дома в целом.
ВНЕШНЕЕ УТЕПЛЕНИЕ ПЕРЕКРЫТИЙ
- С наружной стороны дома внешний каркас
закрывает дополнительным слоем утеплителя цокольное и межэтажное перекрытия.
ТЕПЛЫЕ ПОЛЫ ДАЖЕ В ЛЮТЫЕ МОРОЗЫ
- Устранены промерзания в перекрытиях.
- Решена проблема холодных стыков между стенами и полом.
ЯЧЕИСТАЯ СТРУКТУРА КАРКАСОВ
- Между стойками каркасов расположены
перемычки, образующие ячейки, в которые
плотно в распор закладывается плитный
базальтовый утеплитель.
НЕ НУЖНЫ РЕМОНТНЫЕ РАБОТЫ
- Отсутствует усадка утеплителя.
- Сохраняется энергоэффективность конструкции.
- Отпадает необходимость в ремонтных работах.
ПЕРЕКРЫТЫ ВСЕ ДЕРЕВЯННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
- Деревянные конструкции каркасов плотно
заполнены негорючим базальтовым утеплителем. - Благодаря смещению каркасов между собой
деревянные элементы изолированы друг от друга.
ОТЛИЧНАЯ ОГНЕСТОЙКОСТЬ
- В каркасной стене нет соприкосновения
деревянных элементов между собой. - Высокая пожаробезопасность стен и крыши.
- Самый огнестойкий каркасный дом в мире.
ТРИ СЛОЯ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ
- Базальтовый утеплитель отлично поглощает звук.
- Стены с тройным слоем шумоизоляции
совершенно звуконепроницаемы.
МАКСИМАЛЬНОЕ ШУМОПОГЛОЩЕНИЕ
- В доме абсолютно не слышен любой шум.
- Комфортное проживание в районе аэропортов
и в близи скоростных автомагистралей.
ПОДРОБНЕЕ О ТЕХНОЛОГИИ 3D КАРКАС
ПОЧЕМУ НАШИ КАРКАСНЫЕ ДОМА САМЫЕ ПРОЧНЫЕ?
Высокая несущая способность стен из тройного каркаса благодаря мощным горизонтальным связям.
Между двумя вертикальными смещенными
относительно друг друга каркасами 100 х 50 мм ,
расположен третий промежуточный горизонтальный
каркас 150 х 50 мм , который крепко связывает между собой вертикальные стойки и препятствует продольной деформации стен при больших нагрузках.
3D каркасная технология строительства в разы увеличивает пространственную жесткость стеновой конструкции и гарантирует дому из каркаса непревзойденную прочность и надежность.
Конструктивная безопасность в процессе
длительной эксплуатации дома.
ПОЧЕМУ НАШИ КАРКАСНЫЕ ДОМА САМЫЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ?
Рекордные теплотехнические параметры дома за счет тройного перекрестного утепления стен.
Три слоя теплоизоляции 100 мм + 50 мм + 100 мм смещены относительно друг друга. Базальтовый утеплитель промежуточного горизонтально каркаса, перекрестно расположенный между вертикальними каркасами, полностью перекрывает все деревянные теплопроводящие элементы конструкции.
3D технология строительства каркасного дома устраняет прямые промерзания и «мостики холода» в стенах. Абсолютно исключены теплопотери, поэтому существенно снижены затраты на энергоносители. Экономичное отопление даже электричеством.
Безопасное проживание в зимний период при аварийных отключениях энергосистем.
ПОЧЕМУ В НАШИХ КАРКАСНЫХ ДОМАХ
ВСЕГДА ТЕПЛЫЕ ПОЛЫ?
Полное отсутствие сквозных промерзаний в зоне
цокольного и межэтажного перекрытий.
С внешней стороны дома теплоизоляцией наружного каркаса 100 мм закрыты обвязки перекрытий. Благодаря такому дополнительному внешнему утеплению цокольного и межэтажного перекрытий, внутри помещений решена вечная проблема холодных стыков между полом и стенами. Наши полы утеплены не только внутри здания, но и снаружи.
С помощью данного технологического решения ликвидированы сквозные промерзания в перекрытиях.
Даже в самые лютые морозы в круглогодичном каркасном доме всегда теплые полы.
Ощущение комфорта с теплыми полами в самое холодное время года.
ПОЧЕМУ НАШИ ДОМА
САМЫЕ ОГНЕСТОЙКИЕ?
Отличная огнестойкость дома по технологии 3D каркас связана с отсутствием прямого соприкосновения деревянных элементов внутри стен.
Все три каркаса изолированы друг от друга негорючим базальтовым утеплителем (класс НГ). Это исключает распространение огня во внешних стенах дома. С точки зрения пожарной безопасности, при использовании обшивных материалов пониженного класса горючести, в разы увеличивается огнестойкость каркасного дома.
Можно не опасаться за жизнь и здоровье близких во время лесных пожаров и прочих внешних возгораний. Не существует аналогов среди каркасных построек.
Высокая пожарная безопасность загородного проживания в деревянном доме.
ПОЧЕМУ НАШИ ДОМА
САМЫЕ ТИХИЕ?
Три слоя качественной шумоизоляции в полной мере защищают внутренние помещения каркасного дома от постороннего уличного шума.
В отличие от дерева базальтовые плиты обладают отличным шумопоглощением. В стенах с тремя смещенными слоями утеплителя перекрыты все звукопроницаемые деревянные элементы. По всей площади внешнего контура шумы погашаются внутри самой стеновой конструкции и не проникают в помещения.
3D технология строительства создает в каркасном доме идеальную тишину. Можно спокойно отдыхать при любом уровне уличного шума.
Шумовая безопасность нахождения вблизи аэропортов и скоростных автомагистралей.
ПОЧЕМУ НАШИ ДОМА ДЛЯ МНОГИХ ПОКОЛЕНИЙ?
В нашем каркасном доме для круглогодичного проживания устранены прямые промерзания. Исключена сама возможность образования конденсата и накопления влаги внутри стен. Пиломатериал камерной сушки и все слои базальтового утеплителя хорошо защищены, поэтому всегда находятся в сухом состоянии. Кроме того, в стеновой конструкции предусмотрен специальный воздушный зазор, который способствует дополнительной вентиляции и позволяет стенам «дышать».
Каркасное строительство по технологии 3D обеспечивает сохранность строительных материалов и многократно увеличивает срок службы дома. Можно не беспокоиться о капитальном ремонте, а лишь для настроения обустраивать домашний уют.
Со временем загородные владения станут вашим родовым гнездом и в идеальном состоянии, все также радуя и согревая своим теплом, будут переходить из поколения в поколение вашим детям и внукам.
ИЗ ЧЕГО СТРОЯТСЯ ДОМА
ПО ТЕХНОЛОГИИ 3D КАРКАС?
Круглогодичные дома по технологии 3D каркас являются безопасными не только благодаря мощному конструктиву и огнестойкости. Также большое внимание мы уделяем экологичности жилья.
При строительстве каркасного дома в Москве и МО применяем только высококлассные материалы, прошедшие экологический контроль и сертификацию качества.
Дом по каркасной технологии, начиная от конструкций из строганного пиломатериала камерной сушки высшего сорта, состоит только из лучших строительных комплектующих. Поэтому наши дома из каркаса действительно комфортны и долговечны.
Все конструкции нашего каркасного дома для круглогодичного проживания возводятся из строганного пиломатериала камерной сушки. Это высококачественный строительный материал, который не подвержен намоканию, гниению и усадке. Нашим преимуществом являются точные размеры используемого пиломатериала (по ГОСТ), которые можно получить только в процессе правильной обработки: сначала сушки в специальных камерах, затем калибровки, а не наоборот.
Важным параметром строительной древесины является ее влажность. Слишком сухое дерево растрескивается, а сырое (естественной влажности) подвержено образованию плесени, усыханию и деформации. Капитальный каркасный дом должен строиться из пиломатериала камерной сушки влажностью 12-18%. Это достаточно эластичная, но уже абсолютно высушенная древесина, которая обладает биологической стойкостью, не впитывает влагу и очень долговечна.
Благодаря качественному пиломатериалу, в совокупности с конструктивными плюсами технологии 3D каркас, мы гарантируем нашим загородным домам высочайшую несущую способность и длительную эксплуатацию.
СТРОИМ КАРКАСНЫЕ ДОМА
НА МОНОЛИТНОМ Ж/Б ФУНДАМЕНТЕ
Применение технологии 3D каркас целесообразно, если вам нужен загородный дом для круглогодичного проживания или ПМЖ. Такой коттедж по определению должен быть очень надежным и возводиться только на капитальном фундаменте.
При строительстве каркасного дома мы готовим монолитное основание в виде ж/б ростверка по буронабивным ж/б сваям. Цельный бетонный фундамент равномерно распределяет вес дома и защищает его от любых деформаций, в том числе вызванных пучинистыми процессами в грунте.
В комплектации ПРЕМИУМ дом 3D каркас по ж/б ростверку монтируем утепленную монолитную плиту, которая является полом первого этажа.
Опыт проживания
в доме из тройного каркаса
ДРУГИЕ ДОСТОИНСТВА ДОМА
ПО ТЕХНОЛОГИИ 3D КАРКАС
Выше перечислены основные плюсы нашего дома по каркасной технологии. Но у нас имеются и другие интересные разработки, которые делают загородную жизнь более комфортной. Такими технологическими улучшениями являются: двойное утепление кровли — 300 мм ; усиленные перекрытия и отличная тепло-шумоизоляция полов — 250 мм , скрытый монтаж коммуникаций; энергоэффективные окна ПВХ класса А+ и др. Все это для того, чтобы наши каркасные дома для постоянного проживания стали еще более прочными, теплыми и функциональными.
Источник: xn--80aaanb8acb4cdn8k.xn--p1ai
3D-печать зданий: технология стройки домов бетоном и принтером
Оптимизация бетона для 3D-принтеров напрямую связана с экспериментальными методами, принятыми различными научно-исследовательскими институтами. Ещё в середине 2000-х годов создавалась система «Contour Crafting», представляющая 3D-печать зданий принтером. Конструкция работает аналогично настольному принтеру, с той лишь разницей, что сопло для 3D-печати бетоном смонтировано на небольшом кране. В качестве средства для укладки конструктивных элементов здания устройством применяется несколько особенный бетон.
Новый способ производства прототипов
Материал для цифровой 3D-печати зданий (печатный бетон), по сути, соответствовал разработкам НАСА под строительство объектов на Луне и Марсе. Метод аддитивного производства рассматривался исследовательскими институтами всего мира перспективной технологией.
Появление технологии 3D-печати было обусловлено спросом строительной отрасли на быстрый экономичный способ производства прототипов. Поэтому с момента изобретения (2006 год) концепции 3D-печати бетоном с системой контурной обработки, эта концепция быстро развивалась.
Экспериментальный процесс бетонной печати устройством 3D-принтер, где использованы мелкозернистые материалы для формирования рабочей смеси под технологическое оборудование
Процесс добавления слоёв материалов одного на другой до момента готовности начинается с цифровой модели структуры или объекта. Такой цифровой моделью, к примеру, выступает файл CAD. Создаётся файл CAD посредством программного обеспечения на пространственное моделирование или трёхмерное сканирование объекта.
Программным обеспечением создаётся пространственная и цифровая копия объекта. Следующим шагом является нарезка созданной модели. Нарезка — разделение трёхмерной модели на сотни (тысячи) горизонтальных слоёв. Здесь используются специальные программы:
- Slic3r,
- Ultimaker,
- Simplify3D и другие.
Разрезанная модель отправляется на принтер, который печатает объект или структуру, слой за слоем. Устройством 3D-принтер читается каждый слой в двухмерной форме. Как результат — в процессе печати формируется трёхмерный объект.
Три строительных этапа 3D-печати для бетонного объекта
- Подготовка данных.
- Подготовка бетонной смеси.
- 3D-печать объекта.
На этапе подготовки данных пространственная модель объекта 3D-печати создаётся в формате САПР. Затем объект нарезается на слои с помощью одной из программ для нарезки. Программное обеспечение создаёт план для 3D-принтера на укладку бетона послойно.
Следующим этапом является подготовка бетонной смеси и управление подачей бетона на 3D-принтер. Подача бетона на принтер производится либо периодически (смесь готовится в нужных объёмах и помещается в контейнер), либо непрерывно. На этом этапе необходимо контролировать время подачи бетона, чтобы исключить быстрое затвердевание и как следствие засорение принтера.
Процесс экструзии бетона – послойная укладка (3D-печать) строительного материала на этапе создания объекта согласно параметрам, обозначенным на рабочем этапе моделирования
На третьем этапе 3D-печати бетонная смесь выдавливается из принтера через форсунку. Насос или шкив используется для экструдирования бетонной смеси и укладывания послойно. Бетон течёт через сопло принтера по заданному пути, запрограммированному пользователем.
Этот путь запрограммирован соответствующим образом, так что принтер укладывает бетон послойно, образуя реальный трёхмерный объект по образу цифровой модели. На данном этапе печати жизнеспособность бетона играет важную роль. Обрабатываемость определяет, как экструдируемость, так и за аспекты конструктивности бетона.
- достижение оптимальной смеси цемента,
- заполнителей,
- воды и химических добавок,
требуется для оптимизации работоспособности устройства 3D-печати бетоном.
Бетонные печатные установки — 3D принтеры
Технология бетонная 3D-печать подразумевает использование многими способами в строительной отрасли. Одним из вариантов является 3D-печать элементов на производстве, после чего эти элементы транспортируются на строительные площадки для сборки.
Другим вариантом является установка принтера непосредственно на строительной площадке, где требуемая структура печатается в виде элементов для сборки воедино. Или же выполняется непосредственно 3D-печать структуры на месте. Следует отметить, что эта практика основана на 3D-печати вертикальных элементов путём размещения материалов горизонтально послойно.
Типичное исполнение рабочих бетонных установок
Промышленность использует принтеры двух типов:
- Каркасные.
- Некаркасные.
Первый тип принтера подходит только под эксплуатацию на производстве, учитывая сложности транспортировки и сборки такой техники. Недостатком каркасного принтера является также существенно увеличенный размер рамы относительно основной конструкции. Большеразмерная рама делает принтер дорогостоящим, сложным в транспортировке и сборке.
Пример 3D-принтера, конструктивно относящегося к типичному исполнению каркасных установок. Выразительная особенность такой конструкции – опорная рама больших габаритов
Второй тип — некаркасный бетонный принтер, по сути, представляет роботизированный печатный рычаг, установленный на транспортном средстве. Конструкцию принтера легко и удобно транспортировать, нет надобности в наземной панели.
Традиционные методы против 3D-печати
На разных этапах традиционного метода бетонного строительства задействованы человеческие ресурсы в разных местах структуры. Такой вариант отнимает массу времени и обходится дорого для подрядчика.
С другой стороны, 3D-принтер показывает, что является инструментом и производителем одновременно. Чем меньше вовлечение пользователя в процесс 3D-печати, тем более плавный процесс автоматизации.
Системы бетонной печати
Впервые системы печати бетоном были опубликованы в 1997 году. Эта технология получила широкое развитие. На текущий момент существует две основные категории технологий 3D-печати:
- Контурная обработка.
- Струйная связка D-образной формы.
Три технологии были испытаны и доказали свою эффективность в качестве методов печати сложных геометрических бетонных конструкций. Несмотря на то, что три процесса одинаковы в производстве, все три используют различное сырьё в зависимости от применения и условий окружающей среды.
Также технологии используют различные методы аддитивного производства. Например, процессом струйной обработки вяжущего, капли связующего вещества на основе магния упрочняют песок до образования камня. Этот момент характерен для одного метода послойного строительства.
А вот, технология «Contour Crafting» является формой аддитивного производства, когда гигантская рукоять робота выдавливает бетон через насадки. Налицо также послойная методика построения структуры объекта, но уже несколько иным образом.
Заключительный момент технологии 3D-печать зданий
Разработка 3D-печати на бетоне ограничена объёмом исследований, проведённых до настоящего времени. Для того чтобы начать масштабное внедрение этого процесса печати, необходимы значительные инвестиции.
При помощи информации: Aalto
КРАТКИЙ БРИФИНГ
Z-Сила — публикации материалов интересных полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мульти-тематическая информация — СМИ .
Источник: zetsila.ru
3D печать в строительстве
Технологии 3D-печати завоевывают мир и это настоящая научно-техническая революция, происходящая на наших глазах. Глядя на скорость претворения в обыденную жизнь идей, еще недавно фантастических, таких, как изготовление способом объемной печати протезов кистей рук человека, уже не только футурологи, но и специалисты уверенно говорят о грядущих значительных изменениях в жизни человеческого общества. И если в некоторых отраслях народного хозяйства практическая применимость 3D-печати уже не вызывает сомнений, это медицина, машиностроение, радиотехника и электроника, то в такой весомой отрасли как строительство, роботы объемной печати выглядят дорогими игрушками. Способны ли 3д принтеры на настоящую работу в строительстве?
Как известно, главное отличие 3D-принтера от любого другого промышленного робота в способе создания продукции. В частности, строительный 3D-принтер имеет сопло или экструдер и выдавливает из него быстротвердеющую рабочую смесь. Поверхность, на которой создается объемное изделие, называется рабочей зоной и имеет размеры, задаваемые величиной хода сопла. Причем опалубки не требуется. То есть, строительная машина объемной печати декларируется как самодостаточный механизм, способный, при подключении электроэнергии, буквально на голом месте создать готовое здание.
Известно о трех способах создания объемной конструкции:
1. Послойное эктрудирование вязкой рабочей смеси.
В этом случае из рабочего «сопла» выдавливается, подобно зубной пасте из тюбика, сметанообразная смесь бетона с добавками.
Первым сделал публичную презентацию о подобной технологии в строительстве, по видимому, профессор Барух Кошневиц из Южно-Калифорнийского Университета (University of Southern California) в августе 2012 года. Его же группа выдвинула концепт гигантского, собираемого на месте стройки принтера по типу мостового крана.
Группа учёных под руководством доктора Сунгву Лима из британского Университета Лафборо (Loughborough University), напечатали первую в мире пустотелую панель с двойными закруглёнными контурами.
На таком же принципе построены 3D-принтеры китайской компании Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co, которая первой напечатала серию настоящих домов в начале 2014 года.
2. Метод спекания/селективное спекание.
При этой технологии в рабочей зоне 3Д машины происходит расплавление рабочей смеси, причем плавление достигается, применительно к строительству, сконцентрированным лазером или солнечным лучом, а рабочей смесью выступает обычный песок. Известно, на момент написания статьи, о единственном существующем образце подобного устройства изобретателя Маркуса Кайзера, студента королевского Колледжа искусств (Royal College of Art).
3. Метод напыления/ компонентной склейки (стереолитография)
Известен, в частности, рабочий образец группы Каталонского Института передовой архитектуры (IAAC) (группа Петра Новикова) под названием Stone Spray Robot, а так же система D-Shape, разработанная Энрико Дини (Monolite UK, (частная компания)) для строительства зданий. При этом из рабочего сопла выходит струя песка, которая тут же смешивается с клеящим составом/катализатором, образуя объем в программно заданной точке.
Методы спекания и напыления, изящны по идее задумки, так как используется солнечная энергия, экологически безвредны (по крайней мере, пока песка на планете много), на движение песчаных струек можно смотреть часами и изделия выходят очень непривычных форм. Что ж, уже сейчас вполне возможно соорудить таким способом малые архитектурные формы, цветочницу, например, или собачью будку. Пока же сложно даже представить, каков будет получаемый эксплуатационный эффект при создании настоящего, пусть и небольшого, домика из расплавленного и превратившегося в стекловидную массу песка.
Из перечисленных способов формирования объема, внимание строителей привлекает в первую очередь, метод послойного экструдирования во многом потому, что уже сейчас созданы достаточно большие несущие поверхности и даже настоящие дома.
И если Европейские архитекторы демонстрируют в первую очередь, эстетическую и экологическую направленность, то Китайцы в своих разработках предельно прагматичны.
Многих романтиков 3D откровенно разачаровала серия простых и грубовато выглядящих домиков китайской фирмы. Между тем, упускается из виду, что эти прямоугольные простецкие сооружения являются звеном четко обозначенной технологической цепочки.
Планируется массово построить фабрики по переработке строительных отходов и мусора, полученный материал будет использоваться при подготовке рабочей смеси для 3Д принтера. Учитывая большие достижения Китая в области биоэнергетики, а именно распространенность ветровых, солнечных и биоэлектростанций, можно предположить, что на свалках строительного мусора будут установлены гигантские измельчители строительного мусора, питаемые электроэнергией от ближайшей биоэлектростанции.
Построенные из запатентованного материала ( представляющего собой смесь строительного мусора, бетона и добавок), дома, сегментируются в классе недорогого быстровозводимого жилья. Этим и объясняется их неказистый вид.
Если говорить о технологиях 3D-строительства. то я бы поставил на первое место отнюдь не сам 3D-аппарат. Строительный принтер является звеном новой технологии, причем не самым, возможно, технически сложным.
Ведь конструкция строительного робота достаточно отработана. а домов пока – только китайская серия. Уже существуют во многих экземплярах два вида конструкций –в виде козлового крана и в виде стрелы-манипулятора.
Гораздо больше вопросов вызывают состав рабочей смеси и концептуальные архитектурные формы. Вообще, при составлении рабочего вопросника по теме с ходу образовалось более 30 пунктов, ответ на некоторые из них, по шутливому замечанию инженера Зотова, требует написания приличной монографии. Группа Зотова уже разработала состав рабочей смеси и 3D-принтер в варианте «мостового крана».
Так же, интересную концепцию, основанную на идее подачи рабочей смеси под высоким давлением в 3D-принтер, имеющий довольно изящную мостовую конструкцию, предложил промышленный дизайнер Себастьян Бернар.
Подача густого бетона под высоким давлением, переводит технологию объемной печати в достаточно реальные рамки. Далее, ведутся разработки материалов специально под применение данной технологии. В России известны исследования в Пензе, на кафедре ТБКиВ Пензенского ГУАС разрабатываются новые виды бетонов. Новые высокопрочные реакционно порошковые бетоны (РПБ) вполне подходят для строительных роботов.
Для выстраивания технологического процесса, помимо рабочей смеси, важным моментом является архитектура самого здания и группы зданий как единого строительного объекта. Самым перспективным направлением для России, по видимому, является строительство поселка из двухэтажных таунхаусов арочных форм. Примерно таких, как куполообразный дом архитектора Гребнева.
Формат арочного дома в два этажа позволит использовать сравнительно небольшие и недорогие 3D-принтеры, решит проблему перекрытий и позволит строить, действительно, быстро, массово и недорого. И красиво. В масштабе поселка, можно будет использовать и мостовые принтеры, так как рельсовый путь (не обязательно из металлических рельс) будет перемещаться по мере продвижения строительства.
Много вопросов вызывает непосредственно технология строительства. Во первых, как на прочность конструкции будут влиять швы, идущие через каждые три-пять сантиметров. Во вторых, существующий (из известных) процесс укладки арматуры достаточно спорен. Китайцы армируют стеклопластиковой сеткой. По крайней мере, она видна на видеозаписи процесса.
Есть мнение о применимости фибробетона и возможно, такой купол в один –два этажа выдержит сертификационную процедуру. Предлагается так же соединять арматуру на штивтах, свинчивать и пр. Конечно, пока это обходные меры. Возможно, проблема онлайн-армирования будет решена применением двух роботов сразу: один монтирует арматуру, другой укладывает смесь. Ситуация автоматизации упрощается тем, что опалубка отсутствует как «класс».
С монтажом инженерных систем в плане вентиляции, канализации и отопления дело решается проще. 3Д принтеры – это роботы с достаточно точной повторяемостью операций и состыковка элементов труб в заданной последовательности вполне осуществима. Естественно, промышленным дизайнерам придется поломать голову над новыми конструкциями элементов инженерных систем.
В целом, большинство подобных технических проблем характерны для переходного периода, в который вступают 3D-принтеры. Какое то время будут сосуществовать старые и новые технологии, время необходимое, в первую очередь, для психологического привыкания. Когда некоторые строители критикуют 3Д процесс, они критикуют эволюцию – «вот, мол, принтер большой, дорогой, шумит и потребляет электричество, а дом ваш развалится. И вообще, связка — панель плюс «таджикстрой» –дешевле не бывает».
Так вот, строительный 3D-принтер — это не эволюция. У многих в голове еще не укладывается именно этот момент, потому как это революция, и ее надо осознать.
Действительно, сегодня сложно представить, насколько изменится структура строительной фирмы, или ее подразделения, специализирующейся на коттеджных поселках. По видимому, не будет приписок и «допников» у прорабов, не будет сменных молдавских, белорусских и прочих бригад.
Лицом фирмы станет небольшая команда специалистов и пара роботов; инженер-оператор 3D-робота ( 3 человека при трех сменах), диспетчер-логист (нынешний снабженец) и далее –смежники –возят рабочую смесь, монтируют ИТ системы. Еще несколько специалистов в ходе процесса монтируют арматуру, закладные и окна с дверьми. В штате строительного подразделения — 12 человек, с фондом зарплаты миллион рублей в месяц. За этот месяц такая команда поселок целиком сдает в эксплуатацию. Фантастически короткие сроки строительства, помимо прочего- это и отсутствие финансовых разрывов в строительном цикле, и снятие проблемы сезонных природных циклов.
3D-принтер в строительстве –это роботизация производства, своего рода конвейер. естественно, все смежные отрасли в этой цепочке соответствуют стандартам эпохи роботов. Где будет производиться рабочая смесь, как будет решаться транспортная логистика (если раствор готовится рядом с возводимым объектом, то доставка не нужна), формат склада комплектующих ( создается общий на весь поселок или смежник подвозит партию на конкретный домик), на эти и многие другие вопросы решение, несомненно, будет предложено. Специалисты, ведущие разработки технологий объемной печати, действуют очень активно, 3D методы внедряются в жизнь общества с небывалой со времен первой НТР скоростью. Если во время презентации Баруха Кошневица, состоявшейся в 2012году, осторожно назывались 2017-2020 годы как порог начала эксплуатации строительных роботов, то в реальности, уже в феврале 2014 года была демонстративно напечатана серия настоящих домов в Китае.
Помимо возможности строить по настоящему недорогое массовое жилье, скажем так, стандартного класса, появляются оригинальные концепты, предлагающие возможность снять остроту нехватки жилья в мегаполисах. В Германии Петер Эбнер и его студенты напечатали дом-ракушку.
Использование в этом, в общем-то известном, концептуальном направлении, 3D технологий, позволяет массово и сравнительно недорого строить и эксплуатировать теплые «домики-раковины» и в «северной» Москве. Очень многие жители ближайшего Подмосковья приобрели бы такие скорлупки на территории внутри МКАДа, для проживания в них с вечера понедельника по утро пятницы.
Можно сказать, что сейчас уже сформировались условия и определенные рамки, когда архитектор, инженер ПГС и технолог-строитель в состоянии выдать реально осуществимый, социально направленный проект в прибыльном бизнес — формате. Естественно, при помощи специалистов- материаловедов, логистов, профильных инженеров проектировщиков. Только комплексное решение вопросов: социально востребованных архитектурных форм и формата поселения, удобно монтируемых инженерных компонентов и специального строительного материала, плюс автоматизированная транспортно-складская логистика, позволят говорить о революции в строительстве. А уж изготовители 3Д принтеров не подкачают.
Источник: 3dbot.ru