3д принтер в строительстве это

Возведение любого здания предполагает наличие элементарных структурных единиц: кирпичей, панелей, готовых модулей. Создание новых единиц и их существование определяются многими факторами, но прежде всего ценой и возможностями комбинации. Как правило, чем массивнее такая единица, тем быстрее возводится здание и тем меньше его цена, но из-за этого постройки, как правило, лишены индивидуального характера. Контурное строительство, которое предлагает просто распечатывать дома на специальных 3D принтерах, может стать революцией в решении этой дилеммы.

Технология 3D принтеров не так нова, как может показаться на первый взгляд: она была разработана ещё в 1984 году компанией Charles Hull. Через четыре года была создана первая модель 3D принтера для печати в домашних условиях.

Первый 3D принтер для печати в домашних условиях SLA-250

Но пик популярности 3D принтера, как и скачок в развитии технологии, приходится на XXI век: уже сейчас принтер может печатать большую часть своих собственных деталей, ведутся эксперименты по использованию биоматериалов для картриджей, что позволит печатать даже человеческие органы. Неудивительно, что достаточно большой 3D принтер представляется идеальным вариантом для строительства домов.

Печать дома на 3D принтере. Новые технологии строительства // FORUMHOUSE

Принтер для контурного строительства домов

Суть технологии в том, что специальным устройством послойно укладывается пластичный материал, заправленный в картриджи. «Распечатать» дом на таком устройстве можно будет за считанные дни, при этом сведя отходы от стройки фактически к нулю.

3D принтер для строительства, разработанный в университете Лафборо

На данный момент в промышленных масштабах проект такого принтера реализован только китайской компанией Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co. Устройство высотой 150 метров пока может «печатать» только типовые конструкции не более 6 метров в высоту.

Дом, напечатанный на 3D принтере

Но в перспективе, при развитии технологии, контурное строительство предполагает очень большую гибкость в реализации архитектурных проектов. На одном и том же принтере, не закупая новые материалы, только внося изменения в программу, можно будет возводить самые разные по форме здания. Уже сейчас архитекторы из Universe Architecture (Голландия) планируют «напечатать» дом в форме ленты Мёбиуса.

«Ландшафтный дом» в форме ленты Мёбиуса

Пока не разработано 3D принтеров, позволяющих «печатать» высотные здания, но и в этом направлении идёт активный поиск решений. Компания MX3D планирует «распечатать» мост в Амстердаме, чтобы впоследствии применить протестированную таким образом технологию к строительству высотных зданий.

Проект «напечатанного» моста MX3D

Использование 3D принтера может стать идеальным решением для строительства дешёвого, но уникального жилья быстро и без отходов. И такой способ возведения зданий может быть востребован не только на Земле: эти качества также важны, если строить дома на других планетах. Уже сейчас Nasa планирует использовать 3D принтер, разработкой которого занимается профессор университета Южной Калифорнии Берок Кошневиц, для постройки обитаемой базы на Луне.

Источник: www.berlogos.ru

Строительный 3d принтер — впечатляющие результаты за минимум времени

В нашей стране строительная сфера продолжает неустанно развиваться. Это объясняется увеличением общего количества новостроек и дачных объектов. Квалифицированные специалисты придумывают новые способы, которые позволят им работать более эффективно, чем раньше и достигать превосходных результатов за меньшее время. Именно для выполнения подобных целей не так давно был разработан и успешно введен в эксплуатацию строительный 3d принтер, которым сегодня активно пользуются опытные мастера не только в нашей стране, но и по всему миру.

Изначально данная технология была разработана и широко известна за рубежом, а спустя некоторое время ее «подхватили» наши соотечественники, которые решились начать возведение объектов совершенно иным способом.

Подробное описание

Многофункциональный 3d принтер в строительстве практически ничем не отличается от привычного аналога, но существенная разница заключается в его габаритах и расходных материалах, которые применяются при возведении новых запланированных объектов. Самый первый дом напечатанный на 3d принтере был построен в Московской области. Стоит понимать, что подобное оборудование способно слаженно функционировать с такими распространенными стройматериалами, как гипс, цемент и многие другие.

На данный момент такая техника постоянно совершенствуется, потому что все еще считается неидеальной. Многочисленные эксперты убеждены в том, что печать домов на 3d принтере в России — это очень перспективное направление, которое должно планомерно развиваться на территории нашей страны. Размещение современных строительных моделей осуществляется на специальных рельсах по обе стороны недвижимости. Высота печатающей головки может достигать 6 метров — это самый максимальный показатель на текущий момент. Как известно, точно такую же высоту имеет двухэтажное строение. Для того, чтобы правильно и без ошибок произвести установку рассматриваемого принтера, понадобится дополнительное оборудование:

1. тягач для безопасной транспортировки;
2. кран для того, чтобы установить данное оборудование на рельсы в определенном месте.

Подготовительные мероприятия

Перед тем, как начинать возводить запланированный дом на 3d принтере, необходимо основательно подготовиться к предстоящему процессу. Для этого следует провести ряд важных мероприятий:

1. подготовка соответствующей площади, где впоследствии будет проводиться весь строительный процесс;
2. возведение крепкого фундамента для запланированного сооружения;
3. нужно проследить, чтобы вся окружающая местность имела ровную поверхность — это требуется для правильной установки принтера и его дальнейшей работы;
4. советуем сделать огромные запасы строительного раствора, доставку которого следует осуществлять посредством специальных бетономешалок;
5. нанять бригаду квалифицированных мастеров с опытом для распределения всех обязанностей;
6. грамотно распределить свой бюджет с учетом всех дальнейших затрат — если этого не сделать, то велика вероятность того, что через несколько дней строительный процесс остановится.

Если правильно использовать все задействованные ресурсы, то дом распечатанный на 3d принтере можно построить в кратчайшие сроки. Этот метод значительно превосходит привычные технологии возведения объектов. Таким образом, жилой дом на 3d принтере можно построить очень качественно и без лишних проблем. Практика показывает, что строительство объектов подобным методом снижает расходы по времени и по деньгам.

Отличительные особенности

Будьте уверены, что современный 3d принтер строит дом очень быстро и за короткий промежуток времени справляется с поставленной задачей. К счастью, это далеко не единственная его особенность. Опытные специалисты утверждают, что представленное оборудование набирает огромную популярность за счет других немаловажных преимуществ, список которых приводится далее:

1. невероятная точность выполнения необходимых строительных работ достигается за счет четкого позиционирования головки принтера — это отлаженное оборудование, которое не совершает ошибок, в отличие от обычного человека; это выполняется в том случае, если 3d принтер для строительства домов будет правильно установлен на ровную поверхность;
2. денежные затраты, отводимые на механический труд существенно снижаются — такая техника позволяет значительно облегчить ручную работу или полностью ее заменить; при этом, можно не бояться за итоговый результат, потому что он всегда будет на высшем уровне;
3. каждый дом построенный 3d принтером отличается по-настоящему крепкой и надежной конструкцией, он не развалится через несколько недель или месяцев после окончания строительного процесса — это означает, что вопрос безопасности людей, которые будут находиться внутри стен этого умного дома, окажется под тщательным контролем;
4. строительный 3d принтер для строительства домов настолько популярен в нашей стране, что сейчас активно разрабатываются новые модели с расширенным функциональным рядом;
5. 3d принтер печатает дом, используя специальную рабочую массу в виде бетонного или цементного раствора, подача которого выполняется посредством специального экструдера, функционирующего автоматически;
6. некоторые модели способны выполнять качественную прокладку нужных коммуникаций — трубопровод, электропроводку или газовую развязку.

Качественная печать дома на 3d принтере осуществляется с выполнением ряда других немаловажных задач, например, возведение фундамента, крепких стен, заделывание проемов. Самое главное — изначально определиться с поставленной задачей и запустить оборудование, которое все сделает автоматически.

Непростое строительное дело постоянно совершенствуется за счет разработки набирающих популярность технологий и методов для эффективной работы. Любой дом на 3d принтере в России ничем не уступает другим сооружениям, которые ранее возводились на основе всем известных строительных технологий. Если вам хочется заполучить дом напечатанный на 3d принтере, то нужно обращаться за помощью к специалистам, потому что нет никакого смысла самостоятельно приобретать такую дорогостоящую технику.

Источник: mobile-dom.ru

3D-принтер: что это и как он работает?

В 2011 году принтер, который заправили биогелем, напечатал человеческую почку прямо во время конференции TED. Два года назад Adidas анонсировала новую модель кроссовок, которые печатают на 3D-принтере за 20 минут. А недавно компания Илона Маска SpaceX успешно провела испытания двигателей космического корабля, которые тоже напечатали на 3D-принтере.

В современном мире 3D-печать — это не удивительная технология будущего, а хорошо изученная реальность. Ее применяют в архитектуре, строительстве, медицине, дизайне, производстве одежды и обуви и других сферах. По запросу «3D-принтер» поисковики выдают сотни чертежей и прототипов разной сложности — от мыльницы и настольной лампы до автомобильного двигателя и даже жилого дома.

Любой может купить принтер и напечатать чехол для смартфона, но дальше 3д печати по чертежу идут не все. В этой статье расскажем, когда появилась 3D-печать, как можно применять технологию и какие у нее перспективы.

Как появился трехмерный принтер

Не будем слишком утомлять вас датами и кратко перескажем историю 3D-печати.

Предвестник трехмерной печати. В начале 80-х доктор Хидео Кодама разработал систему быстрого прототипирования с помощью фотополимера — жидкого вещества на основе акрила. Технология печати была похожа на современную: принтер печатал объект по модели, послойно.

Первый 3D-принтинг. Изготовление физических предметов с помощью цифровых данных продемонстрировал Чарльз Халл. В 1984 году, когда компьютеры еще не сильно отличались от калькуляторов, а до выхода Windows-95 было десять лет, он изобрел стереолитографию — предшественницу 3D-печати. Работала технология так: под воздействием ультрафиолетового лазера материал застывал и превращался в пластиковое изделие. Форму печатали по цифровым объектам, и это стало бумом среди разработчиков — теперь можно было создавать прототипы с меньшими издержками.

Первый 3D-принтер. Источник: habr

Первый производитель 3D-принтеров. Через два года Чарльз Халл запатентовал технологию и открыл компанию по производству принтеров 3D Systems. Она выпустила первый аппарат для промышленной 3D-печати и до сих пор лидирует на рынке. Правда, тогда принтер называли иначе — аппаратом для стереолитографии.

Популярность 3D-печати и новые технологии. В конце 80-х 3D Systems запустила серийное производство стереолитографических принтеров. Но к тому времени появились и другие технологии печати: лазерное спекание и моделирование методом наплавления. В первом случае лазером обрабатывался порошок, а не жидкость. А по методу наплавления работает большинство современных 3D-принтеров.

Термин «3D-печать» вошел в обиход, появились первые домашние принтеры.

Революция в 3D-печати. В начале нулевых рынок раскололся на два направления: дорогие сложные системы и те, что доступны каждому для печати дома. Технологию начали применять в специфических областях: впервые на 3D-принтере напечатали мочевой пузырь, который успешно имплантировали.

Печать тестового образца почки. Источник: BBC

В 2005 году появился первый цветной 3D-принтер с высоким качеством печати, который создавал комплекты деталей для себя и «коллег».

Как устроен 3D-принтер

В основном принтеры трехмерной печати состоят из одинаковых деталей и по устройству похожи на обычные принтеры. Главное отличие — очевидное: 3D-принтер печатает в трех плоскостях, и кроме ширины и высоты появляется глубина.

Вот из каких деталей состоит 3D-принтер, не считая корпуса:

• экструдер, или печатающая головка — разогревает поверхность, с помощью системы захвата отмеряет точное количество материала и выдавливает полужидкий пластик, который подается в виде нитей;
• рабочий стол (его еще называют рабочей платформой или поверхностью для печати) — на нем принтер формирует детали и выращивает изделия;
• линейный и шаговый двигатели — приводят в движение детали, отвечают за точность и скорость печати;
• фиксаторы — датчики, которые определяют координаты печати и ограничивают подвижные детали. Нужны, чтобы принтер не выходил за пределы рабочего стола, и делают печать более аккуратной;
• рама — соединяет все элементы принтера.

Схема 3D-принтера. Источник: Lostprinters

Все это управляется компьютером.

Как создают изделия

За создание трехмерного изделия отвечает аддитивный процесс 3д-печати — это когда при изготовлении предмета слои материала накладываются друг на друга, снизу вверх, пока не получится копия формы в чертеже. Так печатают изделия из пластика. А фотополимерная печать работает по технологии стереолитографии (SLA): под воздействием лазерного излучателя фотополимеры затвердевают. Кроме пластика и фотополимерных смол, современные 3D-принтеры работают с металлоглиной и металлическим порошком.

Печать состоит из непрерывных циклов, которые повторяются один за другим — на один слой материала наносится следующий, и печатающая головка двигается, пока на рабочей поверхности не окажется готовый предмет. Отходы печати принтер сам удаляет с рабочего стола.

Как работает 3D-чертеж

Принтер печатает изделие по 3D-чертежу: его создают на компьютере в специальной программе, затем сохраняют в формате STL. Этот файл выводят в программу резки для принтера — она помогает задать модели физические свойства изделия, например плотность. Далее программа преобразует модель в инструкцию для экструдера и выгружает ее на принтер, который начинает печатать изделие.

3D-чертеж легко сделать в домашних условиях — почитайте инструкцию на habr.

Как запрограммировать 3D-принтер

Краткая инструкция по настройке принтера:

1. Выбрать 3D-модель. Изделие можно нарисовать самому в специальном CAD-редакторе или найти готовый чертеж — в интернете полно моделей разной сложности.
2. Подготовить 3D-модель к печати. Это делают методом слайсинга (slice — часть). К примеру, чтобы распечатать игрушку, ее модель нужно с помощью программ-слайсеров «разбить» на слои и передать их на принтер. Проще говоря, слайсер показывает принтеру, как печатать предмет: по какому контуру двигаться печатной головке, с какой скоростью, какую толщину слоев делать.
3. Передать модель принтеру. Из слайсера 3D-чертеж сохраняется в файл под названием G-code. Компьютер загружает файл в принтер и запускает 3д-печать.
4. Наблюдать за печатью.

Можно ли применять напечатанные изделия

Зависит от качества материала, принтера и конечного изделия. Часто домашние принтеры неточно передают форму и цвет предмета. Изделия из пластика нужно дополнительно обработать: иногда они печатаются с заусенцами и дефектами и почти всегда с ребристой поверхностью.

Изделие после и до обработки. Источник: 3D-Today

Для обработки поверхности есть несколько способов — не все подходят для домашнего применения:

• механическая обработка — шлифовка вручную, срезание заусенцев;
• химическая — погружение в ацетон, пескоструйная обработка, нанесение спецраствора кисточкой.

Что можно напечатать на 3D-принтере

В интернете полно подборок с инструкциями для печати 3D-изделий. 3D-Today публикует фотографии работ владельцев принтеров, от мелких запчастей до скульптур. На «Хабре» уже три года назад постили список «50 крутых вещей для печати на 3D-принтере». Make3D написали о более масштабных проектах — печати автомобилей, оружия, солнечных батарей и протезов.

Есть ряд перспективных областей, в которых уже применяют 3D-печать.

Изготовление моделей по собственным эскизам. Константин Иванов, создатель сервиса 3DPrintus, в интервью «Афише» рассказал, что 3D-печать приведет к расцвету customizable things: любой сможет собрать и распечатать нужное изделие онлайн. Например, сделать модель робота и заказать его печать на промышленном принтере, создать и распечатать свой дизайн обручальных колец или обуви. Примеры таких проектов — Thinker Thing и Jweel.

Быстрое прототипирование. Самая популярная область, в которой используют трехмерную печать. На 3D-принтерах делают тестовые модели протезов, прототипы лечебных корсетов, барельефов, олимпийского снаряжения.

Прототипы детских протезов, 3D-печать. Источник: 3D-Pulse

Сложная геометрия. 3D-принтер легко справляется с изготовлением моделей любой формы. Несколько примеров:

— в австралийском университете исследовали возможности 3D-принтера и напечатали табурет в форме отпечатка пальца;

— шеф-повар из Дании победил в конкурсе высокой кухни: он напечатал на 3D-принтере миниатюрные блюда сложной формы из морепродуктов и свекольного пюре;

Одно из победивших блюд шеф-повара. Источник: 3D-Pulse

— в немецком институте разработали систему для ускоренной 3D-печати — за 18 минут принтер изготавливает сложное геометрическое изделие высотой в 30 см. Обычно у принтеров уходит час на печать карманных фигурок.

Технологии 3D-печати

Кратко об основных методах 3D-принтинга.

Стереолитография (SLA). В стереолитографическом принтере лазер облучает фотополимеры, и формирует каждый слой по 3D-чертежу. После облучения материал затвердевает. Прочность изделия зависит от типа полимера — термопластика, смол, резины.

Цветную печать стереолитография не поддерживает. Из других недостатков — медленная работа, огромный размер стереолитографических установок, а еще нельзя сочетать несколько материалов в одном цикле.

Эта технология — одна из самых дорогих, но гарантирует точность печати. Принтер наносит слои толщиной 15 микрон — это в несколько раз тоньше человеческого волоса. Поэтому с помощью стереолитографии делают стоматологические протезы и украшения.

Промышленные стереолитографические установки могут печатать огромные изделия, в несколько метров. Поэтому их успешно применяют в производстве самолетов, судов, в оборонной промышленности, медицине и машиностроении.

Селективное лазерное спекание (SLS). Самый распространенный метод спекания порошковых материалов. Другие технологии — прямое лазерное спекание и выборочная лазерная плавка.

Метод изобрел Карл Декарт в конце восьмидесятых: его принтер печатал методом послойного вычерчивания (спекания). Мощный лазер нагревает небольшие частицы материала и двигается по контурам 3D-чертежа, пока изделие не будет готово. Технологию используют для изготовления не цельных изделий, а деталей. После спекания детали помещают в печь, где материал выгорает. SLS использует пластик, керамику, металл, полимеры, стекловолокно в виде порошка.

На атлете — кроссовки New Balance, которые изготовили с помощью лазерного спекания. Источник: 3D-Today

Технологию SLS используют для прототипов и сложных геометрических деталей. Для печати в домашних условиях SLS не подходит из-за огромных размеров принтера.

Послойная заливка полимера (FDM), или моделирование методом послойного наплавления. Этот способ 3d-печати изобретен американцем Скоттом Крампом. Работает FDM так: материал выводится в экструдер в виде нити, там он нагревается и подается на рабочий стол микрокаплями. Экструдер перемещается по рабочей поверхности в соответствии с 3D-моделью, материал охлаждается и застывает в изделие.

Преимущества — высокая гибкость изделий и устойчивость к температурам. Для такой печати используют разные виды термопластика. FDM — самая недорогая среди 3D-технологий печати, поэтому принтеры популярны в домашнем использовании: для изготовления игрушек, сувениров, украшений. Но в основном моделирование послойным наплавлением используют в прототипировании и промышленном производстве — принтеры довольно быстро печатают мелкосерийные партии изделий. Предметы из огнеупорных пластиков изготовляют для космической отрасли.

Струйная 3D-печать. Один из первых методов трехмерной печати — в 1993 году его изобрели американские студенты, когда усовершенствовали обычный бумажный принтер, и вскоре технологию приобрела та самая компания 3D Systems.

Работает струйная печать так: на тонкий слой материала наносится связующее вещество по контурам чертежа. Печатная головка наносит материал по границам модели, и частицы каждого нового слоя склеиваются между собой. Этот цикл повторяется, пока изделие не будет готово. Это один из видов порошковой печати: раньше струйные 3D-принтеры печатали на гипсе, сейчас используют пластики, песчаные смеси и металлические порошки. Чтобы сделать изделие крепче, после печати его могут пропитывать воском или обжигать.

Предметы, которые напечатали по этой технологии, обычно долговечные, но не очень прочные. Поэтому с помощью струйной печати делают сувениры, украшения или прототипы. Такой принтер можно использовать дома.

Эти конфеты сделали на кондитерском струйном 3D-принтере ChefJet: вместо пластика он использует воду, сахар, шоколад и пищевые красители. Источник: 3Dcream.ru

Еще струйную технологию используют в биопечати — наносят живые клетки друг на друга послойно и таким образом строят органические ткани.

Где применяют 3D-печать

В основном в профессиональных сферах.

Строительство. На 3D-принтерах печатают стены из специальной цементной смеси и даже дома в несколько этажей. Например, Андрей Руденко еще в 2014 году напечатал на строительном принтере замок 3 × 5 метров. Такие 3D-принтеры могут построить двухэтажный дом за 20 часов.

Медицина. О печати органов мы уже упоминали, а еще 3D-принтеры активно используют в протезировании и стоматологии. Впечатляющие примеры — с помощью 3D-печати врачам удалось разделить сиамских близнецов, а кошке без четырех лап поставили протезы, которые напечатали на принтере.

Подробнее о 3D-принтинге в медицине можно узнать в статье издания 3D-Pulse.

Космос. С помощью трехмерной печати делают оборудование для ракет, космических станций. Еще технологию используют в космической биопечати и даже в работе луноходов. Например, российская компания 3D Bioprinting Solutions отправит в космос живые бактерии и клетки, которые вырастят на 3D-принтере. Создатель Amazon Джефф Безос презентовал прототип лунного модуля с напечатанным двигателем, а космический стартап Relativity Space строит фабрику 3D-печати ракет.

Авиация. 3D-детали печатают не только для космических аппаратов, но и для самолетов. Инженеры из лаборатории ВВС США изготавливают на 3D-принтере авиакомпоненты — например, элемент обшивки фюзеляжа — примерно за пять часов.

Архитектура и промышленный дизайн. На трехмерных принтерах печатают макеты домов, микрорайонов и поселков, включая инфраструктуру: дороги, деревья, магазины, освещение, транспорт. В качестве материала обычно используют недорогой гипсовый композит.

Одно из необычных решений — дизайн бетонных баррикад от американского дизайнера Джо Дюсе. После терактов с грузовыми автомобилями, которые врезались в толпу людей, он предложил макет прочных и функциональных заграждений в виде конструктора, которые можно напечатать на 3D-принтере.

Изготовить прототип помогла компания UrbaStyle, которая печатает бетонные формы на строительных 3D-принтерах

Образование. С помощью 3D-печати производят наглядные пособия для детских садов, школ и вузов. В некоторых московских школах с 2016 года есть трехмерные принтеры: на уроках химии дети разглядывают 3D-модели молекул и проводят реакции в напечатанных пробирках, на физике изучают электрическую цепь на 3D-прототипе токопроводящего стенда, а еще сами печатают себе ручки на уроках ИЗО.

Узнать больше о 3D-технологиях в школах можно на сайте «Ассоциации 3D-образования».

А еще 3D-печать помогает в быту, производстве одежды, украшений, картографии, изготовлении игрушек и дизайне упаковок.

Источник: gb.ru

3д принтер в дорожном строительстве. Строительные принтеры — новый метод возводить небольшие дома. D-печать в строительстве

Строительные 3D-принтеры представляют собой инженерные устройства, создающие конструктивные элементы зданий, малые архитектурные формы или целые строения послойно — так же, как любой 3D-принтер печатает объекты из пластика или другого материала.

Архитекторы и подрядчики по всему миру начинают строить первые трехмерные жилые здания, в том числе дома и многоквартирные дома. Мало того, что это может революционизировать строительную отрасль, но менее дорогостоящий процесс может также повлиять на доступность жилья. Более низкое использование материала и низкие затраты на рабочую силу создают менее дорогой метод строительства, который, в свою очередь, может создавать недорогое жилье.

В дополнение к тому, что жилье становится более доступным, многие архитекторы также надеются, что трехмерная печать повысит их способность настраивать дома и здания. Каждый слой затем опрыскивают водой, чтобы упрочить структуру. Более быстрая и точная конструкция — трехмерный принтер передает цифровую модель в физическую; возникающие ошибки могут быть вызваны только ошибками в цифровой модели или используемыми материалами. Сокращение образования отходов — компоненты могут быть напечатаны на заказ на этапе строительства; те, которые не используются, могут быть переработаны. Это технологический процесс, который вы рассматриваете для будущего своего бизнеса?

От обычного 3D-принтера строительный отличается используемым материалом и размерами — рабочей поверхностью ему служит участок стройплощадки или цеха, а печатает он цементной смесью.

Есть и конструктивные отличия, обусловленные спецификой материала — в частности, в строительном 3D-принтере нет необходимости в нагревающем элементе. Такие аппараты позволяют быстро и без лишних сложностей печатать объекты почти любых заданных форм, для обычного серийного строительства просто невозможных, с использованием стандартных смесей.

Когда ваш браузер откроет страницу, прокрутите страницу до категории «Строительный бизнес». Вы можете проголосовать один раз за категорию один раз за устройство, поддерживающее Интернет. Благодаря длинной роботизированной руке и гусеничным ходам, она предназначена для работы на строительных площадках будущего. Чтобы доказать свою специфику, он недавно напечатал самую большую построенную на роботе структуру — всего за 13 часов.

Это не первый раз, когда инженеры пытались автоматизировать строительство. Почти 100 лет назад Томас Эдисон запатентовал систему, которая создавала бы бетонные структуры за один раз. Но до сих пор строительные боты в основном использовались в лабораториях и демонстрациях.

Начало

Нам интересно любое перспективное применение 3D-принтеров, так что, как только в сети начала появляться информация о применении 3D-печати в строительстве, мы оперативно нашли занятых этим людей и договорились о сотрудничестве. Особенно приятно было узнать, что в России есть компании, основательно занимающиеся строительными 3d-принтерами, и производят очень качественный продукт.

Они не вломились в основное строительство, потому что люди все еще выясняют, как создать автоматизированный робот, который действительно полезен в реальном мире. Поэтому для создания своего идеального строительного робота авторы придумали ряд критериев. Робот должен был иметь возможность использовать материалы, найденные на строительной площадке, и, возможно, удаляться из окружающей среды, например, льда или грязи. Это сделало бы его полезным в отдаленных районах и даже на других планетах, таких как Марс.

Робот должен также иметь возможность двигаться самостоятельно. В противном случае людям придется переместить его, что может быть опасно. Но это, вероятно, не должно лететь. Летающие роботы слишком подвержены ударам ветра или дождя, и если они вдруг перестанут работать, они не будут просто останавливаться — они упадут на землю.

Роботу понадобилась бы хорошая длинная рука, чтобы поднять тяжелые вещи, растянуться на большие расстояния и выполнить мелко детализированные задачи. И она должна была быть способна интегрироваться в существующую практику строительства и использовать существующие материалы.

В России пионером 3D-печати в коммерческом использовании стала фирма СпецАвиа . Её персоналом был разработан и опробован прототип строительного 3D-печатного аппарата и осуществлена пробная печать.

Командная работа строительных роботов

Названный цифровой строительной платформой, их робот в основном представляет собой гигантский гидравлический рычаг, который перемещается по гусеничным ходам. На конце руки прикреплена однорукая рука, которая может двигаться более свободно и отвечает за мелкомоторные задачи. Он может быть оснащен различными инструментами, включая пенопластовый пистолет, сварочное приспособление, «термопластичный экструдер», который вытесняет расплавленный пластик, прославленный пистолет-распылитель и даже простое ведро.

Мы договорились о сотрудничестве, и командировали сервисного инженера в Ярославль для обучения, где тот узнал много полезного. В программу обучения вошли, в частности:

D принтер и строительство домов, как взаимодополняющие элементы

Исходное шасси робота, которое они использовали, было оснащено дизельным двигателем. Но чтобы сделать бота более самодостаточным, команда оснастила его солнечными батареями и батарейными блоками для питания электропривода. Затем они должны были убедиться, что это сработало. В течение следующих двух дней робот создал своего рода иглу с открытым верхом, используя расширяющуюся пену, которая устанавливается всего за 30 секунд. Окончательная структура была 12 футов высотой с диаметром почти 50 футов.

• Краткий вводный курс по интерфейсу и функционалу управляющего софта
• Инструктаж по алгоритму работы в программе SheetCam, конвертирующей файлы в послойный формат воспринимаемый принтером
• Инструктаж по управлению принтером в программе Mach 3, непосредственно в процессе печати
• Калибровка — выставление нулевых точек в разных областях печатного поля
• Регулировка подачи бетона во время печати
• Инструктаж по эксплуатации и сервису механической части принтера
• Решение возможных неисправностей
• Подготовка рабочих смесей

D-печать в строительстве

Это не самые отполированные жилища, но для людей, изучающих другую планету, было бы лучше, чем ничего. Если бы это был фактический проект строительства, эта пена использовалась бы в качестве формы для бетона. Однако для команды есть некоторые большие проблемы. Учитывая, как быстро могут измениться строительные площадки и условия окружающей среды, робот должен будет ориентироваться лучше, чем сейчас, и понимать и реагировать на то, где он находится в космосе, и что вокруг него. Это будет означать оснащение робота датчиками приближения, поиск других механизмов или, что самое важное, людей.

Первые шаги на практике

Получив первый заказ в этой области, мы отправили нашего сотрудника к покупателю — в Казахстан, для установки первого строительного 3D-принтера S-6045 и обучения персонала заказчика работе с ним.

Перед отправкой оборудования необходимо убедиться в надежности упаковки. Транспортные компании не всегда бережно обращаются с грузами, лучше лишний раз не рисковать — в нашем случае, при перевозке лишь отошло несколько контактов, но и это стоило нервов и нескольких часов времени, о чём ниже. Если же при перевозке что-то сломается, издержки могут быть значительно серьезнее.

В конце концов, людям все равно придется быть рядом — роботы недостаточно умны, но пока полностью не захватят. Однако многое предстоит сделать, прежде чем это произойдет. Похоже, строительные работы безопасны — на данный момент. Этот важный шаг между концептуальным дизайном и первым кирпичом на строительной площадке помогает архитекторам изучить взаимодействие объемов и форм, сообщать дизайнерские идеи, исследовать, как дизайн выглядит с разных точек зрения, визуализировать светлые взаимодействия и даже ключевую фазу продажи дизайн.

Назад в старые времена, и особенно сегодня с современными сложными проектами, ручное моделирование архитектуры требует квалифицированного мастерства и огромного количества времени, поэтому было естественным перейти к более быстрому, более точному и простому варианту. Затем последуют следующие вопросы: могут ли архитекторы и строители делать больше, чем просто малогабаритные модели с добавочными технологиями производства?

В первые дни командировки наш сотрудник сверял комплектность доставленного оборудования, производил замеры помещения для расчета установки, согласовывал с представителями заказчика расположение будущего принтера, вводил их в курс запланированных работ и начал установку.

Как один из пионеров в этой технологии, доктор Бехрох Хошневис из Университета Южной Калифорнии провел более 15 лет, развивая свою систему контурного рисования. Среди важных преимуществ, таких как его сложные возможности формы и высокая скорость, по сравнению с традиционными методами построения, такая система наследует одну из лучших характеристик всех трехмерных технологий: практически нет затраченного материала, что в сочетании с его автоматическим характером может означать более доступное жилье, при когда эта технология полностью созревает и широко используется.

После проведения подготовительных работ и установки стоек настала очередь монтажа несущих балок. Элементы конструкции весьма увесистые и для такой работы нужно несколько человек, о чём тоже лучше договориться с заказчиком заранее, иначе неизбежны проволочки. Люди, в конце концов, нашлись и всё было сделано.

Новые строительные материалы, более быстрое строительство, сокращение отходов

Несмотря на то, что он является единственным с внеземными целями, это всего лишь один из нескольких проектов, движущихся в одном направлении. По данным компании, этот метод позволяет им экономить до 60% материалов, обычно необходимых для традиционных методов строительства, и требует на 80% меньше труда, что приводит к более доступному по цене жилье, по крайней мере теоретически.

Проблемы для строительных компаний

Даже если такие утверждения не соответствуют действительности, по-прежнему существует множество вопросов, которые необходимо задать всем существующим разработчикам технологий печати.

Ещё одна сложность, которая может возникнуть при установке строительного 3D-принтера — неровный пол. При отсутствии ровной плоскости качество печати вряд ли будет хорошим. Очевидный выход из этой ситуации — выравнивание пола, — на этапе установки принтера вряд ли возможен. На это просто нет времени.

Именно такой сюрприз, а именно — значительный крен пола, мы и обнаружили проведя нивелировку.

Было решено сварить рамки из стального профиля, которые компенсировали бы неровность.

Это тоже заняло некоторое время. В конце концов, был привезен необходимый профиль, должным образом нарезан и сварен.

В настоящее время ни одна из этих систем не может обрабатывать основные элементы процесса строительства обычного здания, такие как электрические услуги, сантехника, двери, окна, столярные изделия и отделки. Все из которых по-прежнему занимают значительное количество времени и ручной труд, которые будут установлены в трехмерной печатной оболочке обычными способами, что уменьшит общую экономию времени и затрат при использовании значительно более сложной системы. Кроме того, исследования по структурной стабильности против землетрясений и ветров еще предстоит сделать, прежде чем кто-либо сможет спокойно жить в трехмерном печатном доме.

Для установки выравнивающих рамок, смонтированные уже стойки с балками пришлось поднимать строительным краном.

Были смонтированы суппорты и подшипники для них, после чего пришла очередь портальной балки. Тут снова пригодилась помощь строительного крана, но с ним пришлось повозиться — из-за конфигурации помещения и особенностей конструкции крана, пришлось подниматься к потолку и отключать концевики, ограничивающие его, крана, подвижность. Потолок там около 15 метров.

Кроме того, есть некоторые структуры, которые могут потребовать меньше возможностей, которые мы можем достичь с помощью нашей современной технологии. Согласно их веб-сайту, они ловко воспользовались коммерчески доступным промышленным роботом, оснастили его передовой сварочной машиной и закодировали свои мозги, чтобы создать удивительно удивительные металлические конструкции без какого-либо вспомогательного материала, просто строя их в воздухе. Подвиги, такие как мост, который они собираются построить в Амстердаме, — это не что иное, как впечатляющие, но одновременно более простые, чем печать целых функциональных зданий.

Монтаж стрелы экструдера и управляющих ею эксцентриков занял некоторое время — сварные швы на самой стреле мешали соединению со стыковочными пазами платформы. Пришлось выравнивать с помощью болгарки.

На заключительном этапе были подтянуты все соединения, смонтирован экструдерный бункер и опциональная часть конструкции — бетономешалка.

Подключение цепей питания и управления не сразу прошло гладко. Однако, на письмо с запросом, отправленное в Ярославль, в СпецАвиа отреагировали оперативно, предоставив все необходимые рекомендации по подключению, несмотря на закончившийся уже рабочий день.

Общий технологический процесс

На самом деле не было бы большим сюрпризом, что будущие технологии, которые позволят нам печатать больше, безопаснее и быстрее, станут интеграцией всех событий, которые происходят сегодня. В любом случае, определенно, это будет интересно. Хотя мы по-прежнему не можем предложить вам трехмерный печатный дом реального размера, мы можем напечатать вашу архитектурную модель как в пластике, так и в многоцветном материале для гиперреалистического вида вашего проекта.

BetAbram P1, P2 и P3, Словения

Преобразовал то, что почти все можно сделать. Это нарушило производство и производство, позволяя создавать прототипы в течение нескольких минут, используя различные материалы для печати, чтобы создавать и тестировать продукты от еды до моды. Быстрое производство этих продуктов помогает ориентироваться на потребности растущего населения.

В ходе проверки выяснилось, что при транспортировке отошли контакты на одной из плат системы. После восстановления контактов всё заработало.

После подключения и проверки соединения были смонтированы пресс-масленки на все подшипники, защитные щитки эксцентриков стрелы и комплектные таблички, на чём непосредственно монтаж и завершился.

Одна отрасль, в частности, почувствовавшая напряжение демографического роста, — это строительство. Их первые конструкции были скромными, размерными квартирами, построенными путем объединения отдельных комнат. Их принтер настолько велик, что он может печатать целые структуры в одном задании, а не создавать и комбинировать компоненты.

Одной из целей фирмы является использование технологии в восстановлении после разрушения, вызванного бедствиями, такими как землетрясения, которые часто затрагивают Китай. Процесс печати сочетает слой за слоем бетона с целью создания сложных архитектурных конструкций, которые не могут быть достигнуты обычными методами. Их главная цель — создать принтер, достаточно большой для печати целых домов. Это способствует изменению отношения к отрасли. Это буквально верно, так как с помощью продвинутого шестиосевого промышленного робота они могут печатать структуры в воздухе.

Далее — установка и настройка программного обеспечения, проверка функционала. Монтаж подложки для свисающих проводов соединяющих подвижные части — она не предусмотрена комплектом поставки, но мы идем навстречу клиентам.

Обучение персонала заказчика обращению с принтером в процессе пробного запуска.
Заказчик решил испытать смесь собственного авторства, вопреки нашим рекомендациям. Что ж, хозяин — барин. Раствор, вполне ожидаемо, пополз. Однако, сам принтер работает штатно и к нам никаких претензий нет.

В процессе обучения персонала клиента работе с программным обеспечением, мы хотели продемонстрировать работу 3D-принтера с правильной смесью, но ингредиентов для новой смеси не оказалось.

Кстати, о смесях:

Обучение персонала и сдача объекта прошли максимально позитивно. Представители заказчика остались полностью удовлетворены поставленным и установленным оборудованием и довольны сотрудничеством.

Это был полезный опыт. Мы обозначили для себя несколько граблей, на которые второй раз уже не наступим — а это сделает дальнейшую работу приятнее и эффективнее. Несомненно, строительное 3D-печатное оборудование — это очень интересная область деятельности, как в части получаемого результата, так и в том, что требует максимум изобретательности и нестандартного подхода от занимающихся ею.

Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?

Цена: 720 000 руб

Принтер S-4063 — первый из разработанных малоформатных принтеров, позволяющих печатать бетоном различные элементы для домов, беседок, всевозможные ландшафтные постройки.

• Принтер S-4063 — первый из разработанных малоформатных принтеров, позволяющих печатать бетоном различные элементы для домов, беседок, всевозможные ландшафтные постройки.
• Принтер S-4063 оснащен мощными приводами, позволяющими быстро и точно перемещать печатающую головку с накопителем от 18 до 32 литров. Шаговые двигатели с цилиндрическими редукторами и остальные комплектующие — для профессионального оборудования и рассчитаны для производственного использования.
• Принтер не выпускается серийно. Он послужил прототипом к созданию следующей модели в линейке принтеров серии S — принтеру S-6043 и S-6044 .
• Принтер S-4063 работает с мелкодисперсными смесями. толщина печатаемого слоя меньше чем в других моделях.
• Может быть изготовлен по индивидуальному заказу.

Габариты

Производитель	ЗАО «СПЕЦАВИА»
Страна-производитель	Россия
Тип привода
Тип	Строительный 3D — принтер
Назначение	Печать элементов зданий, малых форм до 18 м2
Рабочая скорость, м/мин	8
Рабочая зона, мм	3500х5200х1000
Комплектация
12 м/мин 1 мм
Потребляемая мощность, кВт	1,3
8 х 20
0,08
Гарантия	12 месяцев

ПРИНТЕР СТРОИТЕЛЬНЫЙ ТРЁХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ (3D) S-6043

Цена: 890 000 руб

• Принтер позволяет напечатать бетоном элементы для дома, беседку, небольшой гараж, всевозможные ландшафтные постройки, пруд, детский городок или бассейн!
• Он пригоден и для печати печей, каминов, мангалов, барбекюшниц и прочих огнеупорных изделий коалиновыми смесями. При этом сам процесс печати ничем не отличается от печати например предметов садового интерьера цементными составами.
• Наши принтеры – надёжны и ремонтопригодны. Все комплектующие промышленного производства и рассчитаны на загруженное профессиональное использование, что открывает новые возможности малому бизнесу в строительстве и смежных сферах деятельности.
• Все без исключения принтеры проходят контрольную сборку на предприятии. Оборудование поставляется вам в отлаженном состоянии, проверенным на работоспособность.
• Специалисты нашей компании соберут и запустят оборудование у Вас, научат моделированию и управлению принтером.
• Принтер S-6043 печатает стандартными составами на основе цемента серии 500, т.е. тем, что есть в свободной продаже на любом строительном рынке. Можно применять смеси с минеральными добавками и фиброволокном. В инструкции по эксплуатации есть технологические регламенты на смеси, по которым приготовить необходимый бетон для печати не составит труда.

Габариты

Технические характеристики 3D принтеров

Производитель	ЗАО «СПЕЦАВИА»
Страна-производитель	Россия
Тип привода	Шаговые электродвигатели с цилиндрическими редукторами
Тип	Строительный 3D — принтер
Назначение
Рабочая скорость, м/мин	9
Рабочая зона, мм	3500х3600х1000
Комплектация	Принтер, моноблок, промышленная клавиатура, шкаф управления.
Скорость позиционирования, Точность позиционирования	12 м/мин 2 мм
Потребляемая мощность, кВт	1,5
Размер печатаемого слоя, мм (высота, ширина)	10 х 30
Расход бетона, м3 на 1 кв.м стены при 4-х слойной печати	0,12
Гарантия	12 месяцев

ПРИНТЕР СТРОИТЕЛЬНЫЙ ТРЁХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ (3D) S-6044

Цена: 860 000 руб

Принтер S-6044 — новая модель малоформатных принтеров серии S, позволяющая печатать бетоном малые формы размером около 12 куб.м, т.е различные элементы для жилых домов, беседок, всевозможные ландшафтные постройки, небольшой пруд, детский городок или бассейн! Он пригоден и для печати печей, каминов, мангалов, барбекюшниц и прочих огнеупорных изделий коалиновыми смесями.

• Наши принтеры – надёжны и ремонтопригодны. Все комплектующие промышленного производства и рассчитаны на загруженное профессиональное использование, что открывает новые возможности малому бизнесу в строительстве и смежных сферах деятельности. Гарантия на оборудование — 12 месяцев.
• При комплектации принтера учитываются пожелания заказчика, в т.ч. исполнение принтера может быть с креплением на стены, на стойках, либо комбинированное.
• Принтер S-6044 печатает стандартными составами на основе цемента серии 500, т.е. тем, что есть в свободной продаже на любом строительном рынке. Можно применять смеси с минеральными добавками и фиброволокном. В инструкции по эксплуатации есть технологические регламенты на смеси, по которым приготовить необходимый бетон для печати не составит труда.

Габариты

Технические характеристики 3D принтеров

Производитель	ЗАО «СПЕЦАВИА»
Страна-производитель	Россия
Тип привода	Шаговые электродвигатели с цилиндрическими редукторами
Тип	Строительный 3D — принтер
Назначение	Печать элементов зданий, малых форм до 12.6 м2
Рабочая скорость, м/мин	9
Рабочая зона, мм	3500х3600х1000
Комплектация	Принтер, моноблок, промышленная клавиатура, шкаф управления.
Скорость позиционирования, Точность позиционирования	12 м/мин 2 мм
Потребляемая мощность, кВт	1,5
Размер печатаемого слоя, мм (высота, ширина)	10 х 30
Расход бетона, м3 на 1 кв.м стены при 4-х слойной печати	0,12
Гарантия	12 месяцев

ПРИНТЕР СТРОИТЕЛЬНЫЙ ТРЁХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ (3D) S-6045

Цена: 1 788 000 руб

Принтер S-6045 — улучшенная модель малоформатных принтеров серии S, разработанная на базе S-6043 позволяет печатать различными по составу бетонами, в том числе стандартными составами на основе цемента серии 500, т.е. тем, что есть в свободной продаже на любом строительном рынке и использовать смеси с минеральными добавками и фиброволокном. Традиционно наша компания занимается промышленным оборудованием ЧПУ. Новая модель принтера S-6045 с большим количеством возможностей и расширенной комплектации принята к серийному производству.

Применение принтеров объемной печати в строительстве — весьма перспективная сфера деятельности. Несмотря на новизну и уникальность находится всё больше желающих строить по популярной ныне технологии 3D печати. 3D печать позволяет получать изделия различных сложных форм с минимальными временными и материальными затратами.

Печать элементов зданий сложных лекальных форм — легкая задача для такого оборудования. Для людей креативных, творческих строительный принтер объемной печати просто находка, способная принести массу новых эмоций! Башенки, арки, колонны, напечатанные на принтере, органично вписываются в архитектуру домов. Любой ландшафт украсят креативные формы различных лавочек, беседок.

Источник: 128gb.ru