Что такое 3d строительство

Основными элементами, которые воспроизводятся при выстраивании композиции, следует считать объемно-пространственную структуру объекта, его тектонику и планировку, пропорции основных частей и доминанты, а также ритмический и пластический слои.

Организация правильно выстроенной композиции — одна из главных дизайнерских задач при разработке макета

При этом обращать внимание нужно не только на основные составляющие элементы. В частности, композиционной основой макетирования можно назвать не только сам макет, но и подмакетник, ведь его размер будет определять силу воздействия композиции на пространство точно так же, как и реальный объект архитектуры делает это в жизни

Среди других основ композиции выделяют следующие:

• соблюдение пропорций всех элементов и частей;
• создание гармонических пластических переходов между поверхностями;
• определение точных пространственно-размерных характеристик;
• выявление правильного образно-пластического характера, текстуры и цветографики.

Этап 5: Печать 3D-объекта

Важнейшими элементами 3D-принтера являются рабочая платформа и печатающая головка. На рабочей платформе происходит формирование готового объекта. Во время работы платформа двигается вверх и вниз по оси Z. Печатающая головка выдавливает на рабочую платформу расплавленную полимерную нить, слой за слоем формируя готовый объект. Печатающая головка 3D-принтера движется по горизонтали и вертикали (оси X, Y).

Строительство посёлка с помощью строительного 3D-принтера S-300. АМТ. (Часть 1)

Конструктивные элементы FDA-принтера

Сам по себе процесс трёхмерной печати довольно прост. Печатающая головка выдавливает в рабочую зону первый слой расплавленного пластика, после чего платформа опускается вниз на толщину слоя и начинается формирование следующего слоя, который накладывается поверх предыдущего. После завершения печати каждого слоя платформа опускается вниз, так происходит на протяжении всего цикла печати, пока на платформе не появится готовый объект.

3D-печать: принтер наносит на платформу первые слои изделия

Печать объекта продолжается. На фото хорошо видны слои, которые наносит печатающая головка

3D-печать на завершающем этапе

Чтобы напечатать трёхмерную модель, принтеру требуется несколько часов, в зависимости от сложности изделия.

Безусловно, у разных моделей 3D-принтеров есть свои особенности функционирования, но базовые принципы остаются неизменными.

Медицина

Использование 3D принтеров в медицине позволяет спасти человеческие жизни. Такие принтеры могут воссоздать точную копию человеческого скелета для отработки приёмов, гарантирующих проведение успешной операции. Всё чаще 3D принтеры используют в протезировании и стоматологии, так как трёхмерная печать позволяет получить протезы и коронки значительно быстрее классической технологии производства.

Прототипы зубных коронок, напечатанные на 3D принтере

Медицинские трёхмерные модели могут быть изготовлены из целого ряда материалов, включая живые органические клетки. Выбор того или иного материала для медицинского прототипирования зависит от целей и задач, стоящих перед медиками, и проблем, связанных со здоровьем пациента.

Совсем недавно сила и мощь 3D печати была продемонстрирована на примере обыкновенного орла, который по вине браконьеров лишился клюва. 3D печать позволила изготовить точную копию орлиного клюва.

Орлиный клюв, напечатанный 3D принтером

На рисунке ниже показана малышка Emma Lavalle (Эмма Лаваль), страдающая от редкого врождённого заболевания, при котором атрофируются мышцы рук, и ребёнок не может взять в руки даже лёгкую игрушку. Медики разработали и напечатали на 3D принтере специальный пластиковый экзоскелет, который помогает девочке жить полноценной жизнью.

Экзоскелет, напечатанный на 3D принтере для девочки с отрафированными мышцами рук

По мере роста девочки, специалисты печатают новые запасные части для экзоскелета, так что он всегда ей в пору.

Не останавливаясь на достигнутом, медики научились печатать «заплатки» для повреждённой человеческой кожи. В качестве материалов для печати используется специальный гель из клеток донора. По словам учёных, для печати кожи может быть использован даже самый обычный офисный принтер, немного модернизированный под поставленную задачу.

«Заплатка» для человеческой кожи, напечатанная 3D биопринтером

В 2011 году учёные сумели воспроизвести живую человеческую почку. Для этого 3D принтеру потребовалось всего лишь 3 часа.

3D принтер печатает живую почку

Для печати пластиковых медицинских прототипов, совместимых с биологическими организмами, используются 3D принтеры Eden 250, 260V, 350, 350V, 500; Fortus 400mc, 900mc; Objet 260 Connex, Connex 350 и 500.

Архитектура

3D печать находит широкое применение в изготовлении архитектурных макетов зданий, сооружений, целых микрорайонов, коттеджных посёлков со всей инфраструктурой: дорогами, деревьями, уличным освещением.

На рисунке показаны макеты зданий, созданные с использованием трёхмерной печати.

Применение 3D печати в архитектуре

Для печати трёхмерных архитектурных макетов используют дешёвый гипсовый композит, который обеспечивает низкую себестоимость готовых моделей.

На сегодняшний день для 3D печати доступно 390 тысяч оттенков палитры CMYK, что позволяет воплотить в жизнь любую цветовую фантазию архитектора.

Для трёхмерной печати архитектурных моделей и прототипов чаще всего используются цветные 3D ZPrinter модели 250, 450, 650, 850 и чёрно-белые 3D ZPrinter модели 150 и 350.

Дома, дворцы, кинотеатры

BIM-технологию уже успешно применяют в столичной строительной отрасли. Так, за последние несколько лет с помощью трехмерных моделей реконструировали здание и территорию вокруг Политехнического музея, перестроили кинотеатр «Таджикистан», построили Дворец гимнастики Ирины Винер-Усмановой и новый храм Сретенского монастыря.

Застройщики, работающие по программе реновации, активно используют BIM как для проектирования новых жилых комплексов, так и для моделирования сноса ветхих пятиэтажек и будущей перепланировки территории. Причем BIM-модели кварталов реновации включают в себя не только строительные и инженерные показатели, но и социальные: количество магазинов, школ и детских садов, необходимое на новой территории, количество и конфигурацию детских и спортивных площадок, беседок, зон отдыха и многое другое.

Проектировать такие сложные пространства с учетом всех особенностей и потребностей жителей помогает вариантная проработка. Для каждой стартовой площадки программы реновации создают несколько моделей планировки территории, чтобы выбрать вариант, который удовлетворит и застройщика, и город, и будущих жителей.

«Это похоже на игру в пятнашки. Ставятся 3D-модели домов. Рассчитываются технико-экономические показатели. Затем делается новый вариант. Вариантов может быть три, пять, десять, но результат должен быть только один: условия должны быть не хуже, а лучше, должны быть запроектированы дороги, стоянки, озеленение, которому сейчас уделяется очень много внимания.

Если делать это на плоских чертежах, глаз замыливается и варианты кажутся очень похожими, а в 3D-модели можно изменить этажность домов, поменять конфигурацию, проверить инсоляцию. Поскольку модель динамическая, то сразу меняются технико-экономические показатели. По всем площадкам реновации, выполненным Институтом генплана Москвы, есть модели, которые отражают сегодняшнюю ситуацию, и есть проектные модели — уже без домов, которые снесут, то есть модели будущих районов», — рассказывает Валентина Чешева.

Институт генплана уже использует BIM для всех проектов. Успешно применили информационное моделирование при строительстве южных станций Сокольнической линии метрополитена: их наземные павильоны были спроектированы в трехмерном формате. Сейчас институт работает в BIM над строящимися дорогами — Северо-Восточной и Юго-Восточной хордами, дублерами Кутузовского проспекта, а также над Большой кольцевой и Бирюлевской линиями метро.

Строительство последней обещают организовать по новым принципам: над одной BIM-моделью впервые будет работать единая команда из сотрудников Мосгоргеотреста, Института генплана, проектировщиков, строителей и представителей самого метрополитена как эксплуатирующей организации. Таким образом, Бирюлевская линия метро станет первой, целиком созданной по технологии информационного моделирования.

Печать игрушек и сувениров

Использование 3D принтеров для создания уникальных игрушек и сувениров уже ни у кого не вызывает удивления. Теперь легко получить готовый полноцветный прототип перед запуском изделия в массовое производство. Анализ прототипа позволяет изучить текстуру будущего изделия, его форму, размер и цвет.

Чаще всего сувенирные изделия печатают из гипсовых материалов, дополнительно обработанных для увеличения прочности готового изделия. 3D принтеры печатают сувениры с различной цветностью, вплоть до полноцветной текстуры в 390000 оттенков.

Игрушки и сувениры, напечатанные 3D принтерами

Для изготовления цветных игрушек и сувениров больше всего подходят принтеры ZPrinter 250, 450, 650 и 850.

«Массандра» (Москва, Комсомольский проспект, 2003 год)

Следующим опытом применения методологии трехмерного моделирования стало создание магазина-дегустационного зала винодельческой компании «Массандра». Этот объект наша команда выполняла целиком — от проекта до реализации.

В концепции интерьера использовались крымские мотивы — светлые тона, белые стены и потолки, светлое торговое оборудование. Причем идея была такова: стойка была как бы носом корабля, от которого при движении разбегаются буруны. Именно такая форма торгового оборудования и была предложена в качестве основной.

Первым шагом в моделировании стало формирование трехмерной модели исходного пространства по результатам обмеров

Как правило, этому этапу уделяется очень серьезное внимание. Погрешность измерений должна быть минимальна, чтобы исходная обстановка была смоделирована с высоким уровнем точности

На рисунке видна схема обмеров, достаточно традиционная для нас, — прямые ходы, подкрепленные диагональными, что создает треугольную базу.

На основе этой схемы моделируется исходная обстановка: стены, двери, окна, перекрытия и другие элементы, позволяющие точно отразить реальное положение дел. Достоверность обмеров и исходной модели объекта — краеугольный камень любого моделирования. Прототип объекта должен быть воссоздан в виртуальной реальности максимально точно, поскольку от этого зависит точность выпускаемой рабочей документации.

После создания исходной (базовой) модели началось моделирование торгового оборудования, располагающегося вдоль стен. Сложность заключалась в том, что если исходную обстановку можно было смоделировать, применяя параметрическое моделирование (пользуясь категориями «стены», «окна», «двери» и т.д.), то торговое пристеночное оборудование — только вписывая его в параметрически созданный объем посредством объемного (концептуального) трехмерного моделирования. В горизонтальной плоскости на отметках пола и потолка контуры оборудования были созданы сплайновыми кривыми, затем преобразованными в объемные трехмерные массивы. На рисунках показаны контуры оборудования на уровне потолка в плане, а также аксонометрии исходного состояния торгового зала с вписанными массивами торгового оборудования.

C помощью булевых операций сложения и вычитания объемные массивы преобразовывались в трехмерную модель торгового оборудования: прорезались полки, ниши по заранее проработанным эскизам, учитывающим правила мерчандайзинга и прочих торговых хитростей.

Теперь можно было работать с объемными представлениями оборудования поблочно, используя их для разработки рабочей документации. Поскольку блоки оборудования были смоделированы не параметрически, а прямым трехмерным моделированием, получение необходимых разрезов тоже происходило с помощью булевых операций. Процесс работы с такими нестандартными объемами, образованными соединением сплайнов разной конфигурации, был достаточно сложным и продолжительным. Для получения точной деталировки приходилось делать множественные вертикальные и горизонтальные разрезы, которые исчислялись несколькими десятками на каждый элемент пристенного оборудования. Благодаря изначально соблюденным требованиям по чистоте замеров и точности объемной (массивной) трехмерной модели, отклонения в деталировке были незначительными.

Одновременно с подготовкой рабочей документации на изготовление блоков пристенного оборудования разрабатывались монтажные карты, основой для которых стали вертикальные и горизонтальные разрезы, а также аксонометрии торгового зала.

На одном из разрезов видна стойка, по форме напоминающая нос корабля, — исходная точка для формирования изгибов нестандартной формы для торгового оборудования.

Затем, после формирования рабочей документации, работа шла уже по неоднократно опробованным правилам: на производстве изготавливались и собирались в пакеты деталей блоки оборудования, которые доставляли на площадку, где монтажные бригады производили сборку, пользуясь пронумерованными деталями, в соответствии с монтажными планами, разрезами и аксонометриями. Практически аксонометрии являлись описанием того конечного продукта, который необходимо было предоставить заказчику на этапе завершения монтажа. И для такого представления трехмерное моделирование подходит как нельзя лучше.

Фотографии, на которых показано финальное состояние проекта, позволяют сравнить задуманное с реализованным, несмотря на то что аксонометрии представлены здесь в черно-белом варианте.

На иллюстрациях запечатлен момент перед открытием магазина, дня за два-три, когда полным ходом шло размещение крымских вин, в том числе коллекционных.

Быстро, дешево и точно

По мнению экспертов, в ближайшие годы все строители перейдут на BIM-технологию. Для ускорения этого процесса в Институте генплана создан центр компетенций по информационному моделированию градостроительных объектов. Его сотрудники не только работают с конкретными 3D-моделями, но и создают внутренние регламенты, собирают библиотеки элементов, а также обучают коллег работе с программным обеспечением и технологиями производства.

По мнению Олега Григорьева, сейчас без BIM невозможно добиться нужной точности проектировки, особенно в таком мегаполисе, как Москва.

Таким образом, BIM серьезно повышает качество и сокращает сроки проектирования и строительства, удешевляет его и позволяет избежать множества ошибок. В Градостроительный кодекс Российской Федерации уже начали вносить изменения: в нем появились термины «информационная модель», «формирование и ведение классификатора строительной информации», «цифровая архитектура», «управление жизненным циклом объекта». Осталось принять ряд подзаконных актов, и строительный комплекс Москвы станет полностью цифровым.

Реальные примеры

3D строительство домов — технология хоть и новая, но уже «обросла» массой конкретных примеров. Например, в Ярославле есть дом, в который заселилась обычная семья. И здание это было построено как раз с помощью 3D оборудования. Это первый дом в СНГ и Европе, возведенный таким способом.

Строили его в 2015 году — принтер создал части коробки, которые были смонтированы всего за месяц на уже подготовленном фундаменте. И это — в декабре месяце. В 2017 году закончились работы по строительству кровли. Этот дом — не желание показать возможности 3D строительства, а самое настоящее жилое здание.

3D дом в Ярославле

Ранее в 2014 году в Китае были также представлены 10 домов, созданных на 3D принтере. Они расположены в промышленном парке провинции Цзянсу. Стоимость каждого строения — больше 3000 фунтов стерлингов. Это было начало технологии развития 3D строительства. Затем компания, построившая дома, усовершенствовала методику и создала более высокие здания.

В том же году в США сделали отпечаток замка. Его изготовили за 2 месяца. Замок невелик, но смотрится очень красиво. Размеры его основной части — 3Х5Х3,5 м. А башенки печатались отдельно.

Мини-замок в США, созданный на 3D принтере

В 2015 году в Филиппинах построили целые апартаменты при помощи новой технологии. Размеры — 10,5Х12,5Х3 м. Для создания этого строения использовали вулканический пепел и песок.

Дом из песка и вулканического пепла в Филиппинах

А во Франции в 2018 году создали целый пятикомнатный дом, площадь которого составляет 95 квадратов. Строил его манипулятор с экструдером для монтажной пены. Ее и использовали как основу. После нескольких слоев пены строители заливали созданную часть бетоном и так делали, пока не построили весь дом.

3D дом во Франции

Технология 3D строительства удобна и практична, все работы выполняются машинами и компьютерами. Пока неизвестно, к чему все это приведет, но сама по себе методика достаточно интересна. Возможно, в будущем благодаря ей мы будем строить здания намного быстрее.

Способ 1: Blender

Blender — первая программа, основное предназначение которой заключается в создании 3D-моделей для дальнейшего их анимирования или применения в разных сферах компьютерных технологий. Она распространяется бесплатно и подходит начинающим юзерам, кто впервые столкнулся с приложениями такого рода, поэтому и занимает эту позицию. Давайте вкратце рассмотрим процедуру подготовки модели для печати пошагово, начав с настройки самого инструмента.

Шаг 1: Подготовительные действия

Конечно, после запуска Blender можно сразу же приступать к ознакомлению с интерфейсом и разработке моделей, однако сначала лучше уделить внимание подготовительным действиям, чтобы настроить рабочую среду под макеты для 3D-принтеров. Эта операция не займет много времени и потребует активации всего нескольких параметров

1. Для начала в стартовом окне выберите параметры внешнего вида и расположение элементов, отталкиваясь от личных потребностей.

В следующем разделе окна «Quick Setup» вы увидите разные шаблоны для начала работы и ссылки на источники со вспомогательной информацией, которая пригодится при освоении ПО. Закройте это окно, чтобы перейти к следующему этапу конфигурации.

На панели справа отыщите значок «Scene» и нажмите по нему. Название кнопки появляется через несколько секунд после наведения на нее курсора.

В появившейся категории разверните блок «Units».

Установите метрическую систему измерений и задайте масштаб «1». Это необходимо для того, чтобы параметры сцены перенеслись на пространство 3D-принтера в должном виде.

Теперь обратите внимание на верхнюю панель программы. Там наведите курсор на «Edit» и в появившемся всплывающем меню выберите «Preferences».

В окне настроек переместитесь на «Add-ons».

Отыщите и активируйте два пункта под названиями «Mesh: 3D-Print Toolbox» и «Mesh: LoopTools».

Убедитесь в том, что галочки были успешно проставлены, а затем покиньте данное окно.

Дополнительно рекомендуем обратить внимание и на другие пункты конфигурации. Здесь вы можете настроить внешний вид программы, поменять расположение элементов интерфейса, трансформировать их или вовсе отключить

По завершении всех этих действий переходите к следующему шагу.

Шаг 3: Проверка проекта на соблюдение общих рекомендаций

Перед завершением работы над моделью мы советуем не упускать самые важные аспекты, которые следует выполнять для оптимизации проекта и обеспечения его корректной распечатки на принтере. Для начала убедитесь, что ни одна из поверхностей не накладывается друг на друга. Они должны лишь соприкасаться, образуя единый объект. Если где-то произойдет выход за рамки, вероятны проблемы с качеством самой фигуры, поскольку в неправильно оформленном месте произойдет небольшой сбой печати. Для удобства вы всегда можете включить отображение прозрачной сети, чтобы проверить каждую линию и поле.

Далее займитесь уменьшением количества полигонов, ведь большое количество этих элементов лишь искусственно усложняет саму фигуру и мешает оптимизации. Конечно, избегать лишних полигонов рекомендуется еще при создании самого объекта, но не всегда получается сделать это на текущем этапе. Вам доступны любые способы данной оптимизации, о чем тоже написано в документации и рассказывается в обучающих материалах от независимых пользователей.

Теперь хотим отметить и тонкие линии или какие-либо переходы. Как известно, само сопло имеет определенный размер, что зависит и от модели принтера, а пластик не является самым надежным материалом. Из-за этого лучше избегать наличия совсем тонких элементов, которые в теории могут вообще не получиться на печати или будут крайне хрупкими. Если такие моменты присутствуют в проекте, слегка увеличьте их, добавьте опору или по возможности избавьтесь.

Шаг 4: Экспорт проекта

Завершающий этап подготовки модели для печати — экспорт ее в подходящем формате STL. Именно этот тип данных поддерживается 3D-принтерами и будет корректно распознан. Никакого рендеринга или дополнительных обработок можно не осуществлять, если для проекта уже были назначены цвета либо какие-либо простые текстуры.

1. Откройте меню «File» и наведите курсор на «Export».

В появившемся всплывающем списке выберите «Stl (.stl)».

Укажите место на съемном или локальном носителе, установите название для модели и нажмите на «Export STL».

Проект сразу же будет сохранен и доступен для выполнения других действий. Теперь вы можете вставить флешку в принтер или подключить его к компьютеру, чтобы запустить выполнение имеющегося задания. Советов по его настройке мы давать не будем, поскольку они сугубо индивидуальны для каждой модели устройств и четко прописаны в инструкциях и различных документациях.

Китайский WinSun

Шанхайская фирма Shanghai WinSun и Decoration Design Engineering Co лидирует в списке. Ее принтер трехмерный WinSun составляет 150 метров в длину, в ширину -10, а высотой он 6 метров. Согласитесь, что сооружение солидное. Оно в состоянии шестиметровое здание напечатать за считанные часы, используя для этого смесь, состоящую из цемента, стали и стекла.

Видео: 3Д принтер строительный

Свои первые десять зданий она напечатала три года назад- в 2014 году. Стоимость каждого не превышала 270 000 рублей. По стоимости такое строительство дешевле вдвое, экономия материала превышает 60%, трудозатраты сокращаются на 80%.

Самым высоким представленных разнотипных сооружений был пятиэтажный дом стоимостью 7 млн. руб. Понятно, что в заказах недостатка не было. В числе заказчиков был Египет.

Ведущие производители принтеров для 3D-печати домов

В России пока немногие компании решились освоить такую технологию строительства. Ещё меньше занимаются серийным производством такого оборудования. Всё-таки, пока это штучный товар. Однако, всё же можно назвать одну из них, которая уже прочно заняла лидирующие позиции в этой области. Это фирма СпецАвиа.

Её персоналом был разработан и опробован прототип строительного 3D-печатного аппарата и осуществлена пробная печать.

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

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

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

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

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

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

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

Ложка дёгтя: недостатки 3d печати, влияющие на бизнес

Хотя неподготовленным наблюдателем процесс 3d печати может восприниматься как чудо, он тем не менее принадлежит к реальному миру. Как у всякого явления этого мира, у него есть свои недостатки, которые стоит учесть при организации бизнеса. Итак:

• кто бы что ни говорил, напечатать на «домашнем» 3d принтере можно далеко не всё (например, нельзя напечатать сложный механизм в сборе или очень мелкие детали в случае FDM принтера);
• при 3d печати существуют ограничения по размеру изделия (обычно в пределах 30 см, максимум — до 50 см);
• по прочности напечатанные изделия уступают литым из пластмассы;
• полноцветная печать возможна только на промышленном оборудовании, но даже там нет плавного перехода между цветами;
• поверхность напечатанных изделий часто требует дополнительной обработки (шлифовки, полировки и т. п.);
• массовое производство при 3d печати недоступно, так как 3d принтеры (особенно «домашние») слишком медленны для него;
• оборудование для 3d печати всё ещё остаётся довольно дорогим.

Поверхность напечатанных на 3d принтере деталей уступает в качестве литым изделиям и часто требует дополнительной обработки

Все эти нюансы понижают конкурентноспособность бизнеса. Однако у технологии 3d печати есть огромное преимущество, которое заключается в возможности изготавливать уникальные объекты быстро и недорого. Используйте это преимущество, создавая эксклюзивные украшения, сувениры, предметы интерьера, прототипы и опытные образцы — всё то, чего не выпускает массовое производство, и ваш бизнес будет успешным.

Взрослые — совершенно как дети — любят игрушки. Но, поскольку «взрослые» игрушки, как правило, стоят нешуточных денег, позволить их себе могут далеко не все. И время, когда 3d принтер будет в каждом доме, наступит ещё нескоро. А до этого момента счастливый обладатель такого замечательного устройства имеет шанс заработать на любимой игрушке.

Использование строительного 3D-принтера S-6044 для собственного бизнеса

Для печати дома целиком требуются дорогостоящие широкоформатные 3D принтеры, для контроля над работой которых требуются специальные навыки. Модель S-6044 – отличная альтернатива, позволяющая создавать отдельные части конструкций объемом до 12 куб. м., например, декоративных элементов, которые сложно создать вручную.

Принтер S-6044 целесообразно использовать для производства декоративной уличной мебели. Например, себестоимость изготовления лавочек с уникальным архитектурным дизайном составит около 1,5 тыс. рублей, при этом их розничная стоимость превышает 5 тыс. рублей. Производительность S-6044 позволяет изготавливать около 15 единиц уличной мебели в сутки (в зависимости от сложности конфигурации):

Для начала бизнеса потребуется:

1. Покупка строительного 3D принтера. Стоимость модели S-6044 на данный момент составляет 960 тыс. рублей. Устройство может быть приобретено в лизинг.
2. Помещение для установки и эксплуатации 3D принтера с наличием водопровода.
3. Мешалка для приготовления строительной смеси.
4. Расходные материалы (цемент, песок, вода, специальные добавки).
5. Персонал (2 человека) для управления и обслуживания принтера.
6. Работники, имеющие опыт в сфере архитектурного дизайна, умеющие работать с программами для 3D моделирования.
7. Транспорт для доставки напечатанных элементов.

Оборудование, инвентарь

Компьютер – 25 тыс. руб., 3d принтер – 75 тыс. руб. При его покупке нужно учитывать возможность приобретения запчастей.

Бабины с пластиковой нитью 10 шт. – от 16 тыс. руб. Они бывают из нефтепродуктов (АБС-пластик) или из кукурузы и сахарного тростника (ПЛА-пластик). Лучше выбирать принтер, который использует оба вида.

Всего 116 тыс. руб.

Диаметр печатающего средства:

• 250 мк – дешевый принтер, который быстро печатает;
• 100 мк – подходит для домашнего использования;
• 50 мк – очень качественная печать, не заметная для глаза человека.

• До 12 см3 – дешевый принтер;
• До 30 см3 – принтер от 3 тыс. долл. Весом до 5 кг.

Отдельные маленькие детали можно склеить в одну большую.

Цвет печати зависит от количества головок. Чем их больше, тем разнообразнее расцветки детали. Но часто цвет изделия не влияет на ее качество. Поэтому не обязательно выбирать самые дорогие модели. Детали можно покрасить или производить из нитей разного цвета.

Дизайн упаковки

Трёхмерные принтеры позволяют изготавливать пробные макеты упаковки, флаконов и бутылок оригинальной формы. Прототипы могут быть цветными, с включением всех элементов дизайна, в т.ч. этикеток, штрих-кодов, фирменных знаков. Готовые модели упаковки могут быть продемонстрированы заказчику перед запуском в массовое производство. Преимущество 3D прототипов налицо: заказчик может подержать упаковку в руках, оценить её фактуру, текстуру, цветовое оформление и некоторые другие характеристики.

Прототипы бутылок, напечатанные 3D принтером

Для изготовления пластиковых упаковок в настоящее время используют следующие 3D принтеры: Dimension uPrint, uPrint+, Elite, SST 1200ES; Fortus 400mc и 900mc. Для изготовления полупрозрачной и детализированной упаковки используются принтеры: Objet 24 и 30; Eden 250, 260V, 350, 500V; Objet 260 Connex, Connex 350 и 500. Для печати цветной упаковки лучше всего подойдут принтеры ZPrinter 250, 450, 650 и 850.

ПО для 3D-моделирования и слайсинга

Прежде чем, брызгая слюной и дергая глазом, стоять над принтером и завороженно смотреть на процесс печати, тебе будет нужно посидеть и внимательно и подробно отрисовать 3D-модель конструкции, фигуры или чего-нибудь еще в редакторе. OpenSCAD, AutoCad, FreeCad, GoogleSketchUp или Blender — все они бесплатные. Главное — это возможность экспорта в форматы для 3D-печати. Сохраняй модели в формате stl — он универсальный, и его поддерживают все слайсеры. Также многие работают с форматом obj.

Можно, конечно, поступить хитрее и поискать готовые модели на специализированных ресурсах, но ведь создавать что-то уникальное гораздо интереснее, не правда ли?

После отрисовки модели необходимо подготовить ее к созданию с помощью программы-слайсера. Это ПО для разложения модели на слои, согласно которым принтер и будет ее печатать. Некоторые производители принтеров предлагают свои слайсеры, но если в твоем их не окажется, то можешь воспользоваться Cura, Slic3r, Repetier или их аналогами.

Этап 1: Создание цифровой модели

Процесс 3D-печати начинается с разработки виртуального образа будущего объекта в 3D-редакторе или CAD-программе («3D Studio Max», «AutoCAD», «Компас», «SolidWorks» и др.). Простую модель может создать любой пользователь, который имеет навыки работы с персональным компьютером и стандартными пакетами прикладных программ. Для создания сложных моделей потребуется пакет профессиональных программ и услуги специалиста в области 3D-моделирования.

Виртуальная модель в среде 3D-редактора

На создание виртуального образа будущего объекта потребуется от нескольких часов до нескольких дней, в зависимости от степени сложности модели. Если модель имеет сложную конструкцию, то лучше доверить её разработку профессионалам.

В отдельных случаях для создания виртуальных образов будущих объектов используются 3D-сканеры. При этом точность объектов снижается, они получаются слегка размытыми. Чтобы получить высокоточный объект, следует создавать его вручную.

Также готовые виртуальные модели можно найти в Интернет, на специализированных сайтах, посвящённых 3D-печати.

Лучшие 3д принтеры

Безусловным лидером рынка производителей оборудования для строительной 3d-печати является Китай. Самая известная компания — шанхайская Shanghai WinSun. Они производят знаменитый принтер WinSun. Его габариты весьма внушительны: длина 150 метров, высота — 6 метров, а ширина — 10. Его мощность позволяет за 4-5 часов изготовить шестиэтажный дом.

Материал для печати — смесь цемента, стали и стекла.

Российская компания «Спецавиа» использует аппараты собственной разработки. Самый известный из них — 3d-принтер S-1160. Преимуществом модели является возможность использовать разные строительные смеси: как специальные, так и самые дешёвые. Аппарат используют для печати модулей для будущего здания и малых архитектурных форм (лавочек, скамеек, беседок). Максимальная площадь здания, построенного из модулей, изготовленных на S-1160, составляет 280 квадратных метров.

Среди европейских принтеров можно назвать нидерландский аппарат 3D ProTo R 3Dp от производителя CyBe Additive Industries. Использует специальную бетонную смесь, состав которой производители держат в секрете. Печатает детали толщиной до 3 сантиметров. Также стоит отметить европейские модели Batiprint3D (Франция), BetAbram P1- P3 (Словения).Производители из США уже запатентовали 3d-принтер, способный печатать не сборные модули, а полноценные здания. При этом он не выбрасывают никаких отходов и использует солнечную энергию.

Стоимость 3д принтера для печати домов

В настоящее время 3d-принтер, способный печатать детали для жилых домов, остаётся эксклюзивным и дорогим аппаратом. Его средняя стоимость начинается от 1 миллиона рублей. Но эта самая минимальная цена. Например, за проверенные и хорошо себя зарекомендовавшие себя отечественные аппараты «Спецавиа» придётся заплатить не менее 2 миллионов рублей.

Над развитием технологии строительной печати работают учёные по всему миру

Высокая стоимость обоснована сложностью технологического оборудования и его инновационным характером. Также стоит заметить, что на любую другую строительную технику придётся потратить не меньше, а окупаться она будет значительно дольше. Вернуть все вложения в 3d-строительство получится уже после сдачи 1-2 домов. Этот срок будет равен 3-4 месяцам.

Заключение

Печать домов на 3d-принтере — новое направление строительства, актуальное по всему миру. Средняя цена аппарата — 1,5-2 миллиона рублей. У такого строительства преимущества доминируют над недостатками: высокая скорость, сниженные затраты труда, меньшая стоимость. Разработки в этой области ведут учёные по всему миру, а значит в ближайшие годы можно ожидать новых открытий.

Источник: nuclearblog.ru

Зачем нужно 3D-моделирование

Трехмерное компьютерное моделирование получило широкое применение во многих направлениях. Эта технология используется от индустрии развлечений (кино, компьютерные игры и т.д.) и искусства до решения прикладных задач в строительстве, промышленности, медицине. Разберем, зачем нужно 3D-моделирование, и его основные функциональные особенности.

Что такое 3D-моделирование

Технология 3D-моделирования – это создание трехмерной виртуальной модели объекта с помощью профильных компьютерных программ. Метод может работать для виртуализации существующих объектов путем сканирования размерных и физических параметров с последующей обработкой информации. Кроме этого, технологию применяют для оперативного создания моделей объектов, которые не существуют в данный момент, но планируются к воплощению в реальность. В этом случае речь идет, как правило, о решении задач конструирования или проектирования. Например, в трехмерной компьютерной модели могут отражать разрабатываемые детали, конструкции и их элементы, целые здания или сооружения.

Современное программное обеспечение, применяемого при 3D-моделировании позволяет достигать высочайшего уровня точности. Виртуальная модель – это серия трехмерных изображений, в которых могут до долей миллиметра отображаться размеры, объекта, его форма, другие параметры. Кроме этого, с высокой точностью визуализируются свойства поверхности – ее фактура и оттенок.

Преимущества трехмерного моделирования

• Метод компьютерного трехмерного моделирования разрабатываемых деталей, конструкций, изделий обладает рядом плюсов по сравнению с традиционными способами визуального представления (чертежи, схемы, создание физических образцов и т.д.). К таким плюсам технологии относятся следующие особенности:
• Значительное уменьшение расходов на проектирование с визуальным представлением.
• Передача мельчайших подробностей разрабатываемого объекта.
• Удобная для изучения и презентации визуализация. Модель могут изучить конструкторы для оценки и внесения необходимых изменений. Ее можно представить заказчику или инвестору.
• Технологичность. Компьютерный метод моделирования предусматривает функции создания модели в нескольких вариантах, детального изучения всех ее параметров. Необходимые коррективы могут вноситься практически в реальном времени с моментальным отображением изменений.

Программы для 3D-моделирования позволяют изменять многочисленные параметры. В том числе возможна корректировка размеров, формы. Изменяются оттенки, освещенность объекта, ракурсы его отображения. Кроме этого, применяют и анимацию объектов. Это дает возможность по-разному взглянуть на разрабатываемые элементы и визуально их оценить.

Особую ценность такое свойство 3D-моделирования приобретает при проектировании интерьеров и зданий в целом, разработке ответственных деталей и узлов конструкций, деталей и изделий, для которых большое значение имеют внешний свойства, в том числе дизайн.

В зависимости от особенностей технологии 3D-моделирование бывает воксельное и полигональное.

Первый тип получил наиболее широкое применение в медицине. В частности, его используют в диагностике, при работе с томографами и другой аппаратурой для сканирования внутренних органов.

Полигональное моделирование – универсальный метод. Он позволяет создавать модели любого назначения, используется в разных отраслях и сферах.

Конкретные функции и возможности для работы с моделями зависят от применяемого программного обеспечения. Сейчас разработано более десятка популярных профессиональных программ для трехмерного моделирования, не считая менее известного ПО. Это позволяет специалистам использовать программное обеспечение, отвечающее требованиям для конкретной задачи. Разные программные продукты имеют расширенный функционал по определенным направлениям, например, по созданию текстур, анимации, редактированию готовых моделей, по рендерингу, проведению расчетов и анализа.

Источник: www.informcad.ru

3д принтер для строительства дома: применение 3d печати в строительстве в России, видео обзор и работа по технологии принтеров

Строительство домов с использованием 3D-принтера стало реальностью благодаря калифорнийскому профессору Берочу Хошневису, изобретателю технологии Contour Crafting. Основным элементом нововведения стал экструдер, установленный на движущейся платформе, обеспечивающий послойное накопление созданного объекта. Экструзия управляется компьютером и производится в соответствии с ранее созданной 3D-моделью.

Процесс не требует долгой и кропотливой подготовки. Площадка очищается и выравнивается стандартными методами, после чего устанавливается 3D-принтер. Быстротвердеющая строительная смесь под давлением подается на печатающую головку, откуда равномерно распределяется от сопла к рабочей поверхности. В строительных принтерах 3D-Shape в качестве расходного материала используется порошок, который после наслоения связывается, образуя монолитную структуру.

В 3D-строительстве используются ротационные и дельта-принтеры. Разнообразие бетонных смесей обеспечивает печать элементов различной сложности и размеров. С их помощью создаются украшения, малые архитектурные формы, постройки, мосты и т.д.

Преимущества в сравнении с кирпичным и блочным строительством

По сравнению с традиционным строительством зданий, 3D-строительство имеет следующие преимущества:

• Строительство дома с отделкой и коммуникациями требует не больших средств, чем постройка аналогичной площади из бруса без внутренних работ. В то же время с развитием 3D-технологий наблюдается тенденция к снижению стоимости их применения.
• В строительстве объекта, напечатанного на 3D-принтере, задействовано гораздо меньше людей, чем на традиционных строительных площадках. После подготовительных работ к управлению и обслуживанию оборудования привлекаются 1-3 человека. В человеко-часах разрыв между традиционным и трехмерным строительством достигает 50-80%.
• При подготовленном фундаменте возведение стен по 3D-технологии занимает несколько дней. Больше всего времени уходит на установку кровли, отделку и проводку коммуникаций. На ввод в эксплуатацию сборных панельных домов уходит не менее месяца.
• Строительный мусор и беспорядок на прилегающей территории — проблема любой строительной площадки. При работе с 3D-принтером отходы сводятся к минимуму, а их часть снова перерабатывается.
• Благодаря технологиям снижаются затраты на создание объектов с уникальной архитектурой. При этом сложность создаваемых геометрических фигур никак не влияет на скорость процесса.

Преимущества строительной площадки по объемной технологии перед стандартным процессом представлены в таблице 1.

Плюсы 3D-технологий	Минусы традиционной постройки
Высокая скорость, независимо от сложности объекта	Долговечность конструкции зависит от используемых материалов и архитектурных нюансов
Минимальный штат	Потребность в значительном количестве специалистов различного профиля, вспомогательных рабочих и т.д.
Уборка площадки, повторное использование отходов	Беспорядок на территории, необходимость последующего вывоза строительного мусора
Низкие затраты на рабочую силу	Необходимость в большом количестве спецтехники и транспорта
Быстрый запуск оборудования на новом месте	Зависимость от климатических условий

Строить дома с помощью 3D-принтера имеет смысл по экономическим причинам. При строительстве не нужны некоторые материалы и процессы, снижаются затраты на логистику и т.д.

Почему в России еще не все так строят

Несмотря на улучшения в 3D-строительстве и достижения отечественных инженеров, они пока не получили должного признания в России. К основным недостаткам этого метода можно отнести высокую стоимость оборудования и ограниченную площадь возводимой конструкции.

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

Изготовленное оборудование не всегда соответствует реалиям строительной площадки. Более того, противники технологии утверждают, что с ее распространением люди многих специальностей останутся без работы.

Альтернативы для обычного строительства

Хотя 3D-моделирование еще не может конкурировать с традиционными методами строительства, в некоторых областях оно является довольно убедительной альтернативой. Инновационный метод способствует быстрому возведению небольших малобюджетных жилых домов, востребованных в районах стихийных бедствий и чрезвычайных ситуаций.

Помимо строительства зданий, 3D-принтеры открывают возможность массового производства гаражей, павильонов, ангаров и других объектов, где главный нюанс — не изоляция, а оригинальность архитектуры и готовность к эксплуатации.

Виды принтеров для архитектурных работ

Принтеры, используемые в строительстве, представлены следующими типами:

• Портал (XYZ). Представлен рамой с подвижной головкой экструдера. Питатель смеси перемещается по осям XYZ. Высокая точность экструзии обеспечивается шаговыми двигателями. Оборудование в основном используется для печати отдельных частей зданий и для возведения стен при условии, что портальный принтер находится внутри строящегося здания. Если площадь объекта совпадает с дугой экструдера, он сразу печатается целиком.

• Дельтовидная. В отличие от портальных установок, дельта-принтерная головка может выполнять более сложные движения, что отражается в создании сложных геометрических форм. Гибкие рычаги используются для фиксации и перемещения головы.

• Роботизированный. Они представлены роботами в виде промышленных манипуляторов, которые оснащены экструдерами. Управляется компьютером. Они расположены в центре площадки, откуда рука манипулятора транспортирует смесь в нужную зону.

• D-образная форма. Они относятся к отдельному классу 3D-строительных машин. Вместо раствора здесь используется специальный порошок, который после укладки и уплотнения пропитывается связующим, предоставляемым самим экструдером.

Большинство строительных 3D-принтеров не предназначены для использования на открытом воздухе. Такое оборудование используется в мастерских для печати отдельных элементов, которые впоследствии отправляются на строительную площадку. Исключение составляют мобильные системы, способные работать на строительной площадке.

Видео обзоры с реальной работой принтеров

Среди используемых строительных 3D-принтеров наиболее известна техника китайских, американских и голландских производителей. С характеристиками и возможностями каждого из них можно ознакомиться в соответствующих видеообзорах.

WinSun (Китай). Лидер среди 3D-принтеров. Размеры оборудования по длине, ширине и высоте соответствуют 150X10X6 метров. При печати можно использовать строительный мусор, например стекло, сталь, бетон. Он дебютировал в 2014 году, построив десять жилых домов.

По сравнению с традиционным строительством WinSun снижает затраты на рабочую силу на 80%, расход материалов на 60%, а возводимые конструкции обходятся вдвое. Видео:

Apis Cor (США / Россия). Американская компания прославилась созданием робота-манипулятора, одинаково рекомендуемого для внутренних и внешних работ. Оборудование компактное и мобильное, а также имеет автоматическую систему стабилизации. Установка и запуск принтера занимает не более 30 минут. Эффективен при создании сложных архитектурных форм.

ProTo R 3Dp (Нидерланды). Родился по идее голландской компании CyBe Additive Industries. Возьмите на себя создание сложных геометрических фигур. Оригинальный раствор CyBe MORTAR используется в качестве расходного материала, который затвердевает за считанные минуты и готов к переработке. Он отличается высокой скоростью и экологичностью процесса. Видео:

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

Причины не дающие заменить панельное строительство домов

Несмотря на ускоренное развитие 3D-строительства, панельные дома как вариант доступного жилья в ближайшее время не потеряют своей актуальности. Не так уж и уступает по скорости возведения панельное строительство вне зависимости от погодных условий. Печатный дом требует устройства полов. Панно сразу делится на комнаты. Также не все строительные компании могут позволить себе дополнительное оборудование.

Источник: www.dvenashka.ru

От фантастики к реальности: применение 3D-принтера в строительстве домов

Процесс трехмерной печати происходит полностью в автономном режиме — принтер должен быть подключен только к электросети, соединения с компьютером не требуется. Освоив не сложные программы «слайсинга» (нарезки на слои печати) и «покурив» профильные форумы (самый популярный — 3Dtoday) я понял, что с помощью принтера можно и нужно зарабатывать.

Решение принято, начинаю зарабатывать, т.е. искать нишу, где можно сбыть готовую продукцию, и, что именно это будет.

Процесс технической наладки, выбор филамента (расходного материала), нюансы 3D моделирования в силу своей обширности не попадают в тему статьи. Достаточно сказать, что принтеры продаются десятками тысяч, филаментов уже десятки видов, а библиотеки бесплатных 3D моделей насчитывают миллионы позиций – выбирай, не хочу. Уже только это подсказывает — спрос в нише есть. Нужно стартовать.

Обратная сторона медали

Несмотря на определенно привлекательную инновационность 3D-печати, все же важно рассмотреть ее беспристрастно, убрав некоторую стимуляцию популяризации. Скептики отмечают несколько недостатков этой технологии

Стоимость исследований и разработок

Большинство строительных компаний работают с относительно невысокой рентабельностью. Чтобы повсеместно начать применять 3D-печать, потребуются немалые инвестиции.

Будут ли потребители рассматривать это как маркетинговый ход?

3D-напечатанные дома, офисы, магазины и прочие сооружения инфраструктуры часто здорово впечатляют. Но действительно ли хотят большинство людей жить или работать в таких? Для большинства людей все же кирпичные дома гораздо привычнее и привлекательнее. Другие технологии, такие как сборные дома также некоторое время назад казались привлекательной технологией будущего, однако так и не получила широкого распространения, несмотря на то, что во многих случаях она была дешевле традиционной.

Сложность с интеграцией с другими составляющими

3D-принтеры могут выполнить уникальный и интересный дизайн. Однако, если вам нужно здание, в котором будут использоваться разные материалы или разные элементы, которые не подойдут для 3D-печати, то это будет сложной задачей включить 3D-принтер для строительного процесса.

Нехватка квалифицированной рабочей силы

При существующей проблеме недостатка квалифицированной рабочей силы в строительном секторе в целом, 3D-печать потребует еще большего набора специализированных знаний и навыков, который придется выбирать из и без того небольшой ниши кандидатов. Так что поиск специалистов для работы в 3D печати для строительства может стать еще одной трудной задачей в будущем.

Контроль качества строительства

Погодные условия могут замедлять традиционный процесс строительства, но для 3D-печати дела обстоят еще хуже. Фактор окружающей среды для коммерческого строительства может снизить востребованность 3D-печать. Более того, контроль качества может быть намного серьезнее задачей, требующей постоянного мониторинга процесса реальными людьми на стройке.

Отсутствие стандартов и правил

Несмотря на регулярное упоминание 3D-печати в СМИ, она все же еще не оказала существенного влияния на строительный сектор. Существует очевидная проблема ответственности при использовании таких принтеров, даже больше, чем человеческая ответственность при выполнении некоторых строительных работ. И довольно много других неясностей в отношении этой технологии. Так что пока не будут установлены нормы и стандарты, а также правила в этой области, 3D-печать вряд ли станет мейнстримом в строительной индустрии.

Особенности технологии

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

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

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

Преимущества в сравнении с кирпичным и блочным строительством

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

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

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

Плюсы 3D-технологии	Минусы традиционного строительства
Высокая скорость, независимо от сложности объекта	Длительность стройки зависит от используемых материалов и архитектурных нюансов
Минимальное количество персонала	Необходимость в значительном количестве специалистов различных профилей, подсобных рабочих и пр.
Чистота на стройплощадке, повторное использование отходов	Захламленность территории, необходимость в последующем вывозе строительного мусора
Низкая стоимость работ	Необходимость в большом количестве специальной техники и транспорта
Оперативный запуск техники на новом месте	Зависимость от климатических условий

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

Цементные смеси для 3d принтера

Во многих странах, в том числе и у нас, разработаны и продаются аналогичные смеси. Обычно они запатентованы и имеют свои торговые названия. Так, например, в Нидерландах она называется CyBe MORTAR. Бетонная смесь застывает в течение нескольких минут. Материал экологически чистый и полностью подлежит вторичной переработке.

А нашим самоделкиным остается пока одно – подумать, как можно научиться применить для своих садовых работ по изготовлению декора, используя принцип работы 3d принтера с бетонными чернилами.

Как видно из предыдущих фотографий строительный объект создается слой за слоем и движение 3d принтера напоминает движение клеевого пистолета при выдавливании на поверхность клея или герметика.

Нагревание бетонной смеси

Такой способ называется экструдивным. Небольшой 3d принтер, который использует пластик, имеет в своей головке еще и нагреватель. Он размягчает (расплавляет) твердый пластиковый стержень, подаваемый на печатающую головку принтера. Далее на поверхности изготавливаемой детали он прилипает к предыдущему слою и застывает. И так слой за слоем.

Нагревание можно использовать и при выдавливании бетонной смеси или нагревать током выдавленный бетон, в состав которого входит токопроводящий графитовый порошок. Это позволяет сократить время застывания (схватывания), но при этом снижаются характеристики прочности бетона. При температуре ниже 10 гр.С увеличивается время схватывания и стекание смеси с поверхности.

Но обычно используют добавки, ускоряющие твердение бетона. В продаже их огромное количество, но надо выбирать те, которые используются для торкрет-бетона. Это позволит избежать стекание нанесенного слоя, так как застывание бетона происходит за несколько минут. Качественные и безопасные ускорители твердения получают на основе бесщелочных неорганических соединений – сульфатов и гидроксидов алюминия.

Из импортных можно назвать такие, как MEYCOSA, Delvo Grete (BASF), Sigunit (Sika), Mapequick (Mapei), MCBauchemie,

из отечественных – Реламикс Торкрет (Полипласт), Центрамент Рапид 640 и 650 (Эм-Си Баухеми), Т-Хим (Химмодификатор). Диапазон использования добавки – 2-8% от веса цемента.

Также можно вместо обычного портландцемента применить глиноземистый цемент, который даже без добавок значительно быстрее застывает и позволяет получить более прочную конструкцию. При этом он значительно дороже: 1 кг стоит от 20 до 35 руб.

Про ускорители твердения бетона уже упоминалось в статьях по изготовлению ваз для цветов и фонтана (см. тут и тут). Но при этом такая высокая скорость застывания бетона была не нужна, поэтому и использовался обычный недорогой ускоритель.

Недостатки 3D строительства принтерами

Казалось бы, ничего не мешает застройщикам купить строительные 3D принтеры и начать строить, но это возможно только в будущем. На сегодняшний день такой вид работ имеет еще много недостатков.

• Нормальная работа только в теплом климате, при температуре от 15 градусов Цельсия.
• Отсутствие примеров возведения больших зданий. Пока существуют только небольшие строения, типовые модели и домики. Производители заявляют, что технология позволит строить здания, в том числе большие, с высокой сложностью конструкции. Но это пока лишь в перспективе.
• Отсутствие примеров долговременной эксплуатации. Первое сданное в эксплуатацию здание – дом в Дубае, был построен только в 2013 году. Конечно, нет причин говорить, что здание не простоит от 150 лет (по словам строительной компании), но наверняка этого пока сказать нельзя.
• Отсутствие нормативно-правовой базы. В России 3Д строительство никак не регламентировано.

Прогресс не стоит на месте. Вероятно, 3Д строительство будет совершенствоваться и, со временем, перед нами будут целые районы, возведенные с использованием 3Д принтера.

Мелкосерийное производство

Профессиональные 3D принтеры постепенно отвоёвывают свои позиции в сфере мелкосерийного производства. Чаще всего данную технологию печати используют для изготовления эксклюзивных изделий, например предметов искусства, фигурок персонажей для участников ролевых интернет-игр, прототипов и концептуальных моделей будущих потребительских товаров или их конструктивных деталей. Такие модели используются как в экспериментальных целях, так и для презентаций новых товаров.

Мелкосерийные модели, напечатанные 3D принтером

Для мелкосерийной 3D печати чаще всего используют системы Dimension, модели Elite и SST 1200ES, а также системы Fortus, модели 400mc и 900 mc.

Дизайн упаковки

Трёхмерные принтеры позволяют изготавливать пробные макеты упаковки, флаконов и бутылок оригинальной формы. Прототипы могут быть цветными, с включением всех элементов дизайна, в т.ч. этикеток, штрих-кодов, фирменных знаков. Готовые модели упаковки могут быть продемонстрированы заказчику перед запуском в массовое производство. Преимущество 3D прототипов налицо: заказчик может подержать упаковку в руках, оценить её фактуру, текстуру, цветовое оформление и некоторые другие характеристики.

Прототипы бутылок, напечатанные 3D принтером

Для изготовления пластиковых упаковок в настоящее время используют следующие 3D принтеры: Dimension uPrint, uPrint+, Elite, SST 1200ES; Fortus 400mc и 900mc. Для изготовления полупрозрачной и детализированной упаковки используются принтеры: Objet 24 и 30; Eden 250, 260V, 350, 500V; Objet 260 Connex, Connex 350 и 500. Для печати цветной упаковки лучше всего подойдут принтеры ZPrinter 250, 450, 650 и 850.

Технология строительства дома с помощью Зд-принтера

Использовать 3д-принтер для строительства домов пытались одновременно учёные из Великобритании, США и Китая. Основной проблемой, которая мешала печатать жилые конструкции, было отсутствие подходящего материала. Для 3d-печати вещей обычно используется пластик. Однако для строительства зданий он не подходит — это не морозостойкий и не звукопоглощающий материал.

Несколько лет назад учёные из этих стран разработали особый цементный состав. Он позволяет получать изделия любых форм: прямые, изогнутые, рельефные, выпуклые, кубические. Такой цемент сделал возможной печать деталей для настоящих домов. Сейчас в качестве материала для печати используются смеси цемента с измельчённым строительным мусором, стекловолокном, целлюлозой и полимерной фиброй.

Строительная 3d-печать состоит из следующих этапов:

1. Разработка 3d-модели будущего здания в компьютерной программе.
2. Разделение модели на слои в поперечном сечении.
3. Печать моделей на специальном принтере. Аппарат послойно наносит цементный состав, формируя объёмную деталь.
4. Застывание напечатанных деталей.

После застывания модули готовы к использованию. Здания из напечатанных частей собирают на месте строительства про принципу конструктора. Современные принтеры позволяют изготавливать любые части домов (коробки, несущие конструкции, арки, цилиндры) с заранее предусмотренными технологическими отверстиями. Это значительно упрощает сборку конструкций.

3d-принтеры послойно наносят цементный состав, в итоге получая готовый строительный модуль

Впрочем, на этом развитие технологий не останавливается. В ближайшее время в продаже появятся принтеры, позволяющие печатать не отдельные детали, а здания целиком, включая проводку и даже сантехнику. 3D-печать в сфере строительства находится на самом начальном этапе развития и ближайшее время удивит мир новыми возможностями.

Преимущества и недостатки такого строительства

Отрасль печати жилых домов очень новая и инновационная. Любой производитель является исследователем и первооткрывателем. По этой причине может быть непонятно, какие плюсы и минусы есть у отрасли. Среди преимуществ 3d-печати домов можно назвать:

1. Высокую скорость строительства.
2. Напечатанные детали прочные, морозоустойчивые, хорошо переносят воздействие влаги. Фактические они не уступают деталям из стандартных строительных материалов.
3. Принтер работает в течение 24 часов, при этом не требует контроля во время печати (только на стадии запуска).
4. Современные принтеры производят не только коробки зданий и несущие конструкции, но даже перегородки, лестницы, скамейки, беседки, башни.
5. При разработке 3d-модели на компьютере детали строения многократно оптимизируются.
6. Сборка дома из готовых модулей значительно проще традиционного строительства.
7. Существенная экономия средств и трудозатрат. Средняя стоимость напечатанного дома находится на уровне 20 000 долларов (1 300 000 рублей), что примерно в 2 раза меньше кирпичного аналога.

1. Высокая стоимость оборудования. Эта слабая сторона компенсируется быстрой работой оборудования и быстрой окупаемостью.
2. Невозможность напечатать кровлю. Крыши у напечатанных домов в настоящее время выполняются из традиционных кровельных материалов.
3. Недостаточная распространённость на российском рынке. Компании, работающие в сфере 3d-печати зданий, являются первопроходцами. Свою работу они строят методом проб и ошибок. Хотя в целом положительный опыт доминирует над отрицательным.

Таким образом, преимуществ у нового способа строительства значительно больше, чем недостатков. А с учётом активного развития этой отрасли, можно с уверенностью сказать, что большинство минусов уже в ближайшее время будут ликвидированы.

В России уже есть дома, построенные с помощью 3d-принтера — в Ярославской и Московской областях

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.

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.

В каких ситуациях может понадобиться обеззараживание воды в колодце

Одна из причин загрязнения колодца – нарушение герметичности стен

Дезинфекция скважины включает в себя несколько этапов: очищение шахты источника и обеззараживание содержимого. Все без исключения источники, невзирая на частоту применения и их предназначение, должны подвергаться очистке.

Основные причины, по которым нужно регулярно проводить дезинфекцию:

• наличие в колодце мусора, пыли и прочих сторонних предметов;
• затопление в результате весеннего паводка;
• образование на стенах шахты слизи, грибковых и солевых отложений, плесени;
• попадание в источник талых, дождевых или сточных вод;
• активное использование колодца, в результате чего наблюдается проседание водоносного слоя почвы;
• проникновение в почву нечистот, продуктов переработки сельскохозяйственных и промышленных предприятий;
• попадание в скважину тел умерших животных и птиц.

Как происходит 3Д возведение зданий

В соответствии с заранее подготовленным чертежом последовательно наносятся слои специального материала. Для строительства зданий обычно применяется цементная смесь. Её наносят слоями, после этого она затвердевает. Для здания могут использоваться составы с различными добавками.

Существует также строительство при помощи сухих материалов. В этом случае наносят слои порошка и укрепляют конструкцию. После этого смачивают её средством для отвердения.

Используя технологию 3Д печати можно строить здания, имеющие сложную формуИсточник habr.com

Для работы используются трёхмерные чертежи, созданные в специализированных приложениях. Применяются разнообразные способы перемещения сопел, через которые подаётся рабочий состав. Они зависят от типа используемого принтера.

Смесь загружается в бункер. Она содержит в своём составе цемент, пластификатор, наполнитель и другие компоненты. Под давлением она подаётся к головке принтера. Через неё состав выдавливается в точно определённых местах в соответствии с чертежом.

Для возведения зданий применяется бетонная смесь, отличающаяся от той, которая используется при стандартных способах строительства. Одной из её особенностей является мелкозернистость. Обычно смесь для работы производители таких принтеров изготавливают по собственным рецептам.

Так выглядит напечатанное зданиеИсточник datchikidoma.ru

Плюсы и минусы применения 3d принтера в строительстве

• Во-первых, о быстроте технологии стройки 3d наслышан каждый. Поразительно, насколько облегчается технологический процесс: нет необходимости в привлечении дополнительной рабочей силы, покупки или аренды специальной и дорогостоящей строительной техники и оборудования. Скорость возведения 3d конструкции при этом впечатляет: до сих пор не поставлена точка в вопросе человеческого фактора. Понадобится ли в будущем специалист, который будет следить за всеми процессами 3d строительства домов, или нет, остается пока неизвестным. Возможно, вы самостоятельно сможете создать дом с нуля.
• Во-вторых, перспективы для 3d строительства позволят возводить конструкции даже на территориях, где рельеф достаточно сложный. Профессионалы портала Stroyka.ru внимательно следят за современными тенденциями 3d моделирования.
• В-третьих, строгие формулы и технические решения – это ваши верные помощники для воплощения любых самых смелых идей. Кроме того, не нужно переживать: 3d принтер делает идеально ровные рабочие поверхности (стены, потолок, пол), даже фундамент и все элементы – несущие, опорные. Кстати, метрах учитывается максимально точно.
• В-четвертых, поверхности гладкие.
• В-пятых, возможность создавать мельчайшие детали.
• В-шестых, как правило, во время работы какие-либо профилактические мероприятия (простив сбоев, перегрева, расслаивания и др.) – отсутствуют.
• В-седьмых, вы можете не отказывать себе в выборе подходящих материалов. Например, металлы, пластик, нейлон, стекло, керамика.
• В-восьмых, если ваша строительная площадка, то принтер отлично впишется, ведь у него нет никаких лишних нависающих или поддерживающих элементов и структур.

В-девятых, вы можете сами планировать строительную кампанию, ведь своими руками сможете возвести дом, дачу или загородный коттедж.

Источник: shtory-deco.ru

Дома на 3D принтере: разбираемся реально ли это

Используемые в строительстве принтеры представлены следующими видами:

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

Если площадь объекта соответствует арке экструдера, он сразу печатается целиком.

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

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

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

Видео обзоры с реальной работой принтеров

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

WinSun (КНР). Лидер среди 3Д принтеров. Габариты оборудования по длине, ширине и высоте соответствуют 150Х10Х6 метров. При печати может использовать строительные отходы, представленные стеклом, сталью, цементом. Дебютировал в 2014 году при возведении десяти жилых домов.

По сравнению с традиционным строительством WinSun уменьшает трудозатраты на 80%, расход материалов на 60%, а возводимые объекты обходятся вдвое дешевле. Видео:

Китайская компания Winsun напечатала первую пятиэтажку на 3D принтере

Watch this video on YouTube

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

ЯБ2016 Строительный 3d принтер APIS COR

Watch this video on YouTube

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

Как работает CyBe RC 3Dp

Watch this video on YouTube

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

Причины не дающие заменить панельное строительство домов

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

Явные недостатки любого принтера при масштабном внедрении в постройку домов

Недостатки строительных 3D обосновываются:

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

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

Что такое строительный 3Д-принтер и зачем он нужен

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

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

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

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

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

Проблема времени печати

Вопрос времени – главный технический вопрос 3D печати. Качественные мелкие детали с полным заполнением и медленной скоростью печати займут 2 часа при весе 6-7 грамм, т.е. 70 грамм в сутки, и 2 килограмма в месяц. Но это будут крепкие конструкционные детали, которые можно продавать в магазинах стройматериалов, например ручки для отверток.

Мое рабочее место

Решение проблемы скорости – покупка более дорогого и быстрого принтера, работа с настройками – приходит с опытом, увеличение числа принтеров. Как только появляются стабильные заказы, печатники увеличивают парк. Продвинутые снимают гаражи, ставят стеллажи с принтерами и видеокамеры, для удаленного контроля за процессом.

Более быстрые в печати именные брелки, формы для печенья, шутливые статуэтки и медали к корпоративам – обычно расцениваются значительно дороже, так как даже китайские типовые медали стоят от 50 рублей.

Изделия с логотипом компании или к юбилею дороже – можно смело называть суммы за 100+ рублей. Вес будет примерно тем же 6-7 грамм, а выручка раза в 2-4 больше.

Реальные примеры

3D строительство домов — технология хоть и новая, но уже «обросла» массой конкретных примеров. Например, в Ярославле есть дом, в который заселилась обычная семья. И здание это было построено как раз с помощью 3D оборудования. Это первый дом в СНГ и Европе, возведенный таким способом.

Строили его в 2015 году — принтер создал части коробки, которые были смонтированы всего за месяц на уже подготовленном фундаменте. И это — в декабре месяце. В 2017 году закончились работы по строительству кровли. Этот дом — не желание показать возможности 3D строительства, а самое настоящее жилое здание.

3D дом в Ярославле

Ранее в 2014 году в Китае были также представлены 10 домов, созданных на 3D принтере. Они расположены в промышленном парке провинции Цзянсу. Стоимость каждого строения — больше 3000 фунтов стерлингов. Это было начало технологии развития 3D строительства. Затем компания, построившая дома, усовершенствовала методику и создала более высокие здания.

В том же году в США сделали отпечаток замка. Его изготовили за 2 месяца. Замок невелик, но смотрится очень красиво. Размеры его основной части — 3Х5Х3,5 м. А башенки печатались отдельно.

Мини-замок в США, созданный на 3D принтере

В 2015 году в Филиппинах построили целые апартаменты при помощи новой технологии. Размеры — 10,5Х12,5Х3 м. Для создания этого строения использовали вулканический пепел и песок.

Дом из песка и вулканического пепла в Филиппинах

А во Франции в 2018 году создали целый пятикомнатный дом, площадь которого составляет 95 квадратов. Строил его манипулятор с экструдером для монтажной пены. Ее и использовали как основу. После нескольких слоев пены строители заливали созданную часть бетоном и так делали, пока не построили весь дом.

3D дом во Франции

Технология 3D строительства удобна и практична, все работы выполняются машинами и компьютерами. Пока неизвестно, к чему все это приведет, но сама по себе методика достаточно интересна. Возможно, в будущем благодаря ей мы будем строить здания намного быстрее.

Собрал принтер за полчаса. Как это было

Технология строительства дома с помощью Зд-принтера

Использовать 3д-принтер для строительства домов пытались одновременно учёные из Великобритании, США и Китая. Основной проблемой, которая мешала печатать жилые конструкции, было отсутствие подходящего материала. Для 3d-печати вещей обычно используется пластик. Однако для строительства зданий он не подходит — это не морозостойкий и не звукопоглощающий материал.

Несколько лет назад учёные из этих стран разработали особый цементный состав. Он позволяет получать изделия любых форм: прямые, изогнутые, рельефные, выпуклые, кубические. Такой цемент сделал возможной печать деталей для настоящих домов. Сейчас в качестве материала для печати используются смеси цемента с измельчённым строительным мусором, стекловолокном, целлюлозой и полимерной фиброй.

Строительная 3d-печать состоит из следующих этапов:

1. Разработка 3d-модели будущего здания в компьютерной программе.
2. Разделение модели на слои в поперечном сечении.
3. Печать моделей на специальном принтере. Аппарат послойно наносит цементный состав, формируя объёмную деталь.
4. Застывание напечатанных деталей.

После застывания модули готовы к использованию. Здания из напечатанных частей собирают на месте строительства про принципу конструктора. Современные принтеры позволяют изготавливать любые части домов (коробки, несущие конструкции, арки, цилиндры) с заранее предусмотренными технологическими отверстиями. Это значительно упрощает сборку конструкций.

3d-принтеры послойно наносят цементный состав, в итоге получая готовый строительный модуль

Впрочем, на этом развитие технологий не останавливается. В ближайшее время в продаже появятся принтеры, позволяющие печатать не отдельные детали, а здания целиком, включая проводку и даже сантехнику. 3D-печать в сфере строительства находится на самом начальном этапе развития и ближайшее время удивит мир новыми возможностями.

Преимущества и недостатки такого строительства

Отрасль печати жилых домов очень новая и инновационная. Любой производитель является исследователем и первооткрывателем. По этой причине может быть непонятно, какие плюсы и минусы есть у отрасли. Среди преимуществ 3d-печати домов можно назвать:

1. Высокую скорость строительства.
2. Напечатанные детали прочные, морозоустойчивые, хорошо переносят воздействие влаги. Фактические они не уступают деталям из стандартных строительных материалов.
3. Принтер работает в течение 24 часов, при этом не требует контроля во время печати (только на стадии запуска).
4. Современные принтеры производят не только коробки зданий и несущие конструкции, но даже перегородки, лестницы, скамейки, беседки, башни.
5. При разработке 3d-модели на компьютере детали строения многократно оптимизируются.
6. Сборка дома из готовых модулей значительно проще традиционного строительства.
7. Существенная экономия средств и трудозатрат. Средняя стоимость напечатанного дома находится на уровне 20 000 долларов (1 300 000 рублей), что примерно в 2 раза меньше кирпичного аналога.

1. Высокая стоимость оборудования. Эта слабая сторона компенсируется быстрой работой оборудования и быстрой окупаемостью.
2. Невозможность напечатать кровлю. Крыши у напечатанных домов в настоящее время выполняются из традиционных кровельных материалов.
3. Недостаточная распространённость на российском рынке. Компании, работающие в сфере 3d-печати зданий, являются первопроходцами. Свою работу они строят методом проб и ошибок. Хотя в целом положительный опыт доминирует над отрицательным.

Таким образом, преимуществ у нового способа строительства значительно больше, чем недостатков. А с учётом активного развития этой отрасли, можно с уверенностью сказать, что большинство минусов уже в ближайшее время будут ликвидированы.

В России уже есть дома, построенные с помощью 3d-принтера — в Ярославской и Московской областях

Недостатки 3D-принтеров

Поддерживающие материалы

Это вторые по важности расходные элементы после материалов для печати. Они нужны для создания опорных конструкций для сложнодетализированных моделей, в которых предусмотрен промежуток между слоями

Есть несколько видов поддерживающих материалов: — Легкоплавкие. Как правило, это вещества из воска или геля. Их можно легко удалять из объекта после создания, а также использовать повторно. — Вымываемые или растворимые. Это пластиковые или гелеобразные субстанции, которые растворяются в воде или химическом составе.

Они хороши для создания сложных изделий с множеством внутренних пустот, а готовая модель после очистки от «поддержки» не нуждается в обработке. — Удаляемые механически. Как правило, изготавливаются из тех же веществ, что и материалы для печати, только в менее концентрированном виде. Они дешевле остальных видов «поддержки», но менее удобны. После модель необходимо отшлифовывать.

Производители

Помимо китайских и кустарных принтеров (да, его реально собрать дома самостоятельно), есть несколько моделей, которые популярны больше остальных, и поэтому их поддержка программным обеспечением максимально широка, если можно так говорить о столь новой области. На сегодняшний день это модели MakerBot Replicator 2, PrintBox3D One, Picaso Designer, UP Plus 2, Cube и CubeX. Отличия у каждого из них сводятся к перечисленным в предыдущем параграфе пунктам, размерам камеры и различным дополнительным опциям наподобие Wi-Fi-модуля. Помимо этих моделей, есть, конечно, и другие, но опять-таки нельзя сказать, что они сильно отличаются с технической точки зрения: всё-таки это больше страна-производитель, размеры, скорость печати и количество поддерживаемых типов пластика.

Вот такие они, поворотные принтеры

Напоследок нужно сказать про поворотные 3D-принтеры. Они пока что совсем никакой популярностью не пользуются, но у них есть всё-таки ряд существенных преимуществ по сравнению с «традиционными» 3D-принтерами — если последние можно так назвать.

Главное из них — 3D-принтер с поворотной платформой обеспечивает больший рабочий объем по сравнению с устройствами, работающими в декартовой системе координат. Такой принтер использует полярную систему координат (радиус и угол), чтобы рассчитать движение печатной головки: система автоматически конвертирует модели, созданные в декартовой системе координат, в полярные координаты. Поэтому с подобным 3D-принтером можно использовать стандартное ПО, использующееся в «традиционных» 3D-принтерах без поворотной платформы. Физически это выглядит вполне очевидно: платформа вращается, а его экструдер движется по радиусу платформы от её центра к краю. Такая конструкция в два раза сокращает путь экструдера и снижает необходимость его поддержки.

Параметры печати

Достоинства и недостатки применения 3D-принтера в строительстве

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

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

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

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

Строительная площадка под строительство дома на 3D-принтере

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.

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.

Сколько это стоит?

Apis Cor, Америка

В прошедшем году реализован проект в Подмосковье — городе Ступино, над которыми работало шесть компаний России и штатовский стартап Apis Cor. Основал ее Никита Чен-Юн-Тай – уроженец России и разработчик данного оборудования.

Чтобы напечатать внутренние перегородки, несущие стены и ограждения, потребовались сутки. Извлекали принтер, используя кран -манипулятор. Слои наращивали, применив аддитивную технологию. В практике России этот дом впервые не собирали из напечатанных деталей, а создавали как целостную конструкцию.

Видео: 3Д принтер строительный

Дом по форме достаточно сложный. Выбрали его таковым, чтобы можно было показать возможности инновационного устройства. К этому добавим, что строили его в наиболее холодные месяцы, когда температура опускалась ниже 30 градусов, хотя использовать смесь бетона допускается при нижнем пределе +5 по Цельсию.

Принтер, который помог реализовать проект, по конструкции напоминает небольшой башенный кран, имеющий возможность внутренней и внешней печати здания.

Обошлось отпечатанное здание «под ключ» в 593568 рублей, т.е. стоимость одного метра квадратного составила 16 тысяч рублей. И это при том, что форма сооружения сложная. При простой, например, прямоугольной конфигурации, цена могла бы быть тринадцать тысяч рублей.

• Подача и смешивание автоматические;
• Быстрая настройка – до 30 минут. Не требуется готовить площадку. Мусор после приготовления на строительной площадке не остается, поскольку производство является безотходным;
• Широкий выбор конфигурации стен и их толщины
• Прослойка воздуха, образующаяся в камерах стен, позволяет лучше сохранять тепло;
• Погода не оказывает влияния на постройки благодаря специальным материалам, добавляемым в смесь;
• Ниже намного стоимость в сравнении с бетонными аналогами, изготавливаемыми по классической технологи;
• Возможность уплотнения желаемым материалом.

• свое обеспечение программное;
• обслуживается 2 работниками;
• площадь — 132 м2;
• используемый материал –геополимер или фибробетон;
• размеры – 4х1,6х1,5 метра;
• все принтера- 2000 кг;
• энергопотребление-8кВт/ч;
• высота, на которую происходит подъем, — 3100 мм;
• суточная производительность в м2 – 100;
• скорость рабочая и холостого хода в минуту– до 10 и 20 мм;
• позиционирование и повтор – соответственно ±0,5 мм и 0,1-0,2мм;
• по всем осям (X, Y, Z) — сервопривод;
• по Х и Y направляющие – профильные прецизионные;
• точность по Z – 0,1-0,2 мм;
• стабилизация горизонтальная автоматическая – инклинометр высокой точности 0.0001 градус;
• выключатели – бесконтактные по всем осям;
• пространственное расположение головки печатающей отслеживается дальномером лазерным и гироскопом;
• пространственная стабилизация – регулятор ПИД.

Почему я загорелся идеей печати

Процесс трехмерной печати происходит полностью в автономном режиме — принтер должен быть подключен только к электросети, соединения с компьютером не требуется. Освоив не сложные программы «слайсинга» (нарезки на слои печати) и «покурив» профильные форумы (самый популярный — 3Dtoday) я понял, что с помощью принтера можно и нужно зарабатывать.

Решение принято, начинаю зарабатывать, т.е. искать нишу, где можно сбыть готовую продукцию, и, что именно это будет.

Процесс технической наладки, выбор филамента (расходного материала), нюансы 3D моделирования в силу своей обширности не попадают в тему статьи. Достаточно сказать, что принтеры продаются десятками тысяч, филаментов уже десятки видов, а библиотеки бесплатных 3D моделей насчитывают миллионы позиций – выбирай, не хочу. Уже только это подсказывает — спрос в нише есть. Нужно стартовать.

Современные технологии и производители принтеров для 3D печати домов

Технология Contour Crafting была изобретена иранцем Б. Хошневисом. В настоящее время этот ученый продолжает свои разработки под патронажем ВМС США и NASA. Большая часть его трудов пока засекречена, но основной принцип известен – он заключается в нанесении смеси с помощью экструдера. Ученый работает над задачей полностью автоматизировать процесс, включая установку арматуры.

Раз этим проектом заинтересовались в NASA, не исключено, что подобные объекты в будущем вырастут на луне и на марсе

Итальянец Энрико Дини пошёл в своих разработках другим путём: он предлагает использовать не один экструдер, а комплект из сотен сопел, который крепится к подвижному манипулятору. Работа машины напоминает струйный принтер, он напыляет смесь песка и оксидов металлов с хлоридом магния. Технология получила название D –Shape.

Скорость работы устройства намного выше аналогов, но требуется время для застывания всей конструкции

Отечественный конструктор Андрей Руденко отвез своё детище, строительный принтер «СтройБот», в США

После нескольких неудачных попыток привлечь внимание к своей работе, он наконец нашел отличный способ прорекламировать свой продукт – построил часть гостиницы для филлипинского предпринимателя. В качестве рабочей смеси он использовал геополимерный бетон

Реальный опыт производства и продаж в этой области у екатеринбургской компании «Спецавиа». Сегодня этот отечественный производитель предлагает 7 вариантов строительных принтеров разного размера и назначения.

Образец работы устройства стоит на территории самого «Спецавиа» – это копия замка Винтерфелл из Игры Престолов. В этом здании размещена охрана предприятия

Конкурент «Спецавиа» – иркутский концерн Apis Cor. Он отказался от идеи использовать портальную конструкцию и сделал упор на телескопические манипуляторы, которые свободно передвигаются на поворотной платформе. Установка очень мобильна и может перевозиться в обычном грузовике. Её уже активно используют для строительства домов на 3D принтере в России.

Самый известный производитель строительных машин – китайская компания WinSun. Хошневис обвинил китайцев в краже его технологии. Даже если это так, WinSun, в отличие от иранского ученого, уже принесло эту технологии в массы. Они заключили договоры по постройке жилья в разрушенных войной областях Ирака.

На сегодняшний день компания WinSun строит здания по новой технологии по всему миру

Источник: odstroy.ru