Технологии 3D-печати развиваются чрезвычайно быстро и используются в самых разных сферах жизни человека.
В последнее время большое внимание уделяется печати зданий, и напечатанные дома все чаще появляются в последние годы в разных странах мира — в США, Саудовской Аравии, Мексике, Франции, России, ОАЭ и других. Я подготовил список существующих на 2020 год зданий, возведенных методом строительной 3D-печати.
Что собой представляет 3Д-принтер для строительства.
Существующие на сегодняшний день строительные 3D-принтеры, отличаются конструкциями и методами возведения стен. Наиболее часто встречаются принтеры портальной конструкции, двух- и четырех- опорной конструкции, на базе руки-манипулятора или циркульной конструкции. Оборудование позволяет создавать малые архитектурные формы и элементы сооружений для последующей их сборки на месте, либо позволяют печатать здание целиком на строительной площадке. Высота и размеры печатаемого здания зависят от технических характеристик используемого принтера.
Строительство первого в России двух этажного дома площадью 180м2 с помощью 3d принтера. SmartBuild
Как происходит процесс печати.
Экструдер выдавливает быстротвердеющую бетонную смесь с различными добавками. Каждый последующий слой наносится поверх предыдущего, благодаря чему образуется вертикальная конструкция. Бетонные слои, находящиеся снизу, таким образом, уплотняются, тем самым растёт их способность выдерживать следующие слои, а значит, и весь вес конструкции. Для упрочнения конструкции производится ее армирование, которое может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Укладка горизонтального армпояса производится между слоями, вертикальную арматуру устанавливают по окончании затвердевания состава, а затем заливают бетоном.
Преимущества 3D печати перед другими методами строительства.
Изготовление конструкций 3D-принтером открывает большие возможности для предприятий строительной и смежных отраслей. Практическое применение выявило следующие преимущества аддитивного производства:
- Снимает ограничения с фантазии дизайнеров и архитекторов, проектирующих здания, так как даёт возможности, не доступные при строительстве привычными нам методами.
- Высокая скорость возведения зданий и сооружений.
- Полная автоматизация процесса.
- Низкое энергопотребление оборудования.
- Значительная экономия в сравнении с классическими методами строительных работ за счёт снижения затрат на оплату труда персонала и энергоресурсы и ускорения сроков строительства.
- Полностью исключается образование отходов стройматериалов.
- Минимизация человеческого вмешательства в процесс строительства не только позволяет строить в недоступных для людей местах, но и на обычных территориях нивелирует человеческий фактор и уменьшает вероятность ошибки.
1. Июнь 2014. Китай. Китайская компания Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co представила дома, построенные с помощью техники 3D-печати в промышленном парке в китайской провинции Цзянсу. Всего было создано десять домов, каждый из которых стоил немногим больше трех тысяч фунтов стерлингов.
Печать домов на 3D-принтере в АНАПЕ!
За последовавшие десять месяцев технология была усовершенствована, и компания изготовила для выставки несколько разнотипных зданий, самое высокое из которых насчитывает пять этажей.
2. Август 2014. США. Компания Totalkustom Андрея Руденко отпечатала замок. Печать заняла в общей сложности 2 месяца.Скорость печати машины составляла 50 см за 8 часов.
Основная часть замка размерами 3 м х 5 м и 3,5 м в высоту, была напечатана как единое целое, а башни затем были напечатаны отдельно.
3. Июль 2015. Китай. Китайская компания Zhuoda собрала двухэтажный дом в рекордно короткий срок. Модульный дом состоящий из шести модулей, созданных с помощью технологии 3D печати, были собран на месте менее чем за 3 часа.
Конечно на самом деле около 90% работ были выполнены в цехах компании, а на участке они уже были только собраны в единое здание.
4. Сентябрь 2015. Филиппины. Компания Totalkustom Андрея Руденко построила апартаменты на территории гостиницы на Филиппинах, размерами 10,5 м х 12,5 м и высоту 3 метра. Здание было построено с применением местных материалов — песка и вулканического пепла.
5. Май 2016. ОАЭ. Китайская компания Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co отпечатала сборные конструкции для последующей сборки офисного здания в Дубае. Площадь одноэтажного здания составляет около 250 кв. м.
6. Март 2017. Россия. Компания Apis Cor представила первое полностью отпечатанное на строительной площадке здание площадью 37 кв. м.. Напечатанный дом имеет интересную форму, но как говорят сами участники: это лишь для того, чтобы показать гибкость технологии печати, форма построек может быть и привычной квадратной. В сравнении с другими строительными 3D-принтерами, этот принтер весьма компактный (4×1,6×1,5 м), весит 2 тоны, благодаря чему может спокойно транспортироваться на место строительства.
7. Октябрь 2017. Россия. В Ярославле компания Спецавиа представила первый в Европе и СНГ жилой дом, построенный с помощью технологии строительной 3D-печати. Строительство дома началось в 2015 году.
Коробка здания была отпечатана портальным принтером по частям, а затем смонтирована на фундаменте за один месяц в декабре 2015 года. Летом 2017 завершено устройство крыши и проведен основной объем внутренних отделочных работ.
8. Март 2018. Франция. Компания Yhnova представила пятикомнатный одноэтажный дом с площадью 95 квадратных метров. Для его возведения инженеры использовали большой манипулятор, на конце которого закреплен экструдер для монтажной пены.
Во время работы он наносил пену в соответствии с загруженной в него 3D-моделью здания. После нанесения пены строители периодически заливали возведенную часть бетоном, а также вставляли рамы дверей и окон.
9. Март 2018. США. Американская компания Icon возвела прототип дома в Техасе для подтверждения работоспособности своей технологии. Площадь здания составила 32 кв.м., печать выполнялась портальным типом 3D-принтера, передвигающегося по установленным на площадке рельсам.
10. Июль 2018. Испания. Компания Be More 3D отпечатала здание из бетона площадью 24 м2. Для постройки использовался двухопорный 3D-принтер , ширина которого составляет 7 метров, а высота 5 метров.
11. Сентябрь 2018. Дания. Компания 3D Printhuset отпечатала в Нордхавне офис площадью 50 квадратных метров. Используемый для печати 3D-принтер относится к типу «портальный» и имеет размер 8 x 8 x 6 метров. Скорость печати 2,5 метра / мин. Каждый слой 50-70 мм.
Материал для печати — бетон, изготовленный в значительной степени из переработанных плиток и песка.
12. Октябрь 2018. Италия. Компания Crane Wasp используя трехопорный строительный 3D-принтер возвела здание за десять дней. В доме используется технология пассивного солнечного нагрева и естественная вентиляция.Состав для печати был создан на основе отходов от выращивания риса (он на 25% состоял из местной почвы (глина и песок), на 40%, из – из соломы, еще на 25% – из рисовой шелухи и на 10% – из гидравлической извести).
13. Ноябрь 2018. Италия. Компания Arup в коллаборации с архитектурным бюро CLS Architetti возвели здание за 1 неделю площадью 100 кв.м. Здание печаталось сегментами с последующей сборкой на строительной площадке.
14. Ноябрь 2018. Саудовская Аравия. Нидерландская компания CyBe Construction завершила строительство здания площадью 80 кв.м. На 3D-печать необходимых элементов ушло около недели, а на сборку чуть больше суток.
Стены состоят из 27 напечатанных блоков, на изготовление парапетов понадобилась еще 21 блоков.
15. Август 2019. США. Компания S-Squared 3D Printers (SQ3D) показала прототип жилого дома, который можно от пола до крыши возвести всего за двенадцать часов. Дом имеет площадь 46 м2.
В процессе печати использовался 3D-принтер двухопорной конструкции.
16. Октябрь 2019. ОАЭ. Компания Apis Cor объявила о завершении строительства крупнейшего в мире здания с помощью технологии 3D-печати. Расположенное в Дубае, здание площадью 650 кв. метров имеет высоту здания 9,5 метров и вошло в Книгу рекордов Гиннесса как самое большое здание, отпечатанное непосредственно на строительной площадке.
17. Декабрь 2019. Мексика. Американская компания Icon возвела два жилых здания по заказу некоммерческой организации New Story, в юго-восточной Мексике. Отпечатанные здания имеют плоскую крышу, изогнутые стены и площадь 46,5 квадратных метров
Как видно из внушительного перечня завершенных проектов, прогресс в сфере строительной 3D печати явно не стоит на месте, постоянно внедряются новые методики, создаются различные материалы, в том числе из переработанного сырья, разрабатывается высокотехнологичное оборудование. За короткий промежуток времени технология заинтересовала большое количество предприятий, которые занимаются разработкой оборудования, специальных строительных смесей, библиотек конструкционных решений для проектирования зданий под 3D-печать, а также подготовкой законодательно-нормативной и регуляторной базы.
Уверен, что в будущем весь процесс строительства сможет стать полностью автоматизированным, без вмешательства людей не только при печати фундамента и стен, но и при печати перекрытий и крыш, автоматически устанавливать инженерные коммуникации, двери и окна. Также, возможно, в будущем мы не будем ограничиваться печатью домов в 2-3 этажа, а сможем перейти к многоэтажному строительству. Все это уже не является чем-то невозможным и перестало звучат как фантастические мечты о высокотехнологическом будущем. Нужно лишь дать время для естественного хода эволюции технологии 3D строительства.
Источник: vc.ru
Строительство с помощью 3д принтера
Коллеги! Китайцы утверждают, что начали печатать небольшие дома 2 этажа с помощью 3д принтера из строительного мусора, но кроме новостей с красивым фото напечатанных домиков (без фото принтера рядом) никакой информации не находится.
Кто знает, насколько это реальная вещь и если реальная- где можно прочесть (хоть на китайском) что как и какие тех характеристики ?
Коллеги! Китайцы утверждают, что начали печатать небольшие дома 2 этажа с помощью 3д принтера из строительного мусора, но кроме новостей с красивым фото напечатанных домиков (без фото принтера рядом) никакой информации не находится.
Кто знает, насколько это реальная вещь и если реальная- где можно прочесть (хоть на китайском) что как и какие тех характеристики ?
Реально кроме видео ,на котором показан козловый кран с манипулятором-раздатчиком почему-то называемым 3-Д принтером, с процессом послойного бетонирования стены пластичным бетоном, ничего не видел. Еще в инете выложили фото с выставки откуда-то из Китая где были показаны здания этажей до 5 сделанных якобы по этому методу. Никакого мусора в качестве материала не заметил, зато возникло много вопросов. Как льется перекрытие без горизонтальной опалубки,как здание без арматуры стоит в сейсмо-районах и т.д.
Проектирование гидротехнических сооружений
нету там фантастики , они стены делают типо как сендвичи и перекрытия на месте доливают, Китай только советские технологии реализует модернизируя их. 2 дня назад мост сложился . какое там 3д.
нету там фантастики , они стены делают типо как сендвичи и перекрытия на месте доливают, Китай только советские технологии реализует модернизируя их. 2 дня назад мост сложился . какое там 3д.
На английском много ссылок если погуглить
В Нидерландах делают тоже такие эксперименты. В США — Андрей Руденко, выше давали ссылку. На форуме есть человек из Краснодара, который экспериментирует на профуровне с такими материалами и технологиями, он может больше чего подсказать.
Скорее, пескобетон без крупного заполнителя. Арматура, как выяснилось даже по китайским рекламным проспектам, есть, и поставили ее наверняка ручками
—— добавлено через ~13 мин. ——
На английском много ссылок если погуглить
В Нидерландах делают тоже такие эксперименты. В США — Андрей Руденко, выше давали ссылку. На форуме есть человек из Краснодара, который экспериментирует на профуровне с такими материалами и технологиями, он может больше чего подсказать.
Самая информативная ссылка
http://www.3ders.org/articles/201501. -in-china.html где видно, что и арматура есть, и панели делают. Видимо, и перекрытия собирают как сборные, хотя, возможно, выставляют несъемную опалубку из того же бетона, а затем заливают.
Ничего сверхчудесного пока не вижу, тем более, что нет озвученной цены бетона для такого «принтера», его физико-механический характеристик. Явно бетон должен быть быстротвердеющим чтобы последующий слой наложить на предыдущий, но такой бетон хорош только в условиях завода ЖБИ, иначе за время перевозки просто схватится. Кроме того, за такую пластичность тоже нужно платить. Цена «принтера», его перевозка, обслуживание и т.д. сравнима с существующими автобетоно- или стационарными насосами?
Проектирование гидротехнических сооружений
Явно бетон должен быть быстротвердеющим чтобы последующий слой наложить на предыдущий, но такой бетон хорош только в условиях завода ЖБИ, иначе за время перевозки просто схватится.
неа. на площадку привозить компоненты в мешках. раствор готовится «прям тут же» и качается в принтер. технология та же, что и с торкретбетоном — хорошая подвижность, хорошая адгезия, быстрый первичный набор прочности.
по теме сабжа про армирование:
а почему никто до сих пор не догадался прикрутить к бетонопринтеру бобину с стекло/базальто/углеволоконной арматурой? вроде как напрашивается прямо перед экструдером разматывать тонкие волокна арматуры
если обычную стену армируем д10-д12 с шагом 200мм, то тут на каждый проход экструдера можно по «три волосинки» в бетон класть. Гибкость у тонкой арматуры будет очень хорошая, так что и углы проармировать достаточно легко
Проектирование гидротехнических сооружений
неа. на площадку привозить компоненты в мешках. раствор готовится «прям тут же» и качается в принтер. технология та же, что и с торкретбетоном — хорошая подвижность, хорошая адгезия, быстрый первичный набор прочности.
Ну, если раствор ( или все-таки бетон на мелкой фракции?) готовить на площадке, то о какой технологичности и удешевлении вообще может идти речь. Сколько бетономешалок и сколько людей на них? На нормальных стройках для каменщиков раствор не готовят — невыгодно людей держать не говоря о том, что создать систему контроля качества на площадке и заводе — две большие разницы.
по теме сабжа про армирование:
а почему никто до сих пор не догадался прикрутить к бетонопринтеру бобину с стекло/базальто/углеволоконной арматурой? вроде как напрашивается прямо перед экструдером разматывать тонкие волокна арматуры
если обычную стену армируем д10-д12 с шагом 200мм, то тут на каждый проход экструдера можно по «три волосинки» в бетон класть. Гибкость у тонкой арматуры будет очень хорошая, так что и углы проармировать достаточно легко
Базальтовая и пр. арматура не ставится и в обычные конструкции по многим причинам, да и не получится волосинами армировать — какой-никакой каркасик нужен для восприятия всех нагрузок
Проектирование гидротехнических сооружений
Ну, если раствор ( или все-таки бетон на мелкой фракции?) готовить на площадке, то о какой технологичности и удешевлении вообще может идти речь.
расскажи об этом тем, кто сейчас строит в центре города гигантские ТРЦ и имеет на площадке свой растворобетонный узел иметь на площадке запас компонентов и готовить по необходимости бетон нужной марки и нужного СЕЙЧАС объёма — выгоднее, чем возить его миксерами из х.з. откуда, х.з. сколько и неизвестно какого качества.
ну да, можете сейчас рассказать о том, какая она плохая. А я вам на это скажу, что жить в деревянном доме ещё опаснее, чем в бетонном, армированном композитной арматурой. Это не конструктивный диалог.
расширяйте кругозор такими «волосинами» армированы в т.ч. некоторые тоннели, подземные машзалы ГЭС и много чего ещё, о чём большинство инженеров конечно же не догадывается
в данном же случае мы говорим не о каких-то мегасооружениях, а о небольших зданиях, которые и без арматуры вполне пригодны к эксплуатации. с арматурой в виде стекловолокна возможности значительно расширяются
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
Кстати, сталь тоже жидкая, тоже льётся в формы, охлаждается, обрабатывается (нагревом, отпуском).
А что если сначала дырки для арматуры в бетоне сделать, а потом просто в дырки расплав под давлением совать ?
Скажем, бумажной арматурой с водой внутри.
Обрезков не будет.
Проектирование гидротехнических сооружений
расскажи об этом тем, кто сейчас строит в центре города гигантские ТРЦ и имеет на площадке свой растворобетонный узел иметь на площадке запас компонентов и готовить по необходимости бетон нужной марки и нужного СЕЙЧАС объёма — выгоднее, чем возить его миксерами из х.з. откуда, х.з. сколько и неизвестно какого качества.
Во-первых, не припоминаю когда мы с вами пили на брудершафт чтобы вы перешли на «ты».
Во-вторых. марки бетона приказали долго жить еще 30 лет назад при Союзе, сейчас классы.
В-третьих, вы сами знакомы с контролем качества товарного бетона на приличном заводе ЖБИ или только слышали об этом?
Единственная целесообразность строительства собственного бетонного узла на стройплощадке — пробки в центре города, при котором ночной завоз вяжущих и наполнителей и их дневное использование становится предпочтительнее
ну да, можете сейчас рассказать о том, какая она плохая. А я вам на это скажу, что жить в деревянном доме ещё опаснее, чем в бетонном, армированном композитной арматурой. Это не конструктивный диалог.
расширяйте кругозор такими «волосинами» армированы в т.ч. некоторые тоннели, подземные машзалы ГЭС и много чего ещё, о чём большинство инженеров конечно же не догадывается
в данном же случае мы говорим не о каких-то мегасооружениях, а о небольших зданиях, которые и без арматуры вполне пригодны к эксплуатации. с арматурой в виде стекловолокна возможности значительно расширяются
Пожалуйста, чтобы быть конструктивным ссылки на нормативные документы и примеры применения базальтовой арматуры в несущих конструкциях.
Фибробетон — не более, чем разрекламированный супер-материал( примерно как эти принтеры). При применении конструкционной металлической фибры нужно не менее 100 кг/м3, т.е. особенной экономии нет.
PS Жить в деревянном, правильно-построенном доме менее опасно, чем даже в армированном не стекловолокном бетонном — проверено при землетрясениях
Источник: forum.dwg.ru