О возможности создания машин, которые буквально «выращивают» дома, писали фантасты ещё в 19 веке. Да что говорить, ещё лет двадцать назад эта технология казалась чем-то невероятным. А вот сегодня она уже вошла в наш быт. Никто не удивится, увидев строительную площадку, на которой в паре работают человек и машина: оператор системы и кран с насадкой для подачи строительной смеси. Тема этого материала HouseСhief.ru – применение 3D-принтера в строительстве. Мы будем говорить не о фантастике, а о реальном опыте в этом направлении и приведём примеры готовых объектов, а также расскажем о возможности приобретения такого устройства.

Строительный трехмерный принтер – современная технология возведения зданий
Строительный трехмерный принтер – современная технология возведения зданий

Что такое 3D принтер и для чего его используют

Современные строительные технологии – очень востребованный товар, специалистов в этом деле принимают с распростёртыми объятиями, переманивая у конкурентов. Гонка почти космическая – кто первым выложит на рынок инновацию, тот и получит супервыгоду. Неудивительно, что трудолюбивые китайцы уже не просто изобрели, но и стали чуть ли не массово выпускать строительные принтеры. Они продемонстрировали миру, как всего один агрегат за 30 дней построил целый поселок. Не отстают от них и другие страны, отечественные производители тоже включились в этот бизнес и пока на их стороне очевидная выгода – устройство строительного принтера довольно габаритное.

Гораздо проще заказать трехмерный станок в России, чем везти из-за рубежа с немалыми транспортными и таможенными расходами
Гораздо проще заказать трехмерный станок в России, чем везти из-за рубежа с немалыми транспортными и таможенными расходами

Итак, что такое 3D принтер и как он работает? Главная задача механизма состоит в последовательной послойной подаче строительной смеси на площадку. Программное обеспечение руководит сервоприводом, заставляя его оставлять места для оконных и дверных проемов, прокладки коммуникаций. Материалом строительства является обычный пескобетон, а также смеси на основе гипса, фиброволокна и геополимеров.

Работа устройства требует предварительной подготовки площадки и проекта здания.

Все особенности строительства вносятся в управляющую программу, в ходе работ оператор следит за процессом и вносит необходимые коррективы
Все особенности строительства вносятся в управляющую программу, в ходе работ оператор следит за процессом и вносит необходимые коррективы

От обычной печати 3D принтером строительный отличается, разве что, габаритами и используемым сырьём. Раствор подается с помощью автоматического экструдера. Благодаря компьютерному управлению, движения головки принтера имеют отклонения, разве что, в пару миллиметров.

Как работает 3D строительный принтер: три варианта

Бетон с помощью строительного принтера наносится слоями. Для большей прочности конструкцию армируют в вертикальном или горизонтальном направлении. Есть три принципа работы 3D принтера:

  • экструдирование послойным методом – через сопло машины давится вязкая смесь из бетона с добавками;
  • селективное спекание – автомат плавит рабочую смесь (песок) с помощью лазера;
  • напыление – в сопле происходит смешивание песка и клейкого состава, и полученная смесь напыляется на поверхность.
Экструдер крепится на подвижной основе
Экструдер крепится на подвижной основе

Конструкции 3D принтеров для строительства дома

Для выполнения задач на строительной площадке могут использоваться две модели принтера: в виде мостового крана или в форме стрелы с манипулятором. Какую из них удобнее использовать решает инженер на площадке. Все зависит от сложности проекта.

Плюсы и минусы применения 3D-принтера в строительстве

Преимущества новой технологии привлекают современных застройщиков. Если есть необходимость в короткие сроки и с минимальными затратами построить комплект объектов, принтер просто необходим. Затраты сокращаются за счёт сокращения рабочих мест, ведь для этого большого 3D принтера требуется всего один оператор и водитель с бетономешалкой.

Еще один плюс: практически исключена вероятность строительного брака. Человеческий фактор исключен, всем процессом руководит компьютерная программа, а оператор по факту лишь включает и выключает устройство
Еще один плюс: практически исключена вероятность строительного брака. Человеческий фактор исключен, всем процессом руководит компьютерная программа, а оператор по факту лишь включает и выключает устройство

И, наконец, несомненным преимуществом является существенное сокращение сроков строительства. Работы на 3D принтере могут вестись круглосуточно, ему не требуется специальное освещение или выходные дни.

Прежде чем вы озадачитесь покупкой строительной машины, обратите внимание и на её недостатки:

  • для строительства невозможно использовать вибробетон, требуются смеси с высокой скоростью схватывания и затвердения;
  • пока не разработана четкая методика армирования конструкций;
  • нет возможности удалять воздух методом виброобработки, могут образовываться полости с воздухом, что снижает прочность конструкции;
  • работать 3D принтером можно только при положительной температуре в сухую погоду.

Есть ограничение проектов по высоте – не более четырех этажей
Есть ограничение проектов по высоте – не более четырех этажей

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

Познавательное видео: что можно сделать на 3D принтере

Строительная машина может создавать цельные объекты, такие как дома, или производить панели и другие стройматериалы. Наглядный пример как работает 3D принтер в этом видео:

Примеры 3D печати домов в фотографиях

Чтобы полнее представить себе процесс и результат, предлагаем вам посмотреть, как выглядят дома, напечатанные на 3D принтере в небольшой фотогалерее:

Где можно купить строительный 3D принтер и сколько он стоит

За строительной трехмерной печатью, без сомнений, будущее. Но пока эти технологии совершенствуются, и пройдет ещё лет 10, прежде чем подобные машины появятся во всех строительных организациях или станут доступны частным застройщикам. Строительный 3 D принтер можно купить в том же Екатеринбурге у «Спецавиа». Строительный 3D   принтер, который печатает дом, имеет цену в 4.6 миллиона рублей. Согласитесь, для строительства одного частного дома дороговато. Но для небольшой строительной компании – вполне разумная цена.

На сегодняшний день возможности 3D принтера в основном используются для изготовления декоративных элементов и небольших объектов по дизайнерским разработкам
На сегодняшний день возможности 3D принтера в основном используются для изготовления декоративных элементов и небольших объектов по дизайнерским разработкам

Мы непременно вернемся к этой теме через некоторое время, когда появятся новые разработки, позволяющие строить дома с одновременным автоматизированным армированием и установкой коммуникаций. А пока ждём вашего мнения об этой технологии в комментариях!

Х
Х
ОЦЕНИТЕ ЭТУ СТАТЬЮ
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...
Юлия Гузяева
Высшее техническое образование по специальности "Теплотехника". Опыт работы в проектных бюро. На "ты" со сложными инженерными системами. Считает, что каждый уважающий себя человек должен сам все уметь сделать или разобраться.

1 КОММЕНТАРИЙ

ОТВЕТИТЬ

 Я ознакомлен с условиями пользовательского соглашения *