Применение 3D печати в строительстве, как применяют 3D принтер для строительства

Использование 3Д-технологий в строительстве может существенно облегчить этот процесс, сделать его быстрее и качественнее. Неудивительно, что в данной сфере многие компании с энтузиазмом проявляют инициативу и активно применяют новые технологии.

Применение 3D принтеров в строительстве позволяет реализовывать самые сложные по своей геометрии сооружения, воплощать интересные архитектурные задумки. В частности, строить круглые дома, сооружения-петли, возводить настоящие замки или футуристичные объекты.

Если удастся наладить недорогое производство таких сооружений, то, вероятно, именно по этой технологии будут сооружаться объекты на Луне и других планетах. А это значит, что данное направление будет активно развиваться, ведь это гигантский шаг в будущее.

Дом на 3D-принтере

Многие архитекторы и строители воодушевились идеей строительства с помощью 3Д-печати. Среди самых успешных проектов можно выделить:

• Беседка в виде замка на заднем дворе американца Андрея Руденко;
• Shanghai WinSun и её 10 напечатанных домов за сутки;
• Офис будущего в Дубае, построенный WinSun;
• Apis Cor в Ступино;
• Дом в Ярославле.

Армия США решила финансировать Contour Crafting, с её идеями цельной печати домов, вместе с коммуникациями. В настоящее время подобный 3д-принтер уже готовится к получению патента.

Отечественные компании тоже не отстают. В Ярославле стоит готовый к заселению дом, стены которого печатались при помощи 3d-принтера.

А Apis Cor представляет недорогие дома, которые являются ещё и энергоэффективными, за счёт использования современных утеплителей, засыпаемых в специальные полости внутри стен.

Как используются 3Д-принтеры в строительстве?

Строительные 3D-принтеры, фото которых можно найти в сети, работают по стандартной технологии послойного нанесения материала. С этой целью используется специальный композитный материал, который сродни бетону марки М250. Чтобы добиться прочности необходимо дополнительно армировать стены. Для этого в раствор может добавляться фиброволокно, а если сооружение массивное, то в стены укладывается стекловолоконная арматура.

В целом для строительства дома при помощи 3Д-принтера вполне достаточно 2 человек. Один будет контролировать наличие раствора, а другой укладывать арматуру.

Видео работы 3Д-принтера весьма показательно иллюстрирует возможности подобного строительства. А учитывая его преимущества, можно смело утверждать, что за этими технологиями действительно будущее.

О колонизации Марса, 3D-бетоне и автобусных остановках, напечатанных на принтере

Современные технологии практически наступают нам на пятки. И Россия, как оказалось, вовсе от них не в стороне. Например, достаточно уверенно мы себя чувствуем в строительной 3D-печати. А недавно одна из российских компаний вошла в число финалистов конкурса, объявленного НАСА — Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства, США. Ее технология была признана одной из самых пригодных для возведения жилой и общественной инфраструктуры на Марсе.

Первым марсианином, похоже, будет строительный 3D-принтер

…Итак, все по порядку. Не так давно НАСА был объявлен конкурс на лучшую технологию возведения объектов не где-нибудь, а на Марсе. Идея такая. Еще до начала колонизации на Марс должны быть отправлены автоматизированные системы, которые напечатают там какую-то жилую структуру. Все это должно происходить без участия человека, с использованием материалов, которые есть на самой «красной планете». Сами модули призваны обеспечить достаточную защиту от радиации, метеоритов и т.д.

Финал этого конкурса выиграла одна из российских компаний. Наша технология была признана лучшей для использования на Марсе. В этой работе в качестве аккредитованного Испытательного центра участвовал НИИ  строительных материалов и технологий Московского государственного строительного университета.

Об этом на недавней конференции «BetON.Conf2020» рассказал заместитель директора НИИ СМиТ НИУ МГСУ Алексей Адамцевич.

Правда и то, что строительному сообществу предстоит еще очень большая работа, чтобы довести технологию строительной 3D-печати до использования в индустриальных масштабах здесь, на Земле.

— Если мы посмотрим на схему организации проектного процесса, то наглядно видим выигрыш использования строительной 3D–печати, так как она, во-первых, автоматизирует все процессы, а во-вторых, позволяет отказаться от половины операций, которые сегодня используются в монолитном строительстве, — говорит Алексей Адамцевич.

 На строительном 3D-принтере можно напечатать и дом, и мебель, и арт-объект

Например, строительному принтеру для работы не нужна опалубка. Между тем, подсчитано, что почти 80% всех промышленных отходов образуется именно из-за необходимости использовать опалубку. Она составляет и серьезную часть – до 50% — стоимости конструкций.

…Если говорить об истории вопроса, то идея безопалубной укладки бетона не нова — эта технология существовала еще в 30-х-40-х годах прошлого века. Правда, тогда она применялась не из желания что-то автоматизировать — просто необходимо было создать объекты сферической формы. А выразительные архитектурные формы, как известно, плохо совместимы с ручным трудом.

Если говорить о 3D-печати на современном этапе, то понятно, что тот, «пилотный», механизм позволял отимизировать один из процессов, но при этом строительство в целом не было автоматизировано. Сегодня 3D-строительство подразумевает полную автоматизацию. А это дает колоссальный выигрыш в производительности труда. Появилась возможность строить не годы, не месяцы и даже не недели, а часы.

За последние 10 лет создано огромное количество прототипов строительных 3D-принтеров. На строительном принтере теперь печатают не только традиционные ограждающие конструкции, но и различные декоративные элементы, бетонные скульптуры, предметы уличного интерьера.

А также автобусные остановки. И даже уборные.

В последние годы известность приобрел китайский 3D-подход к модулям крупноблочной сборки общественных и жилых зданий. А американские специалисты придумали технологию 3D-печати целых малоэтажных микрорайонов. Пока технология отрабатывается. Стоимость такого объекта – 4 тыс.долларов, а время изготовления– 12 часов. 

Миксер, насос и башенный  кран – 3D-принтер готов

Многим может показаться, что эта технология очень футуристичная, очень сложная и малодостижимая.

На самом деле, это не так. Если мы посмотрим технологию 3D, то поймем, что здесь используются достаточно простые и известные вещи: бетонный миксер, бетонный насос и, соответственно, башенный или мостовой кран, объединенные программным обеспечением в один комплекс.

 3D-печать в камерном варианте. Процесс создания опытного образца будущего 3D-дома 

Способ 3D-строительства ничем не отличается от способа 3D-печати методом экструзии расплавленным пластиком, только вместо пластика — композитный материал на основе цемента и армирующих добавок — фиброволокна, полимеров и т.д

Экструдер укладывает бетон по заранее намеченной траектории. По сути, задача принтера сформировать стены заданной геометрической формы, а затем в полости заливается бетон и закладывается арматура.

…Авторство самой распространенной конструкции 3D-принтера – она называется Contour Crafting – принадлежит профессору из США, уроженцу Ирана, Бероху Хошневису. Суть работы устройства состоит в том, что строительная смесь наносится с помощью экструдера, установленного на подвижной портальной конструкции.

Полная версия технологии предусматривает целиком автоматизированный процесс, который включает установку арматуры и коммуникаций во время печати с помощью роботов-манипуляторов.

Другой специалист – итальянский инженер Энрико Дини придумал другую конструкцию D-Shape: вместо позиционируемого по трем осям экструдера здесь задействован целый массив из 300 сопел, закрепленный на подвижной платформе.

Технология скорее напоминает струйную печать, а массив используется для нанесения связующего агента на слои песка. У метода есть одна проблема: хотя у 3D–принтера хорошая скорость, приходится ждать схватывания бетона примерно около суток.

Наиболее продвинутой в области 3D–печати считается китайская компания  WinSun. В 2014 году предприятие прогремело на весь мир возведением десяти 3D-печатных зданий всего за одни сутки. С тех пор они сильно продвинулись в своих технологиях.

Знай наших!

Строительная 3D-печать шагает семимильными шагами. По этой технологии построены уже десятки зданий по всему миру.

Андрей Руденко – один из первопроходцев строительной 3D-печати. Способный инженер, переехавший в Миннесоту, впервые привлек внимание миниатюрным сказочным замком, построенным при помощи 3D-принтера собственной конструкции под названием «СтройБот».

Позднее он напечатал на принтере постройку площадью 130 кв. м для одного из филиппинских отелей.

 Сказочный замок, который был полностью отпечатан на 3D-принтере

…Уже несколько лет на ярославском предприятии «Спецавиа», которое изначально выпускало станки с ЧПУ – идет работа по конструированию строительных 3D-принтеров. На сегодня их у компании уже семь.

 Компания «Спецавиа» опробует очередную конструкцию строительного 3D-принтера

Самым известным проектом с применением 3D-принтера «Спецавиа» стало возведение необычной сторожки на территории Екатеринбургского цементного завода —  в виде башни замка Винтерфелл из популярного телесериала «Игра Престолов». Несъемная опалубка была армирована во время печати. После сборки силовые элементы стен были залиты бетоном производства того же Екатеринбургского цементного завода .

Если 3D-принтеры Спецавиа, как и большинства конкурентов, используют портальную схему, то разработка «Apis Cor» – иркутского конкурента компании «Спецавиа» —  основана на использовании телескопического манипулятора на поворотной платформе. То есть, принтер «заливает» стены вокруг себя, а по окончании строительства переносится на другую  позицию с помощью крана.

 3D-принтер c телескопическим манипулятором строит по кругу

Построенное компанией «Apis Cor» круглое здание в городе Ступино под Москвой наглядно показывает архитектурную гибкость строительной 3D-печати. На возведение стен ушло менее суток, но на полное затвердевание потребовалось еще около месяца. Погодные условия при этом были не очень благоприятные, поэтому здание возводили под тентом-укрытием.

— На первый взгляд, может показаться, что 3D-печать – это не для самых ответственных объектов, не предполагающих наличие армирования,- рассказывает Алексей Адамцевич.- Но технология не стоит на месте, она очень быстро развивается. Буквально в конце прошлого года один из российских стартапов закончил печать двухэтажного офисного здания в Дубае площадью 140 кв. метров. Важно, что печать была полностью под открытым небом. И теперь это здание внесено в книгу рекордов Гиннеса, как самое большое здание, целиком напечатанное на 3D–принтере. 

Для 3D-печати нужен особый бетон

…Нетрудно заметить, что очень большое значение для новой технологии имеет не только конструкция принтера, но и качество бетона. Требования, которые предъявляются к 3D–бетону, несколько иные, нежели к обычному товарному бетону для монолитного строительства. Здесь на первый план выходят такие его характеристики, как пластичность, схватываемость, адгезия (сцепление слоев между собой). Требуется использование специальных добавок – ведь на повестке дня чуть ли не полный отказ от армирования

И здесь, уже в ближайшие годы, очень востребованными будут такие предприятия, как, например, российское «Полипласт. Новомосковск». На этом предприятии уже много лет разрабатывают различные добавки и пластификаторы, которые придают бетону те или иные нужные свойства.

Сегодня одно из ведущих предприятий цементно-бетонной отрасли активно работает над добавками нового поколения. Не так давно, например, здесь запущен в производство новый поликарбоксилатный пластификатор. С его помощью можно экономить объемы цемента в составе бетона. За последние 10 лет количество цемента в кубе бетона удалось сократилось со 100 кг до 70 кг.

Пластифицирующие добавки – это ускорители набора прочности бетона. А этот показатель – как раз очень важная характеристика бетона в условиях 3D-печати. Ведь сейчас ученые как раз ломают голову над тем, как ускорить схватываемость и увеличить прочностные характеристики. Пока, чтобы здание, изготовленное из 3D-бетона, что называется, «встало», требуется определенное, порой значительное, время.

  В процессе 3D-печати трудно переоценить качественные характеристики бетона

Нужно отдать должное крупным российским производителям, которые регулярно организуют научно-практические конференции, куда приглашают ведущих игроков рынка цемента и бетона. В их числе и компания «Полипласт. Новомосковск».

Вот и на недавней конференции «BetON.Соnf2020.Разрушая мифы», организованной этой компанией, участники снова обсудили перспективы развития товарного бетона и бетона с особыми характеристиками для использования в строительных 3D-принтерах.

…Эксперты в ближайшие годы прогнозируют многократный рост «напечатанных» домов. Многие государства создают национальные проекты по 3D-печати. Такие проекты есть в Китае, в Великобритании, Нидерландах. Самые крупные исследования проводятся в Арабских Эмиратах — в этой стране к 2030-му году собираются строить уже очень большую долю рынка  с помощью 3D-принтеров.

В России практика, к сожалению, пока отстает от теории. В экспериментах мы продвинулись далеко. Но до широкого использования этой технологии еще очень не близко. Не создано и каких-то специальных механизмов, стимулирующих развитие строительной 3D-печати. Сложно получить деньги на разработки в этой области.

Словом, нам предстоит еще колоссально много работать, чтобы сделать строительную 3D-печать самой обыденной и повсюду применяемой технологией.

Елена МАЦЕЙКО

Строительная 3Д печать в России

3D печать 3D печать в строительстве строительная 3Д печать строительная 3Д печать в России

Строительная 3Д печать – это, как и понятно направление в строительстве с применением аддитивных технологий. В последние года данная отрасль получила существенное развитие и начала появляться в нашей стране.

---

Если у вас возникли вопросы, то вы всегда можете позвонить нашим менеджерам, и на все ваши вопросы доступно ответят. Наши контактные телефоны: +7 (927) 667-27-61 и +7 (804) 333-17-16. Мы рады будем помочь вам разобраться.

---

Компания Спецавиа

Ярославская компания «Спецавиа» занимается конструированием строительных 3D-принтеров. На текущий момент, в арсенале компании около 7-и вариантов исполнений строительных принтеров.

За 2016 год «Спецавиа» реализовала более 30-и строительных 3Д принтеров, хотя ещё в 2015 году компания показала своё полноценное здание площадью в 165 квадратов. Тогда некоторые части здания были распечатаны прямо на площадке, другие печатались в цехах компании непосредственно перед транспортировкой.

Наиболее нестандартным проектом связанным со строительной 3Д печатью стало возведение необычной сторожки для Екатеринбургского цементного завода. Для охранников заводы была построена реплика башни замка Винтерфелл из популярного телесериала «Игра престолов». Сторожка была построена в ноябре 2016 года.

---

Компания Apis Cor

Другая важная компания, занимающаяся в России строительной 3Д печатью, это иркутская компания Apis Cor. Отличия 3D-принтерыов от большинства конкурентов в том, что обычно используют портальную схему, в то время как разработка Apis Cor основана на использовании телескопического манипулятора на поворотной платформе. Если объяснять более простым языком – принтер ставится на место строительства, и строит стены вокруг своей оси. Плюс такого подхода высокой мобильности принтера – вес принтера 6 тонн. Его легко можно загрузить в грузовик и привести на место.

Первой серьёзной демонстрацией возможностей компании стало строительство готового здания в Ступино. Дом имеет нестандартную круглую форму. Возведение самих стен заняло 24 часа. Полное затвердевание материала происходило в течении месяца. К тому же, строительство производилось в зимних условиях и для поддержания нормальной рабочей температуры дополнительно возвели тент вокруг дома.

Для того, что бы не пропустить новые свежие и интересные статьи вы можете подписаться на нашу рассылку. Мы не спамим нашим клиентам, и не рассылаем рекламы — мы знаем, что такие подписки не читают. Поэтому, мы делаем исключительно информативные рассылки. Подпишись — это полезно 🙂

Перспективы развития строительной 3Д печати

Дальнейшее развитие строительной 3Д печати позволит существенно снизить издержки на рабочую силу. Но не стоит считать 3Д печать в данном случае полной замены традиционному строительству. Не всегда использование 3Д печати оправдано. К тому же, некоторые ограничения всё-таки есть – по размерам зданий. Автоматизация процесса строительства оправдана там, где стоимость рабочей силы высока и масштаб проекта позволяет использовать аддитивные технологии.

---

---

Видео по теме:

---

что ждет 3D печать в дальнейшем

Перспективы 3D печати

Уже сейчас перспективы 3D печати крайне многообещающие. Ученые активно развивают существующие методики 3D печати, разрабатывают новые технологии и типы материалов, находят новые сферы применения. Многие называют 3Д печать технологией будущего, и этому есть причины. Методика способна полностью перевернуть привычный уклад жизни, изменив способ производства большинства вещей. По сути, 3D принтер – это настоящая многофункциональная фабрика, небольшая и компактная. За счет этого будущее 3D печати вполне определенно можно назвать успешным.

3D принтеры способны значительно снизить производственные затраты, за счет чего снизится и себестоимость изделий. Судя по нарастающей тенденции к популяризации 3D технологий, в будущем основной товарной единицей станет сырье для 3D печати. В целом, перспективы 3D печати определены для многих сфер. И сейчас мы постараемся максимально их раскрыть.

Будущее 3D печати

Если попытаться представить будущее 3D печати, воображение нарисует довольно интересную картину. Учитывая большой интерес ученых к методике 3D биопринтинга, которая представляет одну из наиболее перспективных технологий 3D печати, изготовление на 3D принтере искусственных органов не за горами. Также с уверенностью можно сказать, что будущее 3D печати принесет нам кардинальные изменения в таких сферах, как:

• Строительство. 3Д печать домов, или контурное строительство, привлекает многих своей футуристичностью и простотой. Первые шаги в этом направлении уже сделаны. Пионерами в 3Д-печати домов стали китайцы, следом за которыми контурное строительство открыло для себя правительство Дубая. В этом городе будущего уже построено первое 3D-печатное офисное здание, а в ближайшем будущем планируется напечатать целый квартал. А буквально недавно на 3D принтере был создан первый печатный дом в Европе;
• Электроника. Перечисляя перспективы 3D печати, этому пункту следует уделить особое внимание. Ученые считают 3Д печать электроники будущим изготовления цифровых приборов, и небезосновательно. В настоящее время активно проводятся исследования свойств графена и его применения в аддитивном производстве. Огромный прорыв в этой области – создание на 3D-принтере графенового аккумулятора с неограниченным сроком эксплуатации;
• Автомобильная и аэрокосмическая промышленность. Будущее 3D печати во многом основано на ее способности воспроизводить практически любые элементы различной сложности. В связи с этим, уже сейчас 3Д печать широко применяется при разработке самолетов, машин и спутников. На МКС даже есть собственный 3D принтер, не говоря уже о ряде удачных результатов 3D-печати автомобилей.
• Фармацевтическая промышленность. Да-да, можете себе представить. Будущее 3D печати – в изготовлении таблеток и прочих лекарственных средств. Подтверждением этому являются легализированные в США таблетки от эпилепсии, изготовленные по особой методике. Суть этой перспективы 3D печати заключается в постепенном высвобождении активных веществ, благодаря чему вместо множества таблеток можно будет выпить всего одну.
• Пищевая промышленность. 3Д принтеры для печати еды постепенно отвоевывают пространство в кафе и ресторанах. Хотя это, вероятно, одна из самых сырых технологий 3Д-печати, потенциал заложен и в ней. Пищевые 3D принтеры особенно интересны возможностью изготовления еды для космонавтов, а также свободой проявления кулинарного таланта. Подтверждением этому являются потрясающие 3D-печатные десерты нашей соотечественницы.

Другие вопросы и ответы о 3D принтерах и 3D печати:

Будущее 3D принтеров

Теперь попробуем представить будущее 3D принтеров. Здесь есть несколько важных моментов, на которые следует обратить внимание. Ниже мы перечислим наиболее вероятные сценарии будущего 3Д-принтеров.

• Повышение надежности и качества приборов. Наверняка, этого с нетерпением ждут многие пользователи, ведь большинство существующих моделей 3Д принтеров не могут похвастаться бесперебойной работой и отсутствием погрешностей при печати;
• Масштабное распространение. Совершенно определенно, что будущее 3D принтеров порадует нас их популяризацией. Даже сейчас можно наблюдать растущую тенденцию к применению 3Д печати практически во всех сферах промышленности. Параллельно с тем, что все больше пользователей узнают о возможностях технологии, растет и спрос на настольные 3Д принтеры;
• Доступность. В продолжение предыдущего пункта стоит заметить, что растущий спрос на 3Д-принтеры приведет к снижению цен на эти устройства. Применение 3D печати в бытовых целях набирает обороты, что выводит на рынок новых производителей оборудования. Естественно, такой шаг повлечет за собой удешевление устройств;
• Увеличение области построения. 3D печать крупногабаритных объектов давно занимает умы разработчиков. Конечно, это касается промышленных 3D-принтеров, ведь функциональность 3D печати при таком масштабе позволит создавать полноценные компоненты, к примеру, автомобилей и самолетов;
• Расширение спектра доступных материалов. Будущее 3D принтеров во многом зависит от материалов для 3Д печати, ведь большее количество означает больше возможностей. Разработки специального оборудования и соответствующих материалов ведутся многими фирмами и постоянно появляются новости о выходе новых полимеров.

3D технологии будущего

Подводя итоги, осталось рассмотреть только 3D технологии будущего. К ним относятся различные футуристичные сценарии, которые в той или иной мере начинают развиваться уже сегодня. К ним можно отнести методику виртуальной реальности, 3Д сканирование для создания идеальной одежды и обуви, 3Д-печатный макияж и прочее. В некотором роде, 3D технологии будущего включают в себя также биопечать. Кстати, ученые ведут разговоры о строительстве первого 3D-печатного поселения на Луне и Марсе, так что перспективы 3D печати также актуальны за пределами Земли.

Это был перечень основных сценариев будущего 3Д печати. Посмотрим, насколько им суждено сбыться. Если у Вас имеются дополнительные вопросы, которые мы не затронули, пишите нам на электронную почту и мы, в случае необходимости, добавим и Ваши вопросы! С уважением, коллектив компании 3DDevice.

В нашем магазине представлен широкий ассортимент 3Д принтеров, 3Д сканеров, 3Д пластика и смол, а также других аксессуаров по лучшим ценам на рынке Украины с доставкой по всем городам (Харьков, Николаев, Днепропетровск, Львов, Запорожье, Херсон, Донецк, Одесса). Также мы предоставляем услуги 3Д печати, 3Д сканирования и 3Д моделирования. По всем вопросам обращайтесь к нам любым удобным вам способом. Контакты указаны здесь. Будем рады сотрудничеству!

Вернуться на главную

 

История 3д печати

В данном разделе нам хотелось проследить историю развития 3d печати от момента ее появления до сегодняшнего дня, а так же дать прогноз относительно будущего развития технологии.

Первый 3d принтер был изобретен американцем Чарльзом Халом (Charles Hull), он работал по технологии стереолитографии (SLA) патент на технологию был оформлен в 1986 г. Принтер представлял из себя довольно габаритную промышленную установку. Установка «выращивала» трехмерную модель посредством нанесения фотополимеризующегося материала на подвижную платформу. Основой служил заранее смоделированный на компьютере цифровой макет (3д модель). Данный 3d принтер создавал трехмерные объекты, поднимаясь на 0,1-0,2 мм — высоту слоя. Несмотря на то, что первый аппарат обладал множеством минусов, технология получила свое применение. Чарльз Халл так же является со-основателем компании 3dsystems, одного из лидеров мирового производства промышленных 3д принтеров.

Чарльз Халл был не единственным, кто экспериментировал с технологией трехмерной печати, так в 1986 году Карл Декарт (Carl Deckard) изобрел метод селективного лазерного спекания (SLS). Подробнее о методе Вы можете узнать в другой статье, вкратце: лазерный луч спекает порошок (пластик, металл и т.д.), масса порошка при этом подоргевается в рабочей камере до температуры, близкой с температурой плавления. Основой так же служит заранее смоделированный на компьютере цифровой макет (3д модель). После прохождения лазером горизонтального слоя, камера опускается на высоту слоя (как правило 0.1-0.2 мм), масса порошка выравнивается специальным устройством и наноситься новый слой.

Однако самым известным и распространенным на сегодняшний день методом 3д печати является послойное направление (FDM). Идея технологии принадлежит Скотту Крампу (Scott Crump), патент датируется 1988 годом. Подробнее о методе Вы можете узнать в другой статье, вкратце: из нагретого сопла печатающей головки при помощи шагового двигателя подается материал (как правило пластик), печатающая головка перемещается на линейных направляющих по 1 или двум осям, так же по 1 или 2 осям двигается платформа. Основой движения так же служит 3д модель. Расплавленный пластик укладывается на платформу по установленному контуру, после чего головка или платформа перемещаются и поверх старого накладывается новый слой. Скотт Крамп является одним из основателей компании Stratasys, так же являющейся одним из лидеров в производстве промышленных 3д принтеров.

Все описанные выше устройства относились к классу промышленных аппаратов и стоили довольно дорого, так один из первых принтеров 3d Dimension от компании Stratasys 1991 году стоил от 50 до 220 тысяч долларов США (в зависимости от модели и комплектации). Принтеры работающие по технологиям, описанным выше стоили еще дороже и до самого недавнего времени о данных устройствах было известно лишь узкому кругу заинтересованных специалистов. 

 

Все начало меняться с 2006 года, когда был основан проект RepRap (от англ Replicating Rapid Prototyper — само-воспроизводящийся механизм для быстрого изготовления прототипов), имеющий своей целью создание само-копирующего устройства, которым являлся 3д принтер, работающий по технологии FDM (послойное наплавление). Только в отличие от дорогостоящих промышленных аппаратов он был похож на неказистое изобретение из подручных средств. Рамой служат металлические валы, они же служат направляющими для печатающей головки. которой управляют простые шаговые двигатели. Программное обеспечение имеет открытый код. Почти все соединяющие детали печатаются из пластика на самом 3д принтере. Данная идея зародилась в среде Английский ученых и ставила своей целью распространение доступных аддитивных технологий, чтобы пользователи могли, скачивая 3д модели в сети интернет, создавать необходимые изделия, максимально сокращая таким образом производственную цепочку.

Оставив в стороне идеалогическую составляющую, сообществу (существующему и развивающемуся по сей день) удалось создать доступный «обычному человеку» 3d принтер. Так набор непечатанных деталей может стоить в районе пары сотен долларов США а готовый аппарат от 500 долларов. И пусть эти устройства выглядели неказисто и существенно уступали по качеству промышленным аналогам, все это доло невероятный толчок для развития технологии 3д печати.
По мере развития проекта RepRap, начали появляться 3d принтеры, взявшие за основу заложенную движением базу в техническом и, иногда, идеалогическом плане (например приверженность концепции открытого кода — OpenSource). Компании, производившие принетры старались сделать их более качественными как в плане рабочих характеристик, так и в плане дизайна и user experience. Первые принтеры RepRap нельзя назвать комерческим продуктом, так как управлять им не так уж просто (а собрать тем более) а добиться стабильных результатов работы получается не всегда. Тем не менее компании старались сократить более чем существенный разрыв в качестве, по возможности оставляя существенный разрыв в стоимости.

Здесь стоит в первую очередь упомянуть о компании MakerBot, начавшейся как startup, взявшей за основу идеи RepRap и мало по малу превратившие их в продукт нового качества.

Их флагманским продуктом (и по нашему мнению лучшим по сей день) остается 3д принтер MakerBot Replicator 2. Модель была выпущена в 2012 г. и позже снята с производства, однако по сей день остается одной из самых популярных моделей 3д принтеров «персонального» сегмента (по данным 3dhubs). Слово «персональный» взято в скобки по причине, что данный принтер, со стоимостью на момент выпуска 2200 долларов США, в основном использовался (и используется) для бизнес целей, однако попадает в персональный сегмент по причине своей стоимости. Данная модель отличается от своих прородителей (RepRap), являясь, по сути, законченным комерческим продуктом. Производители отказались от концепции OpenSourse, закрыв все источники и коды ПО.

Паралельно с выпуском техники компания активно развивала ресурс Thingiverse, содержащий множество моделей для 3d печати, доступных для скачивания бесплатно. В период работы над первым принтером и в дальнейшем сообщество сильно помогало компании, тестируя продукт и предлагая различные апгрейды. После выпуска модели Replicator 2 (и закрытии разработок), ситуация изменилась. Подробнее о истории компании MakerBot а так же других компаний и людей, связанных с 3d печатью, вы можете узнать, посмотрев фильм Print the legend.

В этом фильме также освещается история компании Formlabs, одной из первых начавшей производство доступного 3д принтера, работающего по технологии SLA (стререолитография). Компания собирала средства на первую модель FORM 1 посредством краудфандинга, столкнулась с трудностями производства, но в итоге выпустила доступный и производительный 3д принтер, сократив разрыв в качестве, описанный выше.

И хотя описанные выше 3д принтеры были далеки от совершенства, они положили начало развитию досутпной техники для трехмерной печати, которое происходит и по сей день. В настоящий момент качетсов принтеров технологий FDM и SLA повышается, однако существенного снижения цены уже не происходит, скорее она наоборот немного растет. Наряду с FDM и SLA множество компаний ведет разработки в области спекания порошков (SLS), а так же печати металлом. Несмотря на то, что такие принтеры доступными не назовешь, цена их значительно ниже, в сравнении с аналогами из профессионального сегмента. Стоит так же отметить, развитие линейки материалов, помимо стандартный ABS и PLA пластиков, сегодня используется множество различных материалов, включая нейлон, карбон и другие прочные и тугоплавкие материалы.

3d принтеры персонального сегмента сегодняшнего дня сильно приблизились к профессиональным устройствам, развитие которых так же не останавливается. Помимо компаний «основателей» технологии (Stratasys, 3dsystems) появилось множество небольших компаний, специализирующихся на промышленных технологиях 3d печати (в частности металлом). 3д печать так же привлекает к себе внимание крупных корпораций, которые с разной степенью успешности стремяться занять свое место на растущем рынке. Здесь стоит выделить компанию HP, которая не так давно выпустила модель HP Jet Fusion 3D 4200 завоевавшую популярность среди профессионалов 3d печати (по состоянии на  2018 г. держится в верхней части рейтинга профессиональных 3д принтеров в ежеквартальных отчетах портала 3dhubs).

Однако технологии 3д печати развиваются не только в ширь, но и вглубь. Одним из главных недостатков трехмерной печати, по сравнению с другими методами производства, является низкая скорость создания моделей. Существенным движением вперед в плане ускорения 3д печати стало изобретение технологии CLIP компанией CARBON, работающие по этой технологии принтеры компании могут производить модели в 100 раз быстрее по сравнению с классической технологией SLA.

Так же постоянно происходит расширение линейки, свойств и качества материалов и постобработки изделий. Все это ускоряет переход к использованию 3d принтеров именно в производстве, а не только как аппаратов для прототипирования. Сегодня многие крупные и не только компании и организации тесно используют 3д принтер в своей производственной цепочке: начиная от производителей потребительский товаров NIKE и PUMA и заканчивая BOEING и SPACE X (последняя печатает части двигателей для своих ракет, которые не возможно было изготовить никаким другим образом).

Помимо «классической» области применения 3д печати, сегодня все чаще можно видеть новости о том, как на 3d принтере напечатали дом или какой-нибудь орган (а точнее его маленькую часть) из био-материала. И это действительно так, несколько компаний по всему миру тестируют или уже частично применяют 3д печати в строительстве зданий и сооружений. В основном это касается контурной заливки стен (похоже на метод FDM) специальной композитной бетонной смесью. А в Амстердаме существует проект 3д печатного моста и этот список будет только расширяться со временем, так как применение 3d печати в строительстве способно существенно сократить издержки и увеличить скорость работ на определенных этапах.
Касаемо медицины, здесь 3д печать так же находит применение, однако в настоящий момент это не печать органов, а скорее применение технологии в протезировании (самого различного толка) и замещении костей. Так же технологии 3d печати широко используется в стоматологии (технология SLA). Касательно печати органов, это пока далеко в будущем, в настоящий момент био-3д принтеры это экспериментальные установки на ранних стадиях, успехи которых ограничиваются печатью нескольких ограниченно-жизнеспособных клеток.

Заглядывая в будущее, можно с уверенностью сказать, что технологии трехмерной печати будут расширяться как в ширь так и вглубь, совершенствуя технологии, ускоряя процессы, качество и улучшая свойства материалов. 3д принтеры все больше будут замещать старые методы в производственных цепочках различного масштаба, а мировое производство, благодаря этому, будет двигаться к схеме работы «по требованию» (on demand) увеличивая степень кастомизации изделий. Возможно, когда нибудь, 3д принтеры будут широко применяться и на бытовом уровне для производства необходимых вещей (мечта и цель движения RepRap), однако для этого необходимо не только развитие технологии, но и смена парадигмы общественного мышления, а так же развитие мощной экосистемы проектирования (3д моделирования) изделий (о чем очень часто забывают).

3d печать домов (и прочих сооружений), без сомнения так же будет развиваться, сокращая издержки и сроки производства, что вместе с освоением новых подходов в архитектуре и городском планировании (таких как модульное строительство и метод prefabricated), придаст ощутимый импульс к развитию индустрии в целом.

Биологические 3d принтеры будут выступать важным инструментом в научных исследованиях. Тем не менее, до их появления в больницах и клиниках, где они будут печатать новые органы, еще очень и очень далеко (фактически это научная фантастика).

 

3D-моделирование, Проектирование и строительство транспортных сооружений

Новые технологии в проектировании позволяют выполнять работы на высоком профессиональном уровне. Особенностью проектирования института «ТРАНССТРОЙПРОЕКТ» является максимальная технологичность и экономичность, как для заводов мостовых металлоконструкций, так и для строительных организаций.

Используются современные инновационные технологии и строительные материалы – повышается надежность и качество и одновременно понижается сметная стоимость сооружения. В зависимости от сложности объекта применяются  различные планировочные и конструктивные решения, при этом создаётся современный внешний вид сооружения, и соблюдаются действующие требования и нормативы.

Применяемая институтом технология проектирования с использованием 3D моделей позволяет заказчику увидеть объект со всех сторон. Имея такой проект, заказчик получает все сведения об объекте, не только на период строительства, но и эксплуатации. Это особенно актуально на сегодняшний день в рамках жизненного цикла объекта.

Наглядность 3D модели хорошо работает на практике, и дает возможность избегать неверных решений на этапе строительства.

В тоже время применение современных технологий
позволяет в кратчайшие сроки получить готовые качественные чертежи. С точки зрения экономической эффективности — минимизация ошибок сокращает производственные расходы, и Заказчик может найти объективно оптимальное решение своей задачи.

Одной из наиболее сложных и интересных была работа по созданию 3D модели металлических конструкций железнодорожной разгрузочной эстакады в портовом терминале Тареса, Республика Гвинея (фото опубликованы в данной статье).

Применение технологии 3D моделирования позволяет менять формат работы, как проектных организаций, так и контролирующих органов при прохождении экспертизы. У молодого поколения руководителей повышается интерес к визуализации проектов и Заказчики в регионах все чаще получают проекты на базах новых, современных технологий.

---

 

Получить консультацию опытного специалиста и заказать проект можно по телефону +7 (495) 543-42-56 или по эл.почте [email protected]

Подписывайтесь на страницу в Instagram и следите за дополнительной информацией о нашей компании.

Также вас могут заинтересовать следующие статьи:

 

как технология используется на орбите

3D-печать завоевывает еще одну отрасль — аэрокосмическую. Эта технология не только меняет способ создания космических кораблей, но и может сыграть важную роль в будущей колонизации других планет. 

Однако космос — это сложная для работы среда, и 3D-печать сталкивается в ней с рядом проблем. В этой статье рассмотрим шесть основных.

3D-печать покоряет космос: вызовы технологии, которая используется на орбите

Анна Полякова

Содержание статьи

1. Несовершенные поверхности не подходят для космоса
2. 3D-печать в невесомости усложняется
3. Популярная FDM-печать почти невозможна без гравитации
4. Детали иногда получаются клейкими
5. Не все инструменты получится распечатать на 3D-принтере
6. Строительство «домов» может стать логистическим кошмаром

Несовершенные поверхности не подходят для космоса

Печать деталей и целых космических кораблей в 3D-принтере — действительно захватывающая перспектива. Она позволит сократить отходы от производства, а также поможет создавать более легкие и топливосберегающие ракеты. Тем не менее, в этой технологии кроется серьезная проблема.

3D-печать дает несовершенные поверхности. Это становится очевидным, когда смотришь на деталь, напечатанную 3D-принтером, в микроскоп. Она может сгодиться на Земле, но космос требует другого уровня точности, так как там ошибки практически недопустимы. На поверхности с изъянами могут появиться трещины, а еще ей угрожают повреждения от бесчисленных объектов, летающих в космосе.

3D-печать в невесомости усложняется

Теперь мы не говорим, что 3D-печать в космосе, вообще без гравитации, невозможна. Однако организовать этот процесс нелегко.

Базовая конструкция 3D-принтера остается прежней, однако печать в невесомости требует особых дополнений. В космосе сила тяжести уже не скрепляет слои предмета перед их охлаждением, поэтому сам материал должен быть липким и не давать им отделяться друг от друга.

Популярная FDM-печать почти невозможна без гравитации

FDM-печать — это известный стандарт: на него можно натолкнуться, введя в Google «3D-печать». Если у вас есть 3D-принтер, высока вероятность, что это FDM-принтер. FDM-печать хороша, но некоторые считают, что существуют более функциональные и точные технологии, которые используют порошок или фотополимер.

Однако невесомость делает эти процессы практически невозможными. Отсутствие силы тяжести затрудняет объединение частей во время печати. Тем не менее, есть компании, которые сейчас работают с NASA, чтобы найти потенциальные альтернативы FDM-печати.

Детали иногда получаются клейкими

Как уже упоминалось выше, из-за отсутствия гравитации 3D-принтеры должны удерживать детали на месте и скреплять слои во время FDM-печати. Было зафиксировано несколько случаев, когда предметы застревали на сборочных плитах так крепко, что повреждались и они сами, и принтер.

Хотя в космосе множество раз успешно распечатывали на 3D-принтере различные объекты, иногда возникают проблемы, указывающие, что процесс еще не идеален.

Не все инструменты получится распечатать на 3D-принтере

Одно из самых больших преимуществ наличия 3D-принтера на корабле — возможность отправляться в космос налегке. Все необходимые инструменты и запчасти можно просто напечатать. Но как разобраться, что все-таки взять с собой, а с чем справится 3D-принтер? 

Хотя исследователи прилагают все усилия, чтобы убедиться в безопасности космического полета, люди и корабли всегда подвергаются воздействию непредвиденных факторов, которые сложно предугадать. Что взять с собой, а что оставить 3D-печати — нелегкий выбор.

Строительство «домов» может стать логистическим кошмаром 

Когда люди наконец доберутся до планеты X, вероятно, они не захотят работать в суровых условиях. Возможно, жилые помещения и лаборатории будут созданы с помощью 3D-принтеров. Его использование на другой планете будет сложным и потребует подключения к процессу робототехники и искусственного интеллекта.  

Не говоря уже о том, что принтер понадобится защитить от метеоров, перепадов температур и любых других воздействий окружающей среды. Тем не менее, недавно NASA провело конкурс, на котором рассматривались идеи по созданию среды для 3D-печати при исследовании дальнего космоса. Результаты были впечатляющими и решали некоторые из проблем, упомянутых выше.

Источник.

Фото: NASA

3D-печать: будущее строительства

Опубликовано 31 января 2018 г. Джейми Д.

В 2004 году профессор Бехрох Хошневис из Университета Южной Каролины попытался создать первую стену, напечатанную на 3D-принтере. С тех пор это нововведение стало популярным, и теперь можно построить дом всего за 20 часов! Профессор разработал 3D-принтер FDM, установленный на роботизированной руке, который выдавливает бетонные слои вместо пластика для создания 3D-модели.

Эта технология Contour Crafting продемонстрировала все качества, необходимые для использования аддитивного производства на стройплощадках: сокращение затрат и отходов, более высокая скорость строительства, уменьшение количества несчастных случаев, сложные архитектурные формы и многое другое.Его открытие положило начало 3D-печати в строительстве. Однако он по-прежнему используется гораздо реже, чем в некоторых секторах, таких как аэронавтика или медицина.

Крупномасштабные промышленные принтеры для печати на бетоне могут автономно создавать целые конструкции дома.

Строительные гиганты быстро осознают потенциал 3D-технологий и их влияние на будущее строительства. Ожидается, что рынок 3D-печати из бетона в 2021 году достигнет 56,4 млн долларов, и на это есть веские причины. Все больше и больше компаний открывают для себя новые инновационные проекты.Некоторые из них более футуристичны, некоторые очень реальны в настоящем, например, трехмерный дом Apis Cor, напечатанный за 24 часа. 3D-печать на бетоне быстро развивается и использует различные технологии и материалы, предлагая пользователям множество преимуществ. Однако технология все еще находится в зачаточном состоянии и связана текущими ограничениями.

Какие процессы 3D-печати в строительном секторе?

1 — Экструдеры с роботизированным манипулятором

Метод контурной обработки включает в себя укладку строительного материала для создания крупномасштабной 3D-модели с гладкой поверхностью.Вокруг строительной площадки устанавливаются рельсы, которые будут выступать в качестве конструкции для направления манипулятора робота. Он движется вперед и назад, слой за слоем выдавливая бетон. Мастерки кладут сбоку и над соплом для выравнивания выдавленных слоев и обеспечения прочности модели.

В этом процессе нельзя использовать обычный бетон, так как он должен затвердеть, прежде чем вы сможете продолжить процесс. Если бы он был напечатан на 3D-принтере, он не смог бы выдержать собственный вес. Поэтому используется бетон с быстротвердеющими свойствами.

Contour Crafting (компания с тем же названием, что и метод) очень осторожно относятся к своему прогрессу. Однако китайская строительная компания WinSun Decoration Engineering Co описывает ее как способную «украсть все». Эти машины огромны (32 м в длину, 10 м в ширину и 6,6 м в высоту). Это позволяет им печатать на 3D-принтере полные конструкции и собирать их на месте. Это достигается путем смешивания бетона и стекловолокна на месте с последующей печатью. Этот подвиг заставил строителей и строителей узнать об аддитивном производстве.

Constructions-3D — конкурирующая компания, которая также пытается с помощью этой технологии печатать большие бетонные здания на 3D-принтере.

Конкурирующие компании

Различные участники рынка разработали машины, использующие множество различных технологий для 3D-печати бетона. Французская компания Constructions-3D создала полярный 3D-принтер, который печатает, находясь на строительной площадке, а затем выходит через входную дверь здания после завершения строительства. Он состоит из механической основы и роботизированного манипулятора с соплом для выдавливания материала на конце.Эта рука предлагает печатную область площадью более 250 м² и высотой более 8 метров.

Робот

Cazza Construction похож на него, в нем используется система мобильного крана, позволяющая печатать на 3D-принтере гораздо более обширную площадь и создавать более крупные и высокие конструкции. Это показано на прошлых отпечатках таких компаний, как Apis Cor и XtreeE, которые быстро создают целые дома.

Другие компании специализируются на экструдировании материалов, отличных от бетона, с использованием этой технологии. Запатентованный процесс BatiPrint 3D является ярким примером: Нантский университет, Bouygues Construction и Lafarge Holcim объединили усилия для разработки промышленного робота, который печатает 3 слоя материала одновременно.Два из этих слоев — это полимерная пена, а третий слой — бетон. Бенуа Фюре, профессор Нантского университета, объясняет, что «пена обеспечивает внутреннюю и внешнюю изоляцию; бетон и армирование антисейсмической несущей конструкции. «

Batiprint 3D — французская компания, которая занимается 3D-печатью больших конструкций.

2 — Слои песка, связанные вместе

Итальянский архитектор Энрико Дини первым произвел фурор как «человек, который печатает дома на 3D-принтере». Совсем недавно он продемонстрировал интересный процесс 3D-печати, используя свой 3D-принтер «D-Shape».Эта машина основана на связывании порошка, что позволяет отвердить слой материала с помощью связующего. Слои песка осаждаются в соответствии с желаемой толщиной, прежде чем печатающая головка наливает капли (связующее) для затвердевания песка. Эта машина размером 4 х 4 метра может создавать большие конструкции размером до 6 кубических метров.

Сайт печати, на котором D-Shape будет 3D печатать бетонную конструкцию.

3 — Металл для монолитных конструкций

Голландская компания MX3D разработала уникальный метод строительства под названием WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), который позволяет печатать на 3D-принтере металлические конструкции с помощью 6-осевого робота, который сбрасывает 2 кг материала в час.

Этот робот является результатом сотрудничества с Air Liquide и ArcelorMittal и оснащен сварочным аппаратом и соплом для послойной сварки металлических стержней. Этот процесс также совместим с другими металлами, такими как нержавеющая сталь, бронза, алюминий и инконель. Машину можно сравнить с гигантским паяльником. Команда отметила, что «мы объединили промышленного робота со сварочным аппаратом, чтобы превратить его в 3D-принтер, работающий с нашим собственным программным обеспечением».

MX3D — один из ряда инновационных стартапов в секторе 3D-печати домов.

Хотя эти проекты были задуманы стартапами, они часто нуждаются в поддержке со стороны более крупных строителей. Royal BAM Group в партнерстве с Технологическим университетом Эйндховена разработала 3D-печатный бетонный мост для велосипедистов. Кроме того, Bouygues Construction обратилась к 3D-печати для строительства домов в Лилле, Франция. Кроме того, Vinci Construction в партнерстве с французским стартапом XtreeE протестировала строительство сложных конструкций, а шведская группа Skanska недавно сотрудничала с Университетом Лафборо для разработки процесса 3D-печати бетона.

«Мы объединили промышленного робота со сварочным аппаратом, чтобы превратить его в 3D-принтер, который работает с нашим собственным программным обеспечением», — команда MX3D.

Зачем использовать 3D-печать в строительстве?

Во-первых, 3D-печать бетона экономит много времени. В частности, использование этих технологий потенциально сокращает двухнедельную работу до 3-4 дней. Кроме того, это снижает риск получения травм на работе. Бенуа Фюре из Нантского университета объясняет, что «сокращение лишений и рисков — это реальность, мы осознали, что лучи трех».Высота 8 м без строительных лесов. Кроме того, на строительной площадке очень тихо ».

Его команде удалось напечатать на 3D-принтере дом площадью 95 м² и первое социальное жилье в городе, напечатанное на 3D-принтере. Бенуа говорит, что их технология BatiPrint также упростила создание изогнутых форм с меньшими затратами. Более того, поскольку 3D-принтерам не нужно есть и спать, они не перестают работать, пока проект не будет завершен. Это значительно сокращает время ожидания.

Преимущества 3D-печати в строительстве

С точки зрения использования материалов, 3D-печать экономична.При аддитивных, а не субтрактивных процессах используется меньше материалов, чем при традиционных производственных процессах. Это снижает воздействие на окружающую среду, поскольку образуется меньше отходов. Ромен Дубалле, один из соучредителей XtreeE, объясняет, что «с повышенным геометрическим мастерством мы можем создавать оптимизированные формы, чтобы ограничить количество используемых материалов».

Тем не менее, у мечты о 3D-типографиях, мостах и ​​небоскребах все еще есть недостатки. Аксель Тери из Constructions-3D объясняет, что «основные трудности возникают из-за того, что процесс 3D-печати зданий сегодня не признан в качестве метода строительства многими органами по нормативам и стандартам.Поскольку напечатанные конструкции не являются традиционными, расчет сопротивления и сопротивления во времени трудно осуществить, поэтому жилые объекты придется сначала проверять в каждом конкретном случае ». Эти органы по стандартизации обеспокоены тем, являются ли эти конструкции действительно прочными и могут ли они противостоять окружающей среде.

Машина

Constructions-3D напоминает огромный трактор, а 3D печатает бетон для создания больших конструкций.

3D-печатный дом: выход из жилищного кризиса?

Поскольку 3D-печать теперь позволяет создавать конструкции быстрее, она идеально подходит для борьбы с жилищным кризисом.В результате некоторые компании тяготеют к аддитивному производству. Сюда входит итальянская компания WASP, которая стремится построить более устойчивый мир с помощью 3D-печати. Они разработали один из крупнейших в мире 3D-принтеров, который позволяет строить дома из местных материалов с использованием энергии солнца, ветра или воды. Это позволяет регионам, у которых еще нет доступа к электричеству, печатать на 3D-принтере экологически чистые конструкции с использованием местных ресурсов.

3D-принтеры

WASP работают над созданием будущего, в котором из экологически чистых материалов можно создавать дома, напечатанные на 3D-принтере.

Точно так же в Бразилии Аниэль Гедес основала компанию Urban3D в ответ на жилищный кризис в Бразилии. Ее компания 3D печатает части зданий на специальной фабрике, прежде чем собирать их на месте. Это позволяет ей создавать здания такой высоты, которая была бы невозможна, если бы 3D-печать производилась на месте. В настоящее время компания тестирует несколько прототипов и надеется предложить решение для развития бразильских трущоб.

Российская компания Apis Cor также убеждена в положительном влиянии 3D-печати на жилье.Основатель и генеральный директор Никита Чен-юн-тай объясняет: «Мы считаем, что аддитивное производство — эффективное решение против жилищного кризиса, и именно поэтому мы разработали наш проект. Мы надеемся, что через несколько лет этот подход будет тщательно протестирован в разных частях мира, чтобы продемонстрировать его реализуемость. Мы считаем, что все больше и больше строительных компаний будут применять эту технологию, как это уже происходит сегодня ».

Российская компания Apis Cor построила этот дом всего за 24 часа, используя свой бетонный 3D-принтер.

3D-печать в космосе?

Аддитивное производство также может стать для человечества способом освоения космоса. НАСА запустило проект «3D Printed Habitat Challenge», посвященный изучению технологий, используемых для строительства домов в космосе, например, на Луне или Марсе. Несмотря на амбициозность, еще слишком рано говорить о жизнеспособности 3D-печати. Однако мы можем сказать, что 3D-печать в строительстве должна стать очень реальной глобальной силой. SmarTech Publishing недавно опубликовала отчет, в котором прогнозируется, что в 2027 году мировая выручка в этом секторе составит 40 миллиардов долларов.Поразительно, что за 10 лет вырастет с нескольких миллионов долларов до 40 миллиардов долларов. Поэтому нам нужно будет посмотреть, как мир отреагирует на эту технологию в будущем.

Вам понравился наш очерк о 3D-печати в строительстве? Дайте нам знать в комментариях ниже или на наших страницах в Facebook и Twitter! Подпишитесь на нашу бесплатную еженедельную рассылку новостей, все последние новости в области 3D-печати прямо на ваш почтовый ящик!

3D-печать в строительстве: в чем преимущества?

На первый взгляд, он похож на ракушку любого другого незавершенного дома.Но при ближайшем рассмотрении видно, что кирпичей нет. Вместо этого слои материала наклеиваются друг на друга, чтобы создать замысловатую структуру. Это футуристический мир 3D-печати в строительстве, где роботизированные руки автоматически прижимают слои цемента, пластика или другого материала к фундаменту и «строят» конструкцию.

В настоящее время такой подход к строительству остается очень нишевым — во всем мире существует лишь несколько напечатанных на 3D-принтере прототипов домов и офисов.Тем не менее, он представляет собой захватывающее и потенциально глубокое изменение в том, как мы строим.

Что такое 3D-печать в строительстве, где есть потенциал и будете ли вы работать над проектами 3D-печати в ближайшее время?

Что такое 3D-печать в строительстве?

3D-печать в строительстве может включать использование 3D-принтера, прикрепленного к руке, которая активно строит проект на месте, или использование принтеров на заводе, которые создают компоненты строительного проекта, которые собираются позже.

Концепция 3D-печати не нова — она ​​была впервые разработана в 1980-х годах. Однако только за последнее десятилетие технология достаточно усовершенствовалась (и значительно снизились затраты), чтобы она стала мейнстримом.

3D-принтеры

мало чем отличаются от вашего настольного струйного принтера. Программное обеспечение «сообщает» принтеру о размерах конечного продукта. Затем принтер вводит материал на платформу в соответствии с этим планом. В 3D-принтерах часто используются жидкие металлы, пластмассы, цемент и множество других материалов, которые затем охлаждаются или высыхают, образуя структуру.

Для 3D-печати в строительстве программа CAD или BIM «сообщает» 3D-принтеру, что ему нужно напечатать, и машины затем начинают раскладывать слои материала в соответствии с планом.

Подробнее: 3D-печать — одно из ряда интересных инноваций в строительстве, появившихся за последнее десятилетие

Три инновационных примера

На данный момент реализовано лишь несколько проектов, напечатанных на 3D-принтере, в строительном секторе. Вот три самых многообещающих примера:

1. Офисное здание муниципалитета Дубай, ОАЭ

В декабре 2019 года компания Apis Cor, занимающаяся роботами для 3D-печати, объявила о завершении строительства крупнейшего в мире индивидуального здания, напечатанного на 3D-принтере.Офисный блок, построенный в ОАЭ, имеет высоту 9,5 метров и площадь 640 м2.

3D-принтер

Apis Cor перемещался по площадке под открытым небом с помощью крана, когда он строил различные части конструкции.

2. Офис будущего, ОАЭ

Еще одно впечатляющее здание, напечатанное на 3D-принтере в ОАЭ, «Офис будущего» — это уникальное сооружение, в котором в настоящее время (что вполне естественно) размещается Фонд будущего эмирата.

Сама печать для этого здания была сделана вне офиса, и все части были напечатаны за 17 дней.Рабочие смонтировали все здание всего за 48 часов.

3. 3D-печатные дома от WinSun, Китай

Китайская компания по 3D-печати WinSun также использует заводские 3D-принтеры для строительства человеческих жилищ. Фирма создала несколько проектов домов, в том числе небольшой многоквартирный дом. Пользователи дизайна могут быстро и дешево распечатать детали перед их установкой на месте.

Фирма считает, что печать одного из их пятиэтажных многоквартирных домов может стоить всего 161 000 долларов.

3D-печать в строительстве, безусловно, кажется захватывающим, но каковы преимущества этого подхода?

Как 3D-печатные проекты могут помочь строительным компаниям?

Сторонники 3D-печати домов и коммерческих офисов указывают на несколько преимуществ этого подхода:

В Великобритании почти треть отходов страны образуется в строительной отрасли. Хотя значительная часть этого приходится на снос, строительные площадки тоже расточительны. Обычно заказывают больше материалов, чем необходимо, что дорого и неэффективно.

Напротив, 3D-печать может сократить отходы почти до нуля. В 3D-принтере используется только материал, необходимый для печати конструкции — ни больше, ни меньше. Это может привести к огромной экономии.

Как и ИИ в строительстве, 3D-принтер может работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Это означает, что строительные проекты потенциально могут быть завершены намного быстрее, и можно избежать некоторых затрат на низкую квалифицированную рабочую силу.

Одной из самых привлекательных характеристик 3D-принтеров является их способность создавать сложные и необычные конструкции, в том числе «разовые».Поскольку 3D-принтеры работают путем наслоения материала, их можно запрограммировать на создание необычных форм, которые было бы намного сложнее построить с использованием традиционных методов.

За шумихой

Хотя 3D-печать, безусловно, является привлекательной концепцией, важно преодолеть некоторую шумиху. Скептики отмечают, что у технологии есть несколько ограничений:

Большинство строительных фирм работают с относительно низкой рентабельностью. Для повсеместного использования дизайнов 3D-печати потребуются огромные инвестиции.

• Будут ли клиенты рассматривать это как уловку?

3D-печатные дома, офисы, магазины или другие строения часто впечатляют. Но действительно ли большинство людей хотят жить или работать в одном доме? Многие люди остаются культурно привязанными к зданиям из кирпича. Другие технологии, такие как сборные дома, также привлекали внимание в прошлом, но не получили широкого распространения, несмотря на то, что зачастую они дешевле существующих норм.

• Трудности интеграции с другими компонентами

3D-принтеры умеют создавать уникальные и интересные проекты.Тем не менее, если вам нужно здание, которое включает в себя различные материалы или имеет различные элементы, которые не подходят для 3D-печати, будет сложно включить 3D-принтер в процесс строительства.

Как 3D-печать может сочетаться со строительством?

В настоящее время есть веские доказательства того, что 3D-печать заслуживает доверия и применима в строительном секторе, и вполне вероятно, что в ближайшие годы эта технология будет все больше и больше использоваться в отрасли.

Как долго эти машины будут использоваться на стройплощадке или останутся ли они в основном инструментом для изготовления заводских деталей, еще неизвестно. Но для правильного проекта кажется разумным ожидать, что 3D-принтеры присоединятся к арсеналу инструментов, доступных строителям.

О компании PlanRadar

PlanRadar была основана в 2013 году и предоставляет инновационные мобильные программные решения для строительства и недвижимости. Наше приложение доступно на всех устройствах iOS, Android и Windows и помогло более 7000 клиентов в более чем 44 странах оцифровать свой рабочий процесс.Узнайте больше о приложении здесь.

Как сборные конструкции и 3D-печать будущее Shape Construction

---

Взгляд изнутри на сборные конструкции

Чтобы изнутри взглянуть на то, как сборные конструкции и 3D-печать влияют на строительную отрасль, мы дали интервью Сэнди Анурасу, вице-президенту Технологии на блокабле.

Blokable работает над расширением доступа к качественному жилью за счет сборных конструкций.Компания производит блоки, которые могут быть сконфигурированы в различные конструкции в любом масштабе.

Для тех, кто плохо знаком с этой концепцией, как вы определяете сборное строительство?

Сборные конструкции относятся к различным типам конструкций, которые в основном возводятся за пределами строительной площадки и собираются на месте. Это относится ко всему, что не строится на палочках, на месте строительства, включая модульные дома, промышленные дома или передвижные дома. В Blokable мы предлагаем модульные здания со стальным каркасом, построенные на нашем заводе в Ванкувере, штат Вашингтон.

В чем вы видите преимущества сборного строительства по сравнению с традиционными методами?

Самым большим преимуществом строительства на заводе вне площадки является то, что вы можете распараллелить проект. Вместо того, чтобы ждать завершения фундамента, чтобы начать строительство каркаса, вы можете строить конструкцию по мере подготовки площадки. Затем, если все пойдет хорошо, как только подготовка площадки будет завершена, вы можете просто подкрутить почти готовую конструкцию. Сокращение времени на строительство снижает риски и стоимость строительных проектов.

Кроме того, внутренние конструкции защищают рабочих и материалы от неблагоприятных погодных условий, поэтому вы также снижаете риски своего проекта.

Наконец, в Blokable мы собрали команду экспертов по строительству, производству и дизайну. , и технологии для создания высококачественного и инновационного жилищного продукта. Уникальность нашего продукта заключается в том, что мы можем встроить в него некоторые интересные технические компоненты, такие как датчики и экраны, которые вы не смогли бы использовать ни в одном другом процессе.

Бывают ли ситуации, когда традиционное строительство оказывается лучшим вариантом, чем сборное?

Определенно есть случаи, когда конструкция из стержней является правильным выбором по сравнению с сборным решением. Например, если транспортные расходы перевешивают экономию или если на вашем объекте не может быть установлен кран / полугрузовик для доставки, вам может быть лучше выбрать традиционный подход.

В чем вы видите нишу Blokable в секторе сборного строительства?

Blokable стремится сделать качественное жилье доступным для всех.Мы хотим добиться этого, привнеся современные материалы и автоматизацию технологий в отрасль модульного строительства, чтобы мы могли снизить стоимость строительства для застройщиков. Видение нашей системы Blokable состоит в том, чтобы иметь гибкую, высококачественную строительную систему, которую разработчики и архитекторы могут использовать для достижения различных типологий строительства.

Какие строительные технологии / программное обеспечение вы все используете в Blokable?

Наши проектировщики-архитекторы используют Autodesk Revit и AutoCAD.Наши инженеры используют Solidworks. Наша технологическая команда разрабатывает проприетарное программное обеспечение под названием BlokSense, которое будет действовать как наша «операционная система» и упростит процесс заказа, производства и поддержки наших домов.

Каким вы видите будущее сборное строительство? Как вы думаете, как Blokable поможет сформировать это будущее?

Производительность строительной отрасли значительно отставала от экономики в целом, что привело к разрыву в производительности в 1,67 трлн долларов, согласно этому отчету McKinsey.Последствия этого разрыва очевидны с учетом жилищного кризиса и роста бездомности в США.

Необходимо внести множество изменений, и один из способов изменить этот разрыв в производительности — внедрить автоматизацию и современные материалы в процесс жилищного строительства. Я считаю, что технология, которую Blokable внедряет в процесс строительства, предоставит разработчикам недвижимости новый набор инструментов, чтобы они могли строить качественные проекты быстрее и с меньшим риском.

Считаете ли вы, что сборные конструкции со временем узурпируют традиционные методы? Если да, как вы думаете, сколько времени это займет?

Я верю, что в отрасли эти две методологии будут объединены, взяв лучшее из каждой, где это необходимо.Но я думаю, что мы еще не достигли критической точки, когда модульные / сборные дома стали стандартом де-факто для жилого проекта. Для того, чтобы наша отрасль достигла этого переломного момента, нам необходимо выполнять гораздо больше проектов вовремя, в рамках бюджета и с высоким качеством по всем направлениям. Прямо сейчас девелоперы ждут, когда модульный мир созреет и обеспечит стабильные результаты, прежде чем совершить рывок. Это отрасль, не склонная к риску, и изменения сопряжены с риском. Нам нужно изменить историю, поставив больше высококачественных построенных единиц на землю, чтобы «модульность = всегда меньше риска.”

Что вы думаете о 3D-печати для строительства? Как вы думаете, он улучшит сборные дома или будет конкурировать с ними?

3D-печать и сборное строительство определенно могут идти рука об руку. В Blokable мы используем 3D-принтеры, чтобы упростить цепочку поставок, сократить количество отходов и обеспечить гибкость в наших проектах. По мере того, как 3D-печать становится дешевле и распространяется на все разнообразие материалов, мы будем видеть намного больше компонентов, напечатанных на 3D-принтере, в жилищном строительстве, независимо от того, находится ли сам принтер на месте или на заводе.Apis Cor недавно напечатала на 3D-принтере все стены проекта из бетона за один день в России.

Какие еще лидеры отрасли, на которых вы положили глаз / думаете, делают крутые вещи?

Я ищу вдохновения за пределами строительной отрасли. Я ищу компании, которые изменили свои отрасли, перевернув ожидания с ног на голову, а также лидеров отрасли в производстве. Самыми простыми параллелями являются Tesla в отношении инновационных продуктов и Boeing в отношении эффективности производства.

Какие технологии, помимо сборных, по вашему мнению, будут определять строительную отрасль в будущем?

Я думаю, что для преодоления разрыва в производительности в строительстве потребуется упрощение инструментов коммуникационных технологий. Если бы мы могли упростить и даже автоматизировать процесс получения разрешений, прохождения проверок и общения в рамках различных дисциплин субподрядчиков, мы могли бы добиться многих успехов в отрасли.

---

В течение следующих нескольких недель в блоге Unearth будет продолжено исследование технологий строительства зданий в 2018 году и далее.Обязательно подпишитесь, чтобы быть в курсе последних статей, и дайте нам знать, что вы думаете, в комментариях!

Строительная 3D-печать — Технологические карты

Использование 3D-принтера для послойной печати строительных конструкций. Чтобы продемонстрировать технологию, исследователи и предприниматели размещают на месте печатные мосты из металла, бетона или полимера и целые здания из бетона или глины.

Строительство 3D-печать — это метод изготовления строительных элементов или целых зданий с помощью 3D-принтера, который печатает слой за слоем бетон, полимер, металл или другие материалы.Самый распространенный тип принтера основан на роботизированной руке, которая перемещается вперед и назад при выдавливании бетона. Другие методы 3D-печати включают порошковое связывание и аддитивную сварку. Порошковое связывание — это 3D-печать в емкости с порошком, слой за слоем отверждающий порошок для создания желаемого объекта. Аддитивная сварка была продемонстрирована на печати полномасштабного действующего металлического моста в Амстердаме.

Преимущества и проблемы

• Более быстрое строительство
• Снижение затрат на рабочую силу
• Меньше людей — безопаснее строительство
• Меньше использованного материала
• Новые конструкции возможны, поскольку 3D-принтер может создавать сложные поверхности
• Метод и полученные физические свойства печатных строительных элементов еще не признаны строительными стандартами

Примеры применения

За последние 5 лет несколько девелоперских проектов продемонстрировали возможность использования бетонных и строительных технологий 3D-печати для производства зданий.В 2014 году китайская WinSun стала пионером, построив несколько домов с использованием технологии 3D-печати для изготовления элементов за пределами предприятия. В 2017 году компания ApisCor первой в России напечатала весь дом на 3D-принтере. В 2019 году компания 3D Printhuset создала первый европейский дом на 3D-принтере в Копенгагене (The BOD), используя бетон и 3D-принтер с роботизированной рукой (3dprinthuset.dk).

Кроме того, компании экспериментировали с мостами для 3D-печати. В 2017 году группа Royal BAM и исследователи из TU Eindhoven установили первый в мире бетонный мост, напечатанный на 3D-принтере, в Нидерландах (nltimes.нл). В 2018 году компания MX3D завершила производство первого металлического моста, напечатанного на 3D-принтере, который сейчас проходит испытания в Амстердаме.

FreeFAB — это запатентованная технология, разработанная Laing O’Rourke, в которой воск используется в качестве формы для бетона. После этого воск плавится или измельчается, обнажая бетонную поверхность. Технология коммерчески используется в проекте Crossrail (freefab.com).

Технология может быть полезна при возведении конструкций из материалов, имеющихся на месте.В 2018 году WASP продемонстрировал дом, напечатанный на 3D-принтере, в котором в качестве строительного материала использовались пищевые отходы, такие как рисовая солома и шелуха, смешанные с глиняной землей. Эта технология может быть полезна в развивающихся странах и в районах стихийных бедствий. НАСА разрабатывает 3D-принтеры для использования на Марсе, используя доступные материалы для строительства (www.iflscience.com).

Стадия разработки

Крупные строительные компании, такие как Royal BAM, Boeygues Construction, Vinci, Skanska, сотрудничают с университетами или стартапами для дальнейшего развития этой технологии.

Воздействие строительства

Строительство 3D-печать повлияет на этапы строительства и проектирования, так как будут задействованы новые конструкции.

Подробнее

www.engineering.com/3DPrinting

www.3dnatives.com

www.designingbuildings.co.uk

3dprint.com

Технологии 3D-печати для крупномасштабных бетонных конструкций

Какова общая цель вашего проекта?
Целью этого проекта является разработка и создание доступного настраиваемого портального 3D-принтера для крупномасштабного строительства бетонных конструкций.При этом в рамках этого проекта будет разработана методология проектирования, которая обеспечит масштабируемость и дальнейшую настройку.

Какую серьезную задачу вы решаете?
Аддитивное производство может произвести революцию в строительной отрасли и гражданской инфраструктуре, обеспечивая быстрое и доступное строительство. Таким образом, этот исследовательский проект увязан с грандиозной задачей Национальной инженерной академии (NAE) по восстановлению и улучшению городской инфраструктуры, а также с видением будущего мира ASCE и грандиозными задачами ASCE.Первым шагом к пониманию производительности 3D-печатных конструкций является понимание самого процесса строительства. В отличие от 3D-принтеров небольшого размера, которые используются для прототипирования с использованием полимеров или металлов, 3D-принтеры для крупномасштабного структурного строительства дороги и допускают ограниченную настройку, что непреднамеренно препятствует дальнейшему развитию структурной 3D-печати. Наша цель — посредством междисциплинарных исследований разработать доступный настраиваемый 3D-принтер портального типа для крупномасштабных бетонных конструкций и сформулировать методологию проектирования, которая обеспечит масштабируемость и дальнейшую настройку.

Какую ключевую задачу пытается решить ваш проект?
Ограниченная доступность, доступность и возможность индивидуальной настройки технологий 3D-печати для крупномасштабного строительства (> 30 футов × 30 футов × 30 футов) препятствуют развитию инфраструктуры аддитивного производства. Наша цель — посредством междисциплинарных исследований разработать доступный настраиваемый 3D-принтер портального типа для крупномасштабных бетонных конструкций и сформулировать методологию проектирования, которая обеспечит масштабируемость и дальнейшую настройку.

Какое влияние на общество оказывает ваш проект?
Аддитивное производство может произвести революцию в строительной отрасли и строительной инженерии в целом, сделав строительство быстрым и доступным. Такой беспрецедентный потенциал может решить жилищные проблемы в слаборазвитых и развивающихся странах, а также нехватку жилья в общинах, пострадавших от стихийных бедствий, таких как ураганы, землетрясения и цунами. Восстановление сообществ, пострадавших от стихийных бедствий, также может быть значительно ускорено за счет быстрого строительства доступного жилья.

Наставники факультета: Доктор Петрос Сидерис

Инженерные специальности Целевые: CVEN, CSCE, MEEN, ECEN

Как 3D-печать в строительстве изменит мир

В среднем каменщик может положить около 300-500 кирпичей в день. При такой скорости традиционное строительство дома может занять от 4 до 12 месяцев. Это нормально, но по сравнению с растущей альтернативой, которая у нас есть, которая может печатать точные дома в течение 24 часов и с непревзойденной повторяемостью, она не может конкурировать.Добро пожаловать в строительную 3D-печать.

3D-печать в строительстве иногда называют 3DCP или LSAM (крупномасштабное аддитивное производство), с использованием 3D-печати для строительства всех видов конструкций, таких как дома и мосты.

Вместо пластика на стандартных 3D-принтерах FDM, эти огромные строительные 3D-принтеры печатают слои бетона на массивных роботизированных манипуляторах. Они используют методы FDM-стиля, накладывая бетонные слои (без кирпичей), чтобы создать весь каркас дома.

Они могут строить только стены дома и конструкции шасси, оставляя дом в виде каркаса с прямоугольными отверстиями для установки окон, после чего необходимо установить водопровод и другие системы. Однако для создания каркасов домов строительная 3D-печать предлагает непревзойденную автономность и скорость.

Цифровой пример того, как будущие строительные 3D-принтеры будут создавать здания.

Как работает процесс строительной 3D-печати?

3D модель дизайн

Прежде чем строить дом традиционным способом, вам необходимо получить разрешение на строительство, составить планы, получить их одобрение и согласовать планировку дома.

Для 3D-печати вам понадобится 3D-модель CAD или файл STL. Это все, что нужно вашему строительному 3D-принтеру для печати всего дома или другой конструкции.

Установлен 3D-принтер по бетону

Строительные 3D-принтеры печатают бетон и другие смеси для строительства домов. Их нужно смешать и подготовить, а также установить огромные домашние принтеры. На установку некоторых может уйти час, с огромными роботизированными руками и широкими рамами, способными выдержать их вес.

Строительная полиграфия

Когда бетонный 3D-принтер готов, он наносит материал по размерам, указанным в файле STL.После того, как один слой закончен, принтер поднимается на один слой и повторяет процесс, создавая все более высокие и более высокие конструкции, пока дом не будет закончен.

История 3D-печати в строительстве

Начало: теоретическое

Хотя массовое развитие было довольно новым, строительная 3D-печать теоретизировалась и разрабатывалась около 25 лет. Статья Джозефа Пенья 1997 года — «Исследовательское исследование твердой конструкции произвольной формы» — считается первой конструкционной техникой 3D-печати.

«Наносится тонкий слой песка с последующим нанесением узорчатого слоя цемента. Затем на слой наносится пар для быстрого отверждения ».

Pegna, 1997

Примерно в то же время Бехрок Хошневис из Института информационных наук Университета Южной Калифорнии запатентовал свою технологию экструзии керамики в 1995 году. Эта технология превратилась в Contour Crafting — технику с использованием огромных кранов для нанесения большого количества цемента.

Первоначально планировавшаяся как способ изготовления больших форм, серия стихийных бедствий убедила Хошневиса, что его технология может эффективно производить новые дома в районах, разрушенных землетрясениями и другими бедствиями.

В то время как Contour Crafting фокусируется на 3D-печати бетона на основе экструзии, аналогичной FDM, D-Shape вместо этого фокусируется на домостроении на основе струйной печати вяжущего. Эта технология связывает песок с помощью вяжущего вещества на основе морской воды и магния, создавая структуры, похожие на камень.Изобретенная Энрико Дини и впервые запатентованная в 2006 году, компания стремится печатать на 3D-принтере целые здания, уже напечатав самую высокую 3D-скульптуру в 2009 году — Radiolaria.

Строительный 3D-принтер

D-Shape расположен в огромной алюминиевой раме размером 6×6 м с 300 соплами в печатающей головке, каждая из которых впрыскивает цемент. Технологии струйной печати связующего материала D-Shape являются основной альтернативой предложениям компании Contour Crafting по экструзионной 3D-печати.

В 2008 году в Университете Лафборо в Великобритании начались эксперименты и исследования в области строительной 3D-печати и 3D-печати бетона.Под руководством Ричарда Басвелла и его коллег исследование перешло от портальной системы к роботизированной руке.

В то время как система гентри-манипулятора ранее использовала декартовы координаты XYZ для направления печатающего сопла, роботизированный манипулятор предлагает дополнительные степени свободы и точности. Кроме того, некоторые роботизированные манипуляторы можно программировать одновременно с другими строительными манипуляторами для 3D-печати, что ускоряет процесс строительства. В 2014 году лицензия на технологию была передана Skanska, пятой по величине строительной компании в мире.

2013: Строительная 3D-печать становится возможной

В 2013 году НАСА провело исследование, посвященное тестированию технологий 3D-печати Contour Crafting для создания лунных структур. В ходе исследования проверялось, могут ли они печатать с использованием материалов, обнаруженных на поверхности Луны, сводя к минимуму необходимость доставлять материалы с Земли и потенциально экономя миллиарды долларов. Полный раздел о строительной 3D-печати в космосе у нас есть далее в этой статье.

DUS Architects, голландская архитектурная фирма, впервые опубликовала планы 3D-печатного здания — 3D Canal House — в 2013 году.Сайт в Амстердаме был открыт для публики 1 марта 2014 года.

В 2014 году китайская строительная компания Winsun заявила, что напечатала на 3D-принтере десять домов за один день. Однако это спорная область строительной 3D-печати, поскольку основатель Contour Crafting Бехрок Хошневис утверждает, что эти усилия являются подделкой, и что они украли его технологию и нарушили его патенты.

Он и доктор Цзин Чжан (основатель Sprintray) в интервью утверждают, что заявления генерального директора Winsun о том, что он занимается строительной 3D-печатью более десяти лет, не соответствуют действительности, что г-н Ма, генеральный директор Winsun, едва понимал, что такое 3D-печать, когда они встретились. , и что они украли его технологии, печатают элементы домов за пределами объекта, транспортируют их на места, собирают их, а затем претендуют на дома 3D-печати.

Winsun опровергает эти утверждения, ставя под сомнение законность претензий о нарушении патентных прав, когда они построили конструкции, а Contour Crafting — нет. Они утверждают, что никто не видел их гигантский строительный 3D-принтер из соображений конфиденциальности и интеллектуальной собственности, и что доктору Хошневису запретили когда-либо просматривать технологию во время предыдущих обсуждений из-за корпоративных законов.

С тех пор

Winsun напечатала бетонные автобусные остановки на 3D-принтере, помогает Илону Маску с проектом Hyperloop и утверждает, что продала более 100 домов, напечатанных на 3D-принтере.Из бумаги, в которой подробно описывается история строительства и развития 3D-печати, Винсун, похоже, печатает за пределами офиса, говоря: «[Винсан] печатает смесь с добавленными отходами за пределами предприятия, на заводе, для транспортировки».

Одно из 10 зданий, которые Винсан утверждал для 3D-печати за один день.

Армия также заинтересовалась строительной 3D-печатью. Испытания проводились в 3D-печати временных казарм, бункеров и боевых позиций.

Первый напечатанный на 3D-принтере мост был построен в декабре 2016 года в парке Кастилия-Ла-Манча в Алькобенде, Мадрид, Испания.Построенный с использованием технологий 3DBUILD испанского конгломерата ACCIONA, мост протяженностью 12 метров, шириной 1,75 метра был напечатан из микроармированного бетона.

Среди других недавних интересных проектов в области аддитивного производства строительных материалов — печать первого дома в ЕС, напечатанного на 3D-принтере, в Милане, Италия. Дом, построенный в результате сотрудничества Arup и CLS Architetti, был напечатан за 48 часов и состоял из 35 модулей. Одной из основных задач проекта была разработка нового типа быстросохнущего бетона, который мог высохнуть до того, как следующий слой бетона будет напечатан на 3D-принтере.

• Более подробную информацию об этой сборке можно найти в нашем рейтинге самых крутых 3D-печатных домов.

Arup использовала домашний 3D-принтер компании CyBe Construction RC 3Dp. В настоящее время они продолжают оптимизацию процесса, разрабатывая переработанные бетонные смеси с натуральными волокнами, которые являются более экологичными, а также снижают затраты и позволяют закупать материалы на месте.

2017 г. и далее: Строительная 3D-печать становится вирусной

Российская компания по производству 3D-принтеров Apis Cor стала известной, построив целый дом за 24 часа еще в 2017 году.Видео стало вирусным, познакомив производителей аддитивных производств с людьми, которые даже не слышали о 3D-печати, и вывело Apis Cor на передний план в области 3D-печати. С тех пор Apis Cor сотрудничала с НАСА и побила рекорд самого большого в мире дома, напечатанного на 3D-принтере, — огромного здания в Дубае.

Через год после победы Apis Cor некоммерческий стартап New Story и 3D-домостроительный стартап ICON объединили усилия для 3D-печати дома в Техасе в марте 2018 года.Компактный и стоящий всего несколько тысяч долларов, это доказательство концепции позволило ICON инвестировать 44 миллиона долларов в реализацию своей технологии, и с тех пор они построили ряд доступных 3D-печатных домов в Мексике.

Некоммерческая организация New Story фокусируется на создании 3D-печатных домов для людей в развивающихся странах, строительство более 2200 домов для 11000 человек в таких странах, как Мексика, Сальвадор и Гаити.

Дальнейшие инновации: в августе 2020 года бельгийская строительная компания по 3D-печати Kamp C напечатала первый в истории многоэтажный дом, двухэтажный дом площадью 90 квадратных метров, который был напечатан на месте в одной части.Хотя на строительство этого здания потребовалось чуть менее трех недель, Kamp C считает, что это можно сократить до двух дней.

«Нашей целью было напечатать площадь пола, высоту и форму среднего современного дома в виде модели дома с многоцелевыми опциями. Это принцип кругового строительства. Здание можно использовать как дом, место для встреч, офис или выставочное пространство ».

Пит Вилеманс, архитектор Kamp C

Как строительная 3D-печать может изменить мир

• Быстрее — Корпус всего дома можно построить менее чем за день, оставив только мебель, электрические, сантехнические и другие системы.
• Дешевле — не требует квалифицированной рабочей силы, которая также используется там, где может быть нехватка рабочей силы, например в развивающемся мире. Тем не менее, рабочие по-прежнему должны настраивать принтер и контролировать его, так что это не исключает человеческого труда. Достаточно арендовать строительный 3D-принтер на несколько дней вместо того, чтобы платить месячную зарплату, что значительно снижает затраты.
• Более точная и без человеческих ошибок — обеспечивает более конструктивную конструкцию, устраняя возможность опасной сборки из-за «строителя-ковбоя».
• Лучше для окружающей среды — Около 32% всех свалок приходится на строительную отрасль, но, как известно, аддитивное производство почти не тратит впустую, что делает строительство домов более экологически чистым. Более того, компании исследуют более экологически чистые бетонные материалы для 3D-печати, такие как более энергоэффективные, биоразлагаемые и лучше изолирующие бетонные смеси.
• Создает дома для бездомных и в развивающихся странах — идеально подходит для тех, чьи дома были разрушены в результате стихийных бедствий.Строительная 3D-печать также может использоваться в сложных географических регионах и в ограниченных пространствах. Хорошим примером является дом, построенный в Нанте, Франция, который изгибается вокруг дерева, что позволяет более эффективно использовать пространство и делать домостроение более универсальным. В развивающемся мире, где может не хватать квалифицированных строителей для создания домов, строительные 3D-принтеры могут справиться с этим и быстро создавать базовые конструкции.
• Безопаснее — Ежегодно 400 000 американских рабочих получают серьезные или более серьезные травмы.Благодаря строительной 3D-печати риски значительно снижаются, поскольку рабочие не строят конструкцию физически.

Строительство 3D печать в космосе

Строительство 3D-печать была впервые предложена для строительства постоянных населенных пунктов на Марсе и Луне еще в 2013 году. Поскольку отправка чего-либо в космос стоит очень дорого, возможность 3D-печати конструкций для космонавтов, в которых будут жить, с использованием лунных материалов из местных источников, сэкономит миллиарды — возможно, даже триллионы.

Таким образом, Contour Crafting был протестирован еще в 2013 году с материалами, имитирующими луну. В случае успеха план НАСА будет заключаться в том, чтобы использовать 90% лунных материалов местного происхождения для строительства поселений, и только оставшиеся 10% нужно будет отправлять в ракетах, таких как надувные закрытые помещения, в которых будут жить астронавты.

3D-принтеры

D-Shape для струйной печати переплета также были протестированы в условиях невесомости, чтобы убедиться, что принтер может создавать эффективные живые структуры из местного лунного материала.

Строительный 3D-принтер, печатающий бетон на Луне. Источник: Autodesk Redshift.

НАСА само приняло участие в мероприятии NASA Centennial Challenge, завершившемся в 2019 году, и поставило перед людьми задачу построить 3D-печатные среды обитания для будущего исследования глубокого космоса. Конкурс присудил 2 миллиона долларов различным проектам на трех этапах.

Один из проектов, одобренных НАСА, метко названный архитектурной студией AI Space Factory’s Marsha Project, представлял собой высокий, но тонкий дом для четырех космонавтов, который можно построить из местных марсианских материалов, в том числе базальта.Его тонкость более эффективна против сурового ландшафта Мартена, что делает его более подходящим для межпланетных сред обитания, и в настоящее время ведется работа по созданию уменьшенного прототипа.

Дизайн проекта Марша AI Space Factory. Источник: https://www.aispacefactory.com/marsha

Будущее 3D-печати в строительстве

Construction 3D-принтеры со временем становятся только более мощными, быстрыми, надежными и универсальными, а новые достижения с каждым годом меняют ситуацию.Среди нововведений — новый строительный 3D-принтер COBOD BOD2 второго поколения, способный печатать 18 метров в минуту, что в три раза быстрее, чем исходный BOD.

Швейцарская международная химическая компания Sika утверждает, что освоила необходимые шаги для 3D-печати бетона в промышленных масштабах с помощью своих промышленных роботов. Этому способствуют разработки Sika в области материалов: ряд добавок к растворам, которые высыхают за секунды, поэтому дополнительные слои могут быть нанесены поверх без каких-либо вредных последствий.

По словам технического директора Sika Фрэнка Хёффлина, «цифровизация меняет все аспекты строительства и весь жизненный цикл здания, от процесса проектирования и автоматизированного строительства до технического обслуживания».

Однако, несмотря на то, что эта технология способна быстро и эффективно создавать силуэты домов, она не смогла достичь ничего подобного роскошной вилле, особняку или гостинице. Мы увидим, как строительство и бетонная 3D-печать будут развиваться в будущем, и сможет ли она решить растущий жилищный кризис в мире.

Construction 3D Laser | Системы лазерного сканирования Trimble

Легко фиксируйте существующие данные о состоянии для точного адаптивного планирования и проектирования строительства при повторном использовании и реконструкции.

Трехмерное лазерное сканирование превращается в технологию, которая находит широкое применение как при новом строительстве, так и при реконструкции, модернизации и дополнениях. Используя возможности вычислений больших данных, теперь вы можете разрезать облака точек для создания чертежей, преобразовывать облака точек в трехмерные масштабируемые диаграммы и даже отслеживать прогиб стали.Вы также можете сканировать пол на предмет уровня и вносить необходимые корректировки перед внутренним обрамлением.

BuildingPoint SouthEast: ваш единый источник для лазерных систем Trimble

Как авторизованный дистрибьютор Trimble, BuildingPoint SouthEast предоставляет вам полный доступ к лучшему оборудованию и программному обеспечению для 3D-сканирования в Северной Каролине, Южной Калифорнии, Джорджия, Вирджиния и Вашингтоне, округ Колумбия. Наша линейка лазерных 3D-сканеров Trimble позволит вам быстро собрать всю гео-пространственную информацию и использовать ее для создания 3D-моделей, чтобы облегчить проектирование или более эффективно координировать процесс строительства.

Наш инвентарь для 3D-сканирования Trimble включает:

• TX6 Laser Scanner : Этот доступный по цене лазерный сканер обеспечивает молниеносный сбор 3D-данных во всем диапазоне измерений. TX6 — идеальный выбор для таких приложений, как BIM / VDC, проекты консервации и восстановления, мониторинг деформации, производственные и производственные измерения, а также общественная безопасность и судебная экспертиза.
• TX8 Laser Scanner : Созданный для самых сложных BIM-приложений, TX8 сочетает в себе скорость, дальность и точность в одном гибком и простом в использовании устройстве для 3D-сканирования.Это идеальное решение для сканирования для таких приложений, как гражданское строительство, архитектура и дизайн, горнодобывающая промышленность, карьеры и многие другие.
• Программное обеспечение EdgeWise : Программное обеспечение Edgewise — это интуитивно понятный интеллектуальный инструмент моделирования и анализа, который можно легко адаптировать к уникальным требованиям сканирования каждого проекта. Используйте функцию Edgewise для увеличения скорости и точности для таких приложений, как извлечение трубопроводов и несущих балок.

  No related posts.