Будущее строительства домов : 3D-печать и ее преимущества

Компьютерные технологии Все чаще используется. в строительстве … Методы, которые когда-то казались прекрасными, стали реальностью и получают все большее распространение. Одним из таких методов является печать домов 3D-принтеры, функции которых рассматриваются в этом обзоре.

Немного истории

Впервые 3D печать домов Первые системы трехмерной печати появились в 1980-х годах. Первая система для объемной печати была разработана профессором Хидео в Японии. Ученые использовали акриловые фотополимеры, которые созревали в сельской местности.

Чуть раньше американский исследователь Чарльз Хилл изобрел стереолитографию. технологии . В оригинальном методе масса излучалась лазером в ультрафиолетовой области спектра и застывала, в результате чего получалась пластиковая деталь. Формы изготавливались с подготовленными трехмерными рисунками.

Патент на технологию Он был подготовлен в 1986 году. Впоследствии были разработаны методы лазерного пожаротушения и созданы модели покрытий.

Особенности технологии при возведении строительных объектов

Технология трехмерной печати домов по чертежам, предполагающая нанесение слой за слоем специального состава. Обычно используется бетонная смесь на основе цемента. После затвердевания очередного слоя наносится следующий. Для достижения заданных свойств добавляются присадки.

Другой метод предполагает использование сухого порошка, после введения которого вводится жидкое упрочняющее вещество. Рисунки объектов разрабатываются в компьютерных программах для предварительного расчета рецептуры вспомогательных и дополнительных данных.

Смесь оснащается форсунками, которые перемещаются по заранее определенным путям, в зависимости от характеристик и свойств используемого оборудования.

Смесь загружается в специальные контейнеры, которые заканчиваются на соплах печатного оборудования. Смесь состоит из цемента, пластификаторов, наполнителей и других компонентов. Согласно разработанной конструкции, раствор выдавливается в головку устройства в необходимом количестве.

Состав смеси, используемый в данном случае, отличается от обычного традиционного бетона строительстве . В связи с особенностями оборудования используются чувствительные дисперсионные растворы. Производители оборудования обычно разрабатывают собственные составы для своего оборудования.

Преимущества и недостатки объемной печати в строительстве

3D печать домов Преимущества специального бетона характеризуются

Короткие сроки поставки без увеличения цены — конструкции высотой 6 метров могут быть напечатаны за несколько часов.
Возможность точного копирования стандартных конструкций, так как конструкции изготавливаются по готовым чертежам
Полная автоматизация. строительства Стоимость проекта низкая, а трудоемкость снижена, поскольку участие человека минимально — необходимость в ручном труде остается, но его доля очень мала с учетом общего объема — строителю необходимо заниматься корпусом, отделкой, украшением здания и установкой вспомогательного энергетического оборудования,
Низкая стоимость, сопоставимая с со строительством каркасного дома — по мере совершенствования технологий снижаются накладные расходы,
отсутствие необходимости возводить опалубку для бетонной смеси, которая очень быстро затвердевает.
Возможность быстрого возведения строительства Особо сложные формы — принтер подгоняет смесь в соответствии со схемой на чертеже
Точное следование планам — отклонения исключены, так как машина не допускает ошибок при укладке раствора
Экономия растет благодаря популярности технологии ;
удобством применения для строительства небольших объектов строительной формы.

Однако не следует недооценивать следующие недостатки технологии :

Невозможность нанесения на отдельные конструктивные элементы — крыши, облицовка фасадов и т.д,
Ограничения, касающиеся климатических условий — жилые объекты можно печатать при температуре наружного воздуха выше +15 градусов Цельсия.
Отсутствие опыта в строительстве многоэтажных комплексов — метод недостаточно развит для печати больших конструкций.
Поскольку первое строительство с использованием этого метода состоялось в 2013 году, нет достаточных данных, чтобы правильно оценить производительность и надежность изготовленных объектов,
Высокая стоимость используемого оборудования,
печатающее устройство должно быть установлено в определенной зоне и не может быть использовано вне этой зоны.

Дополнительные сложности при печати. домов 3D-принтеры в России из-за отсутствия стандартов, регулирующих их использование технологии . До сих пор не разработана соответствующая документация и не созданы единые стандарты, что ограничивает широкое применение этого метода.

Особенности устройства принтера

Установки, используемые для при технологии объемной печати жилых объектов, состоит из следующих конструктивных элементов

Печатающая головка (экструдер) — содержит систему дозирования подаваемого раствора — раствор нагревается и выдавливается на место в соответствии с координатами, отмеченными на чертеже.
Рабочая поверхность, служащая основанием для заливки формы — на строительном оборудовании это рабочая зона, где должно быть возведено здание — возможные действия оборудования ограничены этой зоной.
Линейные и шаговые двигатели для перемещения головки по траектории, определенной условиями проектирования,
Зажимы — это управляющие устройства, которые регистрируют точные координаты установки привода. Эти элементы определяют движение головки для нанесения раствора в заданную точку.

Конструктивная часть печатающей головки располагается на жесткой раме; для этого оборудования чаще всего используются файлы STL. Планирование и условия печати домов Для получения визуального представления о методе работы 3D-принтера можно воспользоваться видеодисплеем.

Для каких типов объектов используют технологию ?

Установки портального типа чаще всего используются для объемной печати. Строительный корень представляет собой U-образную раму, которая перемещается по всей площади здания. Соединяемые строительные блоки размещаются на верхней поперечной балке рамы. Это гарантирует, что укладка находится в правильном положении и движется горизонтально. Печатающая головка может опускаться и подниматься, определяя вертикальное положение.

Несколько иной принцип применяется к устройству Deltoid. В этом случае рама строится вокруг строительного объекта. Принтер размещен на тросе, как камера-паук, над футбольным полем. Такая компоновка не ограничивает возможности принтера перемещаться по сложным трехмерным трассам.

В роботизированных принтерах головка устанавливается на конце руки, которая крепится к вертикальной стойке с механизмом вращения. Перемещение принтера обеспечивается конструкцией удлиненной руки. Это оборудование позволяет строить объекты вокруг центральной оси.

В D-образной системе смесь отверждается другим способом. Это означает использование сухой пыли вместо пластичного раствора, который уплотняется после укладки. Для укрепления смеси специальные компоненты вводятся после нанесения покрытия и конденсации влаги.

Где применяют технологию ?

Технология склерозирования подходит для строительства малоэтажных локальных объектов. Этот метод можно использовать для быстрого и недорогого строительства специализированного жилья. После наводнений, землетрясений и других природных явлений особенно важно организовать государственную помощь семьям, потерявшим жилье в результате чрезвычайных обстоятельств.

Помимо зданий, этот метод может применяться для изготовления малых строительных форм для печати колонн, айсбергов и других изделий. Этот метод эффективен для строительства гаражей, сараев, лабораторий и других вспомогательных зданий, в том числе и в России.

Некоторые образцы напечатанных сооружений

Примеры 3D печати домов Тот факт, что этот метод получил право на существование в России, однозначно подтверждает, что он имеет право на существование. Некоторые примеры зданий, выполненных с использованием этого метода, приведены ниже.

Построенный ярославской компанией Amt Spezavia замок, напоминающий Винтерфелл из популярного сериала «Игра престолов», был построен для сотрудников службы безопасности по заказу цементного завода в Екатеринбурге. Эта инсталляция площадью 150 кв. футов была построена в 2015 году. Она была напечатана прямо на строительной площадке, с последующей достройкой, последующей доставкой и установкой,
дом В Ступино — эта инсталляция была создана компанией Aris Cor в Иркутске с использованием роботизированного принтера на центральной колонне. Для создания конструкции площадью 540 кв. куб. м потребовалось 62 ½ рабочих смены. футов конструкции,
жилые дома Winsun — это китайская компания, которая успешно производит частные инсталляции по стандартным проектам. Площадь каждой конструкции составляет 200 квадратных метров, такие сооружения стоят $4, 800-10 и были напечатаны за 10 дней в 2014 году. Элементы, собранные на строительной площадке после печати.

Объемная печать зданий. – технология Этот метод доказал свою конкурентоспособность. Это не тот метод, который должен остаться в далеком прошлом. будущему Технологии не так далеки, поскольку активно используются в современном обществе. А усовершенствованные методы создания деталей и увеличения масштаба печатных конструкций не заставляют себя долго ждать.