Распечатать дом: 3D-принтер для строительства — будущее или хайп ?

Трехмерная печать — одна из самых горячих технологий меняющегося века. Первые примитивные 3D-принтеры появились в конце 1980-х годов, но только за последние 10-15 лет они стали более совершенными (и дешевыми), чтобы стать широко доступными.

Сегодня технология используется для печати всего — от пластиковых игрушек и моделей до ракет и композитных частей органов. Не избежала этого и строительная отрасль. Десятки компаний активно разрабатывают 3D-принтеры. для строительства Десятки компаний активно разрабатывают трехмерные принтеры, некоторые из них уже внедрили их с большим успехом. Причем не только для сооружения ледяных и других уличных украшений, но и для строительства домов.

Узнайте, что такое принтер трехмерных конструкций. — будущее , которое наступило Или ажиотажная технология, которая остается только для специализированных проектов, когда интерес к ней падает.

Что такое 3D-принтер для строительства домов и как он работает

3Д-принтер для строительства Не так уж сильно отличается от бытовых приборов, используемых детьми для печати пластмассовых игрушек. Однако есть три основных отличия. Это размер, расходные материалы и, конечно же, цена.

По сути, промышленные 3D-принтеры для строительства бытовые — это станки с ЧПУ. Вместо того чтобы сверлить отверстия или резать металл лазером, по заданному маршруту наносится лишь тонкий слой расходных материалов. Затем добавляется еще один слой, потом еще один, потом еще. пока принтер не «напечатает» трехмерную модель на матрасе, который загружается в память матраса.

Для этого в программе CAD создается трехмерная модель, например, садовой скамейки. Затем она «нарезается» на тонкие слои, которые отправляются на «печать» один за другим — снизу вверх.

В результате получается структура, похожая на слой. Только с внутренней стороны остается большое полое пространство.

Способы строительства домов с помощью 3D-принтера

Принципы работы домашних 3D-принтеров для строительства В домашних условиях он всегда одинаков:

• Нанести тонкий слой,
• высыхает или набирает прочность.
• Наносится следующий слой,
• например, по кругу.

Однако способ нанесения и состав этого мата отличается как и конструкция принтера, и, соответственно, отдельно и ниже.

Итак, при строительстве В трехмерных принтерах расходные материалы обычно наносятся одним из трех способов. Экструзия, нанесение пылевого покрытия или моделирование нескольких пусковых устройств.

Экструзия.

В этом случае готовая смесь извлекается из воронки через специальную печатающую головку, которая может двигаться на трех уровнях. самый распространенный метод «печати» на трехмерных структурных принтерах.

Пылевой метод

Двухэтапная технология 3D-печати: сначала наносится порошковая структурная смесь, затем специальный клей. При этом получается более однородная поверхность стенки. Кроме того, пылевой метод лучше всего адаптирован к полевым условиям. В частности, отсутствует риск затвердевания раствора сопла в случае неисправности.

Технология очень редкая, как 3D-принтеры для строительства Строительные принтеры сложнее экструзионных систем.

Моделирование нескольких пусковых установок

Очень редкий метод 3D-печати, используемый всего для нескольких устройств. Этот метод очень похож на традиционную печать чернилами. Существуют сотни сопел, которые сжимаются строительным союзом. Тележка, к которой крепятся сопла, медленно перемещается, создавая желаемый дизайн.

Главное преимущество таких устройств — скорость, которая в несколько или десятки раз выше, чем у экструзионных принтеров.

На самом деле, способов печати на строительных 3D-принтерах гораздо больше. Ведь они предназначены не только для создания конструкций домов и декоративных элементов, для строительства мостов и других сложных металлических конструкций. Но такие машины не являются темой данной статьи — нас интересуют частные дома.

Чем печатаем: строительные смеси

Большинство 3D-принтеров для строительства В 3D-принтерах используется модифицированный бетон. Но не обычный, а специальный: со специальными добавками, пластификаторами и часто с армирующими элементами. В результате получается пластичная смесь с высокой степенью однородности, которая при этом быстро затвердевает и приобретает прочность.

3D-принтеры для бетона от разных производителей. для строительства в быту используют разные смеси. Это связано с тем, что разработчик оборудования подбирает состав структурной смеси, сопло не забивается и не прилипает к нему и выходит масса прозрачной и однородной без образования пузырьков или других дефектов. Это также влияет на смешивание, тем более что и состав, и насадка зависят от производителя.

Вторым по популярности видом строительных растворов являются различные смеси на основе глины. Их используют по двум причинам. Во-первых, они считаются более экологичными, а во-вторых, они более доступны по цене.

Строится ли дом в городе или рядом с ним, это не имеет особого значения. Однако использование бетонных смесей существенно ограничивает применение 3D-принтеров в строительстве Это связано с тем, что здания, расположенные вдали от крупных городов, должны перевозить тонны расходных материалов вместе с оборудованием. Это, мягко говоря, неудобно и приводит к дополнительным расходам. Само собой разумеется, что смешивание бетонного раствора для большинства строительных 3D-принтеров может осуществляться только на заводе или в лаборатории, а не на стройплощадке.

Глиняная «печать» практически решает эту проблему — в этом случае необходимо иметь при себе только модификатор. Это делает возможным, например, следующее строительство размещение 3D-принтера в отдаленных районах России.

Помимо глины, для печати используется смесь почвы, золы и соломы. Это позволяет фактически строить дома из мусора или предметов, найденных на месте.

Менее распространенные строительные 3D-принтеры. Работают с перевернутыми технологиями и приложениями. для строительства Дома с изоляцией из пенополиуретана. Это означает, что 3D-принтер печатает не стены, а изоляционный слой поверх них. Устройство останавливается через каждые 1-1,5 м, и бетонная смесь заливается на стену, используя изоляцию в качестве устойчивой опалубки.

Такие строительные 3D-принтеры особенно актуальны в России, поскольку они могут мгновенно решить проблему утепления домов. А из всех изоляционных материалов, используемых в частном строительстве утеплении, пенополиуретан является наиболее эффективным.

Виды строительных 3Д-принтеров

Существует четыре основных типа строительных 3D-принтеров

1. Порталы. Такие 3D-принтеры состоят как минимум из двух вертикальных стоек и двух горизонтальных направляющих между ними. По полученной раме скользит каретка с закрепленным на ней экструдером. Это очень надежная конструкция, но ее можно использовать только для «печати» объектов, которые помещаются в рамку.

1. Циркулярный. Конструкция таких 3D-принтеров такова, для строительства Строительные 3D-принтеры предназначены для больших домов и зданий вдали от городов; они состоят из тележки, установленной на основании, которое может вращаться на 360°.

1. В комплект входит оператор. Это простая роботизированная «рука», модифицированная для 3D-печати. Это самая сложная в управлении, но и самая гибкая модель.

1. Дельта-модель. В этом случае экструдер подвешен на трех кронштейнах, прикрепленных к стойке. В результате его положение определяется положением рычагов.

При строительстве В небольших 3D-принтерах обычно используются портальные модели, реже — круговые. Устройства типа дельта подходят для больших или высоких домов, в то время как манипуляторы больше подходят для создания небольших деталей, где важно точное позиционирование экструдера.

Плюсы и минусы строительства с помощью 3D-принтера

Использование 3D-принтеров в строительстве — Новая, но очень перспективная технология. ‘Напечатанные’ дома:

1. Коробки» стоят тысячи долларов.
2. Они могут быть построены быстро — небольшие дома готовы в течение одного дня.
3. Прочность почти монолитная.
4. Они могут принимать практически любую форму — фантазия архитектора ограничена только прочностью конструкции.
5. Как на картинке — каждый ЧПУ работает с большой точностью, а дверные и оконные проемы имеют будут точно такой же ширины, как и работа.

Однако 3D-печать — это далеко не волшебная палочка. У этой технологии есть много недостатков, один из которых заключается в том, что она делает невозможным строительство 3D-принтеры в России. И не только в России.

Этот недостаток — стандартизация. Во многих странах мира технология и требования к строительству сооружений строго стандартизированы. И Россия — один из таких чемпионов. Когда-то великая Заха Хадид была вынуждена изменить свою работу над башней «Доминион» в Москве, потому что расширение бетонной плиты не соответствовало нормам. Возможность заказать дом, построенный не в России, а напечатанный на трехмерном строительном принтере, — вопрос риторический.

Важны и другие недостатки.

• Очень дорогое оборудование,
• Отделочные и другие внутренние работы, включая монтаж инженерных коммуникаций, по-прежнему приходится выполнять по традиционной технологии.
• Требуются очень специализированные работники по контролю качества,
• Определенный внешний вид не всем по душе.

Подведем итоги

Технология 3D-печати в строительстве — Инновационно и современно, но пока имеет мало общего с практикой. Потенциально это невероятно дешевый способ строительства домов всех форм и размеров, но они не являются футуристическими. На самом деле, эта технология пока мало внедрена в жизнь. Это связано с тем, что даже покупка принтера для трехмерного строительства — это большие инвестиции. А тот факт, что эта технология не относится к нормативным документам, делает практически невозможным размещение таких зданий.