Новые технологии : как печатать дома. 3D принтере

3D печать активно работающие в различных секторах отрасли. Еще несколько лет назад печатные дома казались далекой перспективой, особенно в России. Однако уже в августе 2020 года было объявлено о создании о строительстве небольшой поселок с 12 домами под Ярославом.

Что такое аддитивные технологии

С внедрением новых технологий Появились также новые слова и выражения, которые не все понимают. Большинство из них заимствованы из английского языка. Добавление. технологии — В данном случае речь идет о том, что. Это означает создание слоя объекта в матрасе. Например, при традиционном строительстве стены панельного здания заливаются бетоном за один прием. 3D печати Стены наращиваются постепенно, и в матрасе есть слои. И опалубка не нужна, так как здание должно быть монолитным. строительстве .

3 Размеры. печати Впервые обсуждалось в 1980-х гг. 3D принтер появились в 1986 году. Знаковым в строительной отрасли стал 2014 год, когда китайская компания сообщила о строительстве 10 домов за 24 часа.

Российские разработки в строительстве принтеров Их появление не заставило себя долго ждать. Первые промышленные прототипы были готовы к концу 2015 года.

Устройство строительного 3D принтера , принцип работы

Стоит отметить, что аддитивные технологии и способы 3D печати Строительная индустрия была совсем другой. Она таила в себе лазеры, огневую обработку, стереолитографию и термоядерный синтез. В результате были созданы устройства принтеров тоже различны.

В строительстве Используются два типа печати :

• LDM-экструзия, аналогичная FDM, но без нагрева.
• 3DP или 3D печать покрытие сухой пылью. Этот метод похож на SLS (лазерное выжигание), но вместо лазера материал сваривается сварочным раствором.

Метод экструзии является наиболее распространенным. Подробнее. его помощью С его помощью можно создавать отдельные строительные блоки и возводить целые здания на строительной площадке; второй метод в основном используется для производства декоративных строительных блоков и малых архитектурных форм.

Печать осуществляется с помощью специальных печатных головок, оснащенных экструзионными шнеками и воронками для смеси. Специальные мелкозернистые смеси изготавливаются вручную или с помощью с помощью Специальная мелкозернистая смесь загоняется в воронку вручную или с помощью насоса и извлекается в слои на строительной площадке в соответствии с техническими условиями исследования. Так формируются отдельные части дома или стены.

Существует три основных типа строительства принтера :

• Мост с краном,
• Дельта-тип,
• Тип крана,
• Оператор.

Крановый мост. принтер

Наиболее перспективный тип сооружения. 3D принтера . Выглядит как подъемный кран, но вместо тросового крюка — балка с печатающей головкой, также называемая XYZ-принтером. при печати Перемещается по вертикали между тремя осями.

Для перемещения обычно используются шаговые двигатели. К ним относятся. принтеры Они помещаются под носовой частью устройства, поэтому можно печатать отдельные детали, малые строительные формы и небольшие здания в целом.

Простота и надежность конструкции и возможность возведения зданий непосредственно на месте строительства являются основными преимуществами этого оборудования. В то же время большие размеры и трудоемкий процесс сборки ограничивают возможности быстрого перемещения.

Три оси (дельта) принтер

Трехопорная конструкция. принтеров Похожа на мостовой кран. Его конструкция также основана на металлических балках. Однако он не движется по рельсам, а является устойчивым. Модификация печатающей головки также отличается. Воронка и принтер установлены на рычагах, которые образуют перевернутый штатив с телескопическими «ногами», закрепленными на рельсах. Это, однако, увеличивает мобильность печатающего устройства, печати .

Delta — небольшая рабочая папка. 3D принтера Ассортимент этого оборудования также значительно сокращается из-за трудоемкого процесса сборки.

Крановый принтер и манипулятор

Иногда печатный блок вместо того, чтобы позиционироваться, помещается в центр объекта. Как таковые. принтеры они выглядят как башни крановой конструкции. Поскольку рабочая зона этого оборудования ограничена радиусом действия стрелы, они обычно располагаются внутри здания. Однако они небольшие и легкие, что делает их удобными для транспортировки. Кроме того, они быстро устанавливаются и готовы к работе.

Операционные принтеры используют роботизированные руки для перемещения печатающей головки. Они более мобильны и гибки, чем оборудование кранового типа. Однако, из-за особенностей технологии, цены на них значительно выше.

Стоит отметить, что разработчики не останавливаются на стандартных решениях. Помимо создания непосредственно 3D принтеров оборудования, существуют для печати строительные конструкции, представляющие собой взаимозаменяемое оборудование. Например, одна французская компания оснастила кран-паук бетононасосным оборудованием, которое подает раствор к печатающей головке, закрепленной на конце стрелы. Таким образом, базовая машина выступает в роли крана или возводит внутреннюю бетонную стену.

Этапы 3D печати в строительстве

Применяя аддитивную технологию в строительстве Малые архитектурные формы, такие как урны, скамейки, мостики и ландшафтные схемы, изготовить невозможно, но дома построить можно. И это можно сделать двумя способами:

• Строить из напечатанных блоков,
• Печать дома на месте с помощью полевого 3D принтера .

Независимо от того, как вы построите свой дом по аддитивной технологии Первым шагом является составление плана здания. Однако ничего не изменилось по сравнению с традиционным методом строительства . Однако модель должна быть в электронном формате и в трех измерениях. Это относится не только к домам, но и к другим сооружениям.

Большинство аддитивных принтеров Они понимают распространенные формы графики, такие как AutoCAD, Компас 3D и ArchicAD, которые могут быть переведены на визуальный уровень для формирования рабочих карт. Поэтому нет необходимости использовать специальные программы.

После подготовки проекта основные отличия заключаются в следующем печати Элементы конструкции должны быть собраны на строительной площадке. Основное отличие заключается в том, что после сборки строительных элементов на строительной площадке их необходимо установить. принтером . Также, при печати Вводные трубы для коммуникаций и электропроводки могут быть установлены, пока оборудование находится на месте во время строительства на участке. При необходимости можно установить арматурные элементы.

Следующий шаг — установка оборудования и подготовка расходных материалов, особенно тонкого раствора. В качестве «чернил» строитель 3D принтер может использовать песчаный порошок, специально приготовленную смесь цемента или гипса. Рецепт приготовления раствора обычно определяется инструкцией к принтеру и/или предоставляется производителем.

Примечание: Категорически запрещается использовать 3D принтерах готовый бетон категорически запрещено. Во-первых, он содержит крупную фракцию, которая не проходит через сопло. Во-вторых, раствор пластичен и должен иметь меньшую скорость и меньшую деформацию, чтобы не растрескаться под давлением следующего слоя. В то же время он не должен затвердевать очень быстро, чтобы печатающая головка не интегрировалась.

После проведения подготовительных работ оператор приступает печать и строительный 3D принтер Начинает уплотнять раствор по заданному маршруту. Матрац создает внешние и внутренние стены здания или отдельные элементы. Оператор контролирует только процесс выдавливания и обеспечивает нанесение раствора. Все происходит как в песне. Нажмите на кнопку, чтобы получить результат.

При строительстве одноэтажных или двухэтажных коттеджей, с помощью аддитивной технологии В большинстве случаев пустое пространство между внутренней и наружной стенами заполняется утеплителем — теплоизоляцией. В случае зон землетрясений, когда необходим более жесткий каркас, в качестве армирующего и стабилизирующего состава используются печатные элементы, а внутренняя часть заполняется бетоном.

При печати Чтобы выполнить отдельные компоненты в лаборатории, конечный продукт необходимо высушить на воздухе или в сушильной камере для набора прочности. Однако это зависит от используемого раствора. Напечатанный дом высыхает в естественных условиях и сразу же готов к отделочным операциям.

По окончании печати Печатная головка должна быть снята из принтера и тщательно очистить.

Плюсы и минусы аддитивной технологии в строительстве

Применение аддитивной технологии при строительстве Кроме того, процесс печати может быть ускорен, что снижает затраты и уменьшает влияние человеческого фактора. Существуют также уникальные преимущества для строителей 3D печати стоит отнести:

• Возможность создания уникальных дизайнерских решений, например, гладких изогнутых стен
• Полости между внутренними и внешними стенами устраняют тепловые мосты (термомосты).
• Возможность размещения инженерных коммуникаций в стенах,
• Создание декоративных элементов с меньшими усилиями,
• меньшим количеством людей, чем при использовании традиционных методов. строительства .

Однако есть у аддитивных технологий и недостатки. В частности: этот метод касается строительства новых зданий, которые должны быть готовы с помощью 3D печати Фундаменты и горизонтальные плиты перекрытия не могут быть построены. И стоимость первоначальных инвестиций в оборудование значительно выше. Тем не менее, в ближайшем будущем эти технологии принесет значительные изменения в строительную отрасль. Особенно в строительстве коттеджных поселков и малоэтажных зданий.

Автор: Геннадий Петров.