| Главная | Помощь | Контакты | Партнеры | Выставки | Обратная связь | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| © 20042023 Studio Kompas Ltd! | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
На площадке складываются детали. Принтер подключается к источнику питания, а него загружается сырье. И все – процесс пошел.
Вышеупомянутый профессор считает, что подобное станет реальностью в течение пяти лет.
03.2014Хочу дом на 3D-принтере! Пошаговая инструкция, как это сделать
Серийная 3D-печать зданий становится реальностью в быстро развивающейся строительной индустрии.
Сегодня мы расскажем о технологии и видах промышленных 3D-принтеров.
Технология
Принцип работы строительства при помощи 3D принтера заключается в экструзии (выдавливании) бетона, слой за слоем, по заданной трехмерной компьютерной модели. С помощью комплекса подготовки и подачи строительной смеси бетон смешивается с водой и другими добавками и закачивается в шланг. Шланг подсоединен к головке принтера. Под давлением насоса бетон подается к головке, смесь выходит из сопла и наносится на поверхность площадки или предыдущие напечатанные слои.
Типы строительных 3D-принтеров
Для постройки здания нужна готовая 3D-модель, быстротвердеющий бетон и строительная площадка, которую достаточно разровнять стандартной строительной техникой. Большинство из 3D-принтеров печатают по единому принципу — путем наслоения бетонной смеси, выдавливаемой из сопла экструдера. Есть исключения, такие как принтеры D-Shape, которые печатают наслоением порошкового материала с последующим связыванием по всей ширине установки.
Строительные 3D-принтеры разнообразны — это машины и с полярной схемой работы (вращающиеся 3D-принтеры), и дельта-принтеры, и основанные на роботах-манипуляторах. Пригодные сегодня к экструдированию бетонные смеси позволяют печатать элементы различной сложности и размера — от малых архитектурных форм, типа клумб и скамеек, до целых зданий, мостов и даже небоскребов. Потому и принтеры отличаются не только устройством, но и масштабами.
Различают несколько видов строительных принтеров:
XYZ-принтеры (портальные)
Оборудование представляет собой раму, по которой движется головка, по осям ХУ. Для подвески печатной головки обычно используется три портала. Порталы перемещаются с помощью шаговых двигателей, обеспечивающих наибольшую точность. Они предназначены для печати зданий по частям — в цеху; и для печати внутренних стен, при установке принтера внутри возводимого здания. Небольшие строения, полностью умещающиеся под аркой принтера, печатаются целиком за один раз.
Дельта
Принтеры типа «дельта», в отличие от портальных установок, не зависят от трехмерных направляющих и могут печатать более сложные фигуры. Здесь печатающая головка подвешивается на тонких рычагах, которые крепятся к вертикальным направляющим.
Роботы
Роботизированные принтеры-манипуляторы — робот или группа роботов типа промышленного манипулятора, оснащенных экструдерами и управляемых компьютером. Частный случай принтера-робота — 3D-принтер с полярной схемой работы, который находится внутри строящегося здания, обычно — в центре. Примеры таких роботов: гусеничный аппарат из MIT и робот российской компании Apis Cor.
D-Shape
Технические особенности делают из D-Shape отдельный класс строительных принтеров — он печатает не раствором, а сухим порошковым материалом, каждый слой которого укладывается на желаемую толщину и уплотняется, а затем пропитывается связующим веществом из сопел принтера.
Завершенная деталь очищается от лишнего сырья.
Строительные смеси
Основным материалом для печати является бетон.
Бетон для строительной печати должен подходить для экструзии через печатающую головку. Это не так просто, как может показаться на первый взгляд. Сложность в том, что бетон должен укладываться правильными ровными слоями, не растекаясь, и схватываться достаточно быстро для сохранения формы, но не слишком быстро — накладываемые слои должны оставаться химически активными, чтобы образовывать единую структуру в месте соприкосновения. Снижение скорости схватывания важно и для сохранения работоспособности оборудования — сопло не должно забиваться затвердевающим бетоном.
Для печати используют мелкозернистые смеси, которые отличаются от традиционного бетона. Каждая компания разрабатывает свою рецептуру, которая соответствует устройству принтера и его сопла, а также специфике целевых изделий. Самые важные параметры бетона для 3D-принтера — это прочность, скорость набора прочности, пластичность.
Необходимая прочность бетона подбирается регулированием состава смеси — количества цемента и качества заполнителей, а также добавками пластификаторов. Пластифицирующие вещества значительно увеличивают подвижность смеси и уменьшают водоцементное отношение, что повышает прочность бетона.
Хотите узнать больше? Приходите к нам на занятия по 3D моделированию! Мы научим не только создавать виртуальные модели домов, но и покажем, как их печатать. Вся информация по телефону +7 (900) 029-50-10.
Автор: Еграшкин Никита Алексеевич
Двухэтажный дом поднимает планку для домов, напечатанных на 3D-принтере: NPR
Двухэтажный дом поднимает планку для домов, напечатанных на 3D-принтере Команда дизайнеров и инженеров строит первый в своем роде дом Дом, напечатанный на 3D-принтере. Они думают об этом как о пилотном проекте по строительству более дешевых многоквартирных домов с хорошей планировкой.
Технологии
Хьюстон получает то, что считается первым в стране двухэтажным домом, напечатанным на 3D-принтере. Энтони Ву/Ханна скрыть заголовок
переключить заголовок
Энтони Ву/Ханна
В Хьюстоне появится первый в стране двухэтажный дом, напечатанный на 3D-принтере.
Энтони Ву/Ханна
3D-печать выводит жилищное строительство на новый уровень. В Хьюстоне гигантский принтер строит, по словам дизайнеров, первый в США двухэтажный дом, напечатанный на 3D-принтере. вместе с немногочисленной рабочей силой на месте, чтобы создать дом площадью 4000 квадратных футов.
Хотя строительная 3D-печать существует уже более десяти лет, эта технология только начала осваивать рынок жилищного строительства США за последние пару лет, сказал Лесли Лок, архитектурный дизайнер проекта. Несколько домов, напечатанных на 3D-принтере, уже построены или в настоящее время находятся в разработке в нескольких штатах.
Лок, соучредитель дизайнерской фирмы Hannah, говорит, что ее команда стремится в конечном итоге масштабировать свои проекты, чтобы иметь возможность эффективно печатать многоквартирные дома на 3D-принтере.
«Этот проект в Хьюстоне — шаг к этому, ведь это довольно большой дом на одну семью», — сказала она.
Макет двухэтажного дома, созданный дизайнерским бюро Hannah. Ханна скрыть заголовок
переключить заголовок
Ханна
Макет двухэтажного дома, созданный конструкторским бюро Hannah.
Ханна
Дом с тремя спальнями является результатом двухлетнего сотрудничества Hannah, немецкой компании Peri 3D Construction, и инженерно-строительной компании Cive из Хьюстона.
Сторонники этой технологии говорят, что 3D-печать может решить ряд строительных проблем, включая нехватку рабочей силы и строительство более устойчивых домов перед лицом стихийных бедствий.
Работая над домом в Хьюстоне, команда довела промышленный принтер до предела своих возможностей, чтобы понять, как можно оптимизировать технологию, стремясь быстро строить экономичные и хорошо спроектированные дома.
«В будущем он должен быть быстрым и простым, чтобы конкурировать с другими строительными технологиями», — сказал Хикмат Зербе, руководитель отдела проектирования конструкций Cive.
Тем не менее, время не имеет значения для этого нового проекта. Зербе называет двухэтажный дом «большой лабораторией», где коллеги будут изучать возможности технологии в жилищном строительстве.
«Мы не пытаемся опередить время», сказал Зербе. «Это тематическое исследование. Мы изучаем возможности машины, изучаем реакцию материала на различные погодные условия. Мы учимся оптимизировать скорость печати», — сказал он. «Когда этот проект будет завершен, у нас должно быть очень хорошее представление о том, как действовать в будущем».
После начала строительства в июле процесс печати почти наполовину завершен, говорит он.
Дизайн проекта подвергает испытанию автоматизированное строительство со сложными функциями, такими как встроенные стеллажи. Энтони Ву/Ханна скрыть заголовок
переключить заголовок
Энтони Ву/Ханна
Дизайн проекта подвергает испытанию автоматизированную конструкцию со сложными функциями, такими как встроенные стеллажи.
Энтони Ву/Ханна
Бетон лучше противостоит сильным ветрам и штормам, но это более дорогой строительный материал по сравнению, скажем, с деревом. Хотя в долгосрочной перспективе прочный и не требующий особого ухода материал может сэкономить деньги, говорит Зербе, его подготовка и установка являются дорогостоящими и трудоемкими. Но как только технология 3D-печати улучшится, говорит он, строители могут достичь точки, когда такое строительство будет дешевле, чем жилье без печати.
Что касается дизайна, Лок видит возможность однажды предложить индивидуальные функции в массовом масштабе без чрезмерных трудозатрат. Например, она использовала 3D-печать для создания уникальных встроенных полок для различных жилых помещений в доме в Хьюстоне.
«Принтеру все равно, напечатаете ли вы один и тот же стул 100 раз или вы напечатаете 100 разных стульев», — сказала она. «Это открывает возможность того, как мы можем предложить пользователям индивидуальный дизайн, будь то дом на одну семью или многоквартирный дом или квартира».
Сообщение спонсора
Стать спонсором NPR
Надежды на доступное жилье строятся вокруг 3D-печатных домов
Чтобы получить рекомендации и многое другое, подпишитесь на еженедельную рассылку «Сделай меня умнее» и узнайте, что происходит в сфере технологий, экономики и культуры, прежде чем отправиться на выходные.
Чтобы сделать жилье в США более доступным, нам нужно его больше. Миллионы дополнительных единиц, по большинству оценок.
Эта нехватка жилья имеет ряд сложных причин, но высокая стоимость строительства, которая выросла еще больше из-за вызванных пандемией ограничений на рабочую силу и предложение, определенно не помогает.
Идея из мира технологий может сделать процесс строительства более эффективным: 3D-печать. Стартапы экспериментировали с этой технологией в крупномасштабном строительстве, и теперь есть стремление сделать ее основной.
Меган Маккарти Карино из Marketplace поговорила с журналисткой Рэйчел Монро, которая подробно рассмотрела эту тему в выпуске The New Yorker за эту неделю.
Ниже приводится отредактированная стенограмма их разговора.
Рэйчел Монро: В основном мы говорим о принтерах, из которых состоит оболочка здания. Итак, стеновая система, обычно использующая, например, бетонную смесь, которая поступает из сопла и, по сути, печатает дом слой за слоем снизу вверх.
Меган Маккарти Карино: Это вообще печатается на сайте? Как выглядит реальный принтер? Вы сказали, что это сопло?
Монро: Это сопло, установленное на козловом кране. Итак, что вы делаете, так это то, что у вас есть своего рода три части — у вас есть система программного обеспечения, которая как бы подает план на принтер, который как бы следует плану, установленному программным обеспечением. И, по сути, причудливая бетонная смесь, которая смешивает материал и подает его в принтер, который просто отслеживает контур любого здания, которое вы надеетесь напечатать.
Маккарти Карино: Верно, а материал для печати представляет собой смесь разных вещей?
Монро: Да, это хороший способ выразить это.
Он должен иметь такой сложный баланс, он должен быть достаточно жидким, чтобы проходить через машину, верно? Но тогда он также должен настроить быстро. Таким образом, к тому времени, когда головка принтера, это сопло, возвращается в исходное положение, оно уже достаточно затвердело, чтобы принять следующий слой, верно? Поэтому его обычно используют в виде бетона или цементной смеси. С точки зрения непрофессионала, он просто выглядит как бетон, но в нем есть куча добавок, чтобы сделать его именно таким, каким он должен быть.
McCarty Carino: Итак, вы описали строительный стартап Icon из Остина [Техас], который использует эту технологию. Какова их подача?
Монро: Я думаю, что преимущества стали очевидны во время пандемии, когда у нас были серьезные проблемы с цепочками поставок, а также нехватка рабочей силы. Это было похоже на постоянную проблему в строительной отрасли. 3D-печать — это идеальный способ строить дома быстрее с меньшими трудозатратами и меньшими отходами, а сами дома в идеале более устойчивы, более энергоэффективны и дешевле.
Но что интересно, прямо сейчас происходит то, что Icon печатает целый район из примерно 100 домов. На данный момент мы как будто видим, хорошо, можно ли это сделать мейнстримом?
McCarty Carino: И они определенно сформулировали свою миссию в духе технологической утопии, верно?
Монро: Ага. Это венчурная компания. И поэтому вы получаете всю эту риторику, меняющую мир. Вы знаете: «Мы собираемся печатать дома миллионами. Это произведет революцию в искусственной среде». Много действительно головокружительных разговоров.
McCarty Carino: И вам действительно нужно провести ночь в одном из этих тестовых домов, напечатанных на 3D-принтере. Как это было? Как это выглядело? Каково это было?
Монро: Ага. Так что это был не один из домов, которые печатаются в этом проекте. Это что-то вроде причудливого дома, который Icon напечатал в качестве аргумента в пользу 3D-печатной архитектуры, из которой можно сделать роскошный дом.
И я имею в виду, должен сказать, это было мило. Это был какой-то странный опыт. Сам дом имеет очень специфическую архитектуру. Они хотели дом, который можно было только напечатать, верно? И поэтому печатникам легче делать кривые, чем прямые линии, так что это было очень извилистое здание. И стены 3D-печатного дома имели такую ребристую текстуру из-за тех слоев, о которых я говорил. Так что было интересно побывать там. Думаю, я ожидал, что дом, напечатанный из бетона, ну знаете, сделанный роботом, будет холодным и точным, но он оказался уютнее, чем я ожидал.
McCarty Carino: Является ли такой подход к типографии хоть сколько-нибудь масштабируемым?
Монро: Знаешь, обещания, которые любит давать Icon, по-настоящему волнуют и волнуют. Но если вы посмотрите, где мы на самом деле, у нас есть годичный процесс, чтобы напечатать эти 100 домов. И я думаю, что, по оценкам федерального правительства, нехватка жилья только в Соединенных Штатах составляет, знаете ли, около 4 миллионов домов, верно? Так что, если он немного лучше, немного быстрее, немного более устойчив, это все хорошо.
Но проблема, которая у нас есть, настолько серьезнее, что ее нельзя решить с помощью захватывающих новых технологий.
McCarty Carino: И насколько дорого или дешево распечатать дом? Я имею в виду, на данный момент это действительно экономит деньги?
Монро: Это действительно сложно и трудно получить конкретные цифры, простите за каламбур, но лучшее, что я могу уловить, это то, что дома, которые они печатают, вы знаете, которые варьируются от довольно простых структур до некоммерческие организации, которые размещают бездомных людей, эти роскошные дома, такие стандартные загородные дома, [они], как правило, на данный момент стоят примерно на 10% дешевле. Так вы понимаете, это экономия. Это не революционная экономия. Идея состоит в том, что эта экономия будет больше, когда технология будет развиваться.
McCarty Carino: Существуют ли особые виды использования этой технологии, которые кажутся особенно многообещающими? Вы упомянули несколько различных применений.
Возможно, есть крошечные домашние лагеря для бездомных. Это, знаете ли, что-то, что может быть действительно полезно для вспомогательных жилых единиц? Или мы говорим о многоквартирных домах?
Monroe: На данный момент он в основном используется для печати домов на одну семью. И это, как правило, то, для чего он лучше всего подходит. Трудно делать несколько историй, верно? Так что это не здорово, если вы думаете о радикально плотной застроенной среде. 3D-печать, по крайней мере, в том виде, в каком она существует сейчас, нас туда не приведет. Но для небольших структур, и особенно это наиболее эффективно, когда вы пытаетесь напечатать несколько вещей в одной и той же общей области. И самое интересное и отличное от других, например, модульных сборных строительных решений, заключается в том, что каждое из них может быть другим. Поскольку это всего лишь программное обеспечение, распечатать любой дизайн так же просто. Так что у вас нет этой штуки, когда каждый дом выглядит совершенно одинаково.
Вы можете иметь некоторую изменчивость там.
Маккарти Карино: Думаю, главный вопрос здесь в том, решит ли это правильную проблему на рынке жилья? Я имею в виду, есть ли технологическое решение кризиса доступного жилья?
Монро: Да, у меня была очень интересная беседа с экспертом по жилищному строительству, который, я думаю, сделал важное замечание: люди продолжают придумывать технологические решения принципиально политической проблемы, которая должна как быть, знаете ли, с зонированием, и где мы создадим эти избыточные мощности, которые нам действительно нужны? И знаете, в некотором смысле технология действительно заманчива в качестве решения, потому что она помогает нам как бы представить, что мы можем найти инновационный выход из этой проблемы, не отказываясь ни от чего. К сожалению, я не думаю, что это так сработает.
Если вы хотите на самом деле увидеть, как работает этот процесс 3D-печати, посмотрите это видео от Art Insider на строительной площадке другой компании под названием Alquist.