Строительная 3D-печать в ожидании прорыва / Хабр

Технология 3D-печати зародилась еще в 80-х годах 20-го века, а вот строительная 3D-печать появилась гораздо позже.  Первые строительные проекты с использованием этой технологии появились только в 2014 году. Речь идет, прежде всего, о так называемых малых архитектурных формах (скамейки, клумбы, заборы). О постройке домов еще и не мечтали. Но уже в 2015 году российский стартап Apis Cor произвел фурор — напечатал целый дом в Подмосковье. С тех пор периодически появляются новости о новых 3D-печатных домах. Однако несмотря на то, что технология показала себя очень перспективной с точки зрения скорости возведения жилья и снижения стоимости строительства, никакого массового внедрения не последовало.

Строительство – это мировой рынок номер один. И, если в сфере многоэтажного строительства внедряется много технологических инноваций, то в сфере малоэтажного мало что изменилось за последние десятилетия. За последние 30 лет появился доступный интернет, мобильные телефоны, мобильный интернет, робототехника поднялась на новый уровень и т. д., но, попав на стройку дома, вы вряд ли обнаружите много технологических новинок. Автоматизация практически отсутствует, а ручной труд превалирует. 2020 год стал испытанием на прочность для всего мира, а также привел к высочайшему уровню инфляции, которая, в первую очередь, ударила по строительному рынку, произошло драматическое изменение цен на металлы, цемент, древесину и многое другое.

Этот интернет-мем наглядно показывает, что произошло со стоимостью стройматериалов всего лишь за год. И процесс еще идет. Одновременно происходит серьезное удорожание стоимости рабочей силы, и наблюдается ее острый дефицит. Все это приводит к резкому удорожанию стоимости строительства домов. Как бы странно не звучало, но статистика показывает, что рост автоматизации происходит не тогда, когда всё хорошо, а именно в кризисных ситуациях, во время обострения конкуренции, снижении спроса и необходимости срочно искать новые технологии для повышения эффективности производства. Так случилось и в этот раз, и после некоторого прозябания строительная 3D-печать получила новый импульс развития.

Готовясь к написанию статьи, я обратился к основателю компании Arkon — Борису Козлову. Компания Arkon была создана в 2020 году и занимается производством строительных 3D-принтеров, причем как цехового типа для создания префабов (сборных домов), так и портального, способного напечатать двухэтажный дом. Я задал Борису ключевой, на мой взгляд, вопрос:

— Строительная 3D-печать возникла в 2014 году, но за 7-8 лет не последовало никакого массового внедрения этой технологии. Как Вы считаете, почему это произошло, и почему именно сейчас наблюдается всплеск новых проектов?

— Мне кажется, что причина в эффекте «снежного кома». Технология должна была созреть, дорасти от гипотезы до пилотного внедрения и, наконец, до начала коммерциализации и масштабирования (то, что происходит сейчас).  Кроме того, надо учитывать, что строительство — одна из самых консервативных отраслей промышленности, где, в отличие даже от авиации и автопрома, до сих пор крайне низкое внедрение цифровых решений и автоматизации в области именно процесса производства — самой стройки. Немаловажную роль играет и вопрос нормирования и сертификации — этот процесс долгий и создает дополнительный лаг. 

В 2014 – 2016 гг. появились первые образцы строительных 3D-принтеров и прототипы напечатанных зданий. Проверялись концепции различных форм-факторов строительных 3D-принтеров и типов материалов печати. 

В 2017 – 2018 гг. в мире были осуществлены первые заметные инвестиции в ряд стартапов по строительной 3D-печати. Далее, к 2020 г. эти инвестиции «прокрутились» в виде достижения определенного уровня зрелости технологии — появились первые коммерческие продукты (3D-принтеры и дома). 

Наконец, в 2020 – 2022 гг. стало понятно, что гипотезы эффективности строительной 3D-печати оправдываются (дешевле, быстрее, экологичнее), и в отрасль начались крупные вложения. Яркий пример: инвестиция GE (французское подразделение General Electric) в датский COBOD или достижение капитализации в $2 млрд американской компанией ICON.

В 2022 – 2023 гг. в мире будет напечатано уже свыше 1000 зданий, происходит масштабирование от отдельных зданий/пилотных проектов до целых поселков и крупных внедрений в области инфраструктуры / ЖБИ. Кроме того, в ряде стран к настоящему моменту создана или активно создается нормативная база для внедрения аддитивных технологий в строительную отрасль. 

Таким образом, считаю, что указанный временной период — достаточно естественный цикл становления технологии, которую, вероятно, ждет экспоненциальный рост в ближайшее десятилетие.

По данным отчета ResearchAndMarket, мировой рынок строительной 3D-печати в 2022 году оценивается в 354.3 млн долларов США, и, по прогнозам, достигнет 11068.1 млн долларов США к 2027 году, увеличившись на 99,04%.

Различные рыночные процессы влияют на цены и поведение участников глобального рынка строительной 3D-печати. Они создают ценовые сигналы, которые являются результатом изменений в кривых спроса и предложения на продукт или услугу. Они могут быть связаны как с макроэкономическими, так и с микроэкономическими факторами. Даже человеческие эмоции также могут определять решения, влиять на рынок и создавать ценовые сигналы.

Теперь давайте вкратце рассмотрим, что же собой представляет строительный 3D-принтер. Не углубляясь сильно в технологию, можно сказать, что строительные 3D-принтеры очень похожи на классические FDM/FFF принтеры, печатающие пластиком, только вместо пластика в качестве материала здесь выступает цементная смесь, которая подается напрямую в сопло и формирует объект путем послойного наложения. Принтеры также бывают портальными, на базе вылетной стрелы, с роборукой.

На рисунке слева строительной принтер на базе вылетной стрелы. На рисунке справа портальный строительный 3D-принтер

На рисунке выше строительный 3D-принтер в виде роборуки, установленной на мобильную платформу.

Окончательно все изменилось, когда летом 2021 года американская компания ICON, пытавшаяся внедрить 3D-печать в строительство разных вспомогательных объектов, подписала контракт с одним из крупнейших американских девелоперов – компанией Lennar, на строительство поселка на 100 домов в Техасе и тут же стала единорогом, получив 200 млн. долларов инвестиций от нескольких инвестиционных фондов.   

На фото 3D-печатный дом в Остине, штат Техас.3D-печатный дом в Остине, штат Техас.

Одновременно с этим, датская компания COBOD, созданная крупнейшим в мире концерном по производству строительной опалубки PERRI, начала продавать свои портальные строительные 3D-принтеры, а также участвовать в строительных проектах по всему миру. На фото ниже современный двухэтажный дом, построенный в Германии и здание школы в Малави, построенной за рекордные сроки с минимальным бюджетом.

Мало что объединяет развитые, развивающиеся и бедные страны, везде свои проблемы и задачи, но нехватка доступного жилья является общемировой повесткой. Если в бедных странах остро стоит вопрос с ростом количества бездомных из-за нехватки жилья, как такового, то в развивающихся странах необходимо резко ускорить количество возводимого нового жилья для удовлетворения потребностей растущего населения. В развитых же странах проблема, прежде всего, в стоимости жилья, которое подорожало до такой степени, что стало практически недоступным для молодежи. А с одновременным увеличением в этих странах продолжительности жизни эта проблема только усугубляется.

Параллельно развивается тренд на «зеленую повестку», снижение выбросов CO2, строительство из более экологичных материалов и т.д. Но, к сожалению, пока что строительная отрасль является абсолютным лидером по выбросам CO2, а также по количеству мусора, который оставляет после себя каждая стройка. Нельзя сказать, что строительная 3D-печать решает все эти проблемы, но, как минимум, она идет в правильном направлении. Давайте посмотрим на это на нескольких наглядных примерах.

Стены, напечатанные строительным 3D-принтером.

На сегодняшний день, когда мы говорим о 3D-печати домов, речь идет о печати стен. Все остальное (фундамент, окна, двери, перекрытия и крыша) делаются традиционным способом. 3D-печатные стены возводятся как несъемная опалубка, что существенно экономит количество используемого цемента, а это, в свою очередь, снижает стоимость постройки и уменьшает экологический ущерб при производстве цемента. Кроме того, при этом способе возведения не производится никаких дополнительных отходов, прочность конструкции не страдает. Ее можно армировать, как это показано на фото слева, и сразу закладывать инженерные коммуникации, как показано на фото справа, что также влияет на конечную скорость возведения объекта. Общий вес конструкции при этом снижается, оставшиеся полости можно заполнять легким пенобетоном, утеплителем, соломой или любым другим доступным материалом. Такая облегченная конструкция может использовать более легкий фундамент. Сам способ возведения является более экономичным с точки зрения материала, а следовательно, и экологичным.

Сейчас активно ведутся разработки экобетона с добавлением полимеров, при производстве которого выбросы CO2 меньше от 30% до 100%.  Упоминаемая в начале статьи компания Apis Cor, строившая в 2015 году дом в Подмосковье, ныне базирующаяся в жаркой Флориде, планирует начать использовать этот материал в своих проектах.

Еще один стартап, родом из России, – Mighty Buildings со штаб-квартирой в Калифорнии, изначально сделал ставку на полимер с добавлением минеральной крошки. И, хотя компания не строит дома целиком, а делает только стеновые панели, она получила множество наград за дизайн, а также оценку в 400 миллионов долларов в ходе привлечения нескольких инвестиционных раундов.

В итоге, при грубом подсчете можно сказать, что суммарная экономия на строительстве стен может достигать 30%, а общая стоимость дома может быть снижена на 10%. Это справедливо для спроектированных под обычное строительство домов. А если изначально проектировать с 3D-печатью, можно улучшить это соотношение за счет оптимизации прокладки коммуникаций, возможности сразу печатать внутренние стены, закладки ниш для ванных, каминов, встроенных шкафов и кухни, как это было сделано в доме, построенным COBOD в Германии.

«И на солнце есть пятна». Несмотря на все преимущества строительной 3D-печати, у нее есть несколько существенных недостатков. Главный — это слоистость, избежать которой при текущем уровне развития технологии невозможно.  

На фото выше видна слоистость 3D-печатных стен.

С этой задачей можно работать в нескольких направлениях:

1. Ребристые стены можно шпаклевать, красить и обыгрывать как элемент дизайна. Так делает ICON в США., например их последний проект House Zero сделан именно так и он был отмечен рядом наград за дизайн.

3D-печатный дом House Zero в США, построенный компанией ICON.

2. Использовать специальные «шторки» на печатной голове, которые позволяют сглаживать слои, как это делают COBOD и другие производители. На фото ниже видно, что и это не обеспечивает полного отсутствия слоистости.  

3. Полностью зашлифовать поверхность, чтобы получить привычную гладкую стену под шпаклевку, покраску, поклейку обоев или другую отделку. Это возможно, но потребует огромных трудозатрат, которые могут снизить общую эффективность от использования 3D-печати.

 На фото выше стена после 3D-печати, отшлифованная до гладкости.

Второй проблемой является необходимый температурный режим.   В идеале печать должна проходить при температуре от +5С° до +30С°. Влажность также важна. Используя присадки, можно раздвигать эти границы, но не до бесконечности. При сильных минусовых температурах печать будет возможна в полевых условиях, только если стройплощадка будет закрыта куполом и внутри будет достигнута необходимая температура с помощью тепловых пушек. В условиях же сильной жары предпочтительно печатать ночью. Еще одним решением может быть печать стеновых панелей в цеху и их сборка на месте строительства. Безусловно, каждое из этих решений будет отрицательно влиять на экономическую эффективность проекта.

Строительная 3D-печать может пригодиться не только для возведения домов. С ее помощью можно решить много других задач, и там ее минусы не будут иметь значения. Например, американский концерн GE использует принтеры COBOD для строительства опор для ветряных генераторов в цеху. Ребристость поверхности и температурные ограничения в данном случае не играют никакой роли. Строительство идет в цеху, после чего объект перевозится на место установки.

3D-печатная башня ветрогенератора.3D-печатная башня ветрогенератора.

Строительная 3D-печать, или, как ее еще называют, аддитивное строительство, только появилась на свет, и хочется верить в ее светлое будущее. К этому есть много предпосылок, но для успеха многое еще нужно сделать. В первую очередь, нужно разработать принципы проектирования домов для строительной 3D-печати. Затем необходимо привлечь топовых архитекторов для создания знаковых проектов, за которыми может последовать массовое внедрение новой и очень перспективной технологии. Строительная 3D-печать может помочь в решении глобальной проблемы нехватки жилья, а также привнести большую долю автоматизацию в другие сферы строительства.

Александр Корнвейц

Эксперт в области аддитивных технологий и 3D-печати, руководитель компании “Цветной мир”

 

Читать статью — Строительная 3D-печать.

8 причин, по которым она станет достижением

3D-печать уже давно переросла свои первоначальные возможности быстрого прототипирования и превратилась в полноценный производственный процесс, известный в отрасли как аддитивное производство. Он используется для производства все более широкого спектра изделий, от зубных имплантатов до деталей реактивных двигателей. Действительно, это был лишь вопрос времени, когда она доберется до строительной отрасли.

Проще говоря, дома, построенные с помощью строительного 3D-принтера, строятся путем послойного нанесения материала. Пастообразная бетонная смесь выдавливается через сопло, создавая стены с нуля по одному слою за раз.

На первый взгляд, это не кажется сложным, но на самом деле это не так. При том, что перспективы такого процесса строительства огромны, он все еще находится на самых ранних стадиях разработки, но уже показал многообещающие результаты и быстро привлек внимание средств массовой информации.

Вопрос в том, действительно ли шумиха вокруг строительной 3D-печати заслужена? В этой статье мы углубимся в эту тему и покажем, почему мы считаем, что 3D-печатные дома могут стать следующим большим достижением.

Скорость строительства

3D-печать дома происходит значительно быстрее по сравнению с традиционными методами строительства. Хотя фактические сроки в значительной степени зависят от размера проекта, в большинстве случаев строительство занимает всего несколько дней.

Возьмем, к примеру, первый полностью 3D-печатный дом в Америке, построенный строительной компанией ICON для некоммерческой организации New Story в 2018 году. На создание дома площадью 33 квадратных метра в Техасе ушло около 47 часов печатного времени, растянувшегося на несколько дней.

Всего два года спустя другая американская компания построила огромный дом площадью 177 квадратных метра всего за 8 дней, что заняло всего 48 часов общего времени печати. Однако помните, что 3D-принтеры могут создавать только внешние и внутренние стены.

Тем не менее, по данным SQ4D, компании, ответственной за проект, это на 40% меньше по сравнению с обычными строительными технологиями. На первый взгляд это может показаться незначительным, строительная 3D-печать все еще является развивающейся технологией, которой еще многое предстоит усовершенствовать. Так что, скорее всего, сроки строительства сократятся еще больше.

Меньшее количество строителей

На строительных площадках для 3D-печати требуется меньше рабочих, чем на традиционных площадках, поскольку печатное оборудование выполняет большую часть работы.

Традиционное строительство требует много этапов, включая целую бригаду из пяти-шести человек, которые разгружают, транспортируют и смешивают материалы перед укладкой конструкций. После настройки бетонному 3D-принтеру требуется всего несколько человек для мониторинга и контроля процесса.

Например, для вышеупомянутого дома площадью 177 кв. метров от SQ4D потребуется всего 3 человека на месте, что, по данным компании, заменит бригаду из более чем 20 чернорабочих. Это показывает, насколько хорошо автоматизирован весь этот процесс, и почему строительные 3D-принтеры являются такой многообещающей альтернативой.

Кроме того, меньшее количество работников на месте также приводит к меньшему количеству связанных с работой травм и смертельных исходов. Согласно статистике OSHA, только строительство является причиной смерти каждого пятого работника в США. Если подходить к делу ответственно, 3D-принтеры могут помочь значительно сократить эти цифры.

Ниже стоимость строительства

Считается, что дома 3D-печные дома дешевле строить, но это несколько спорно, поскольку 3D-принтеры для массового строительства являются дорогостоящим оборудованием и по-прежнему имеют много ограничений. Но давайте ограничимся фактами и цифрами.

Мы уже установили, что 3D-печать дома происходит быстрее, чем традиционное строительство, и, как говорится, время — деньги. Меньшее время, затрачиваемое на стройплощадку, означает, что и оборудование, и рабочие будут быстрее доступны для других проектов, что теоретически вдвое увеличит объем строительства по сравнению с сегодняшними показателями.

Добавьте это к значительно сокращенному количеству требуемых рабочих. Кроме того, сырье, используемое некоторыми 3D-принтерами, может быть частично собрано на месте, что снижает затраты, связанные с поиском, хранением и транспортировкой его на место.

Теперь перейдем к цифрам: дом Apis Cor площадью 40 кв. м в России, по слухам, стоил примерно 10 000 долларов, включая все окна, кровлю, проводку и внутреннюю отделку. Это ошеломляюще мало. В настоящее время ICON работает над домами площадью 60 квадратных метров, которые, как планируется, будут стоить всего 4000 долларов.

Да, строительное оборудование для 3D-печати по-прежнему очень дорого, как и любая другая передовая технология, но здесь есть много возможностей для совершенствования, и по мере развития технологии затраты, связанные с оборудованием и эксплуатацией, несомненно, сократятся.

Уникальные строительные возможности

 

3D-печать открывает уникальные возможности для строительства, которые были бы либо невозможны, либо слишком дороги в реализации с помощью обычных строительных технологий.

Некоторые говорят, что для того, чтобы получить максимальную отдачу от любого процесса 3D-печати, необходимо учитывать высокую степень свободы проектирования, обеспечиваемую этими технологиями. Это также относится к строительству и архитектуре, где инновации и творчество особенно поощряются.

3D-печать позволяет создавать сложные формы и формы без дополнительных усилий. Например, бетонный 3D-принтер может создавать причудливо изогнутые стены так же легко, как и прямые. Нетрадиционная архитектура может улучшить внешний вид зданий и даже оптимизировать внутреннее пространство.

Возьмем, к примеру, «Офис будущего» в Дубае, напечатанный в 3D китайской компанией Winsun, в котором размещается Фонд Dubai Futures Foundation. Внешний вид изогнутой формы потребовал бы чрезмерного объема работ для воссоздания с использованием традиционных строительных технологий.

Инженеры также могут проявить творческий подход, поскольку исходные материалы для печати могут быть тщательно настроены для достижения лучших свойств. Из готовой партии бетон уже является первоклассным строительным материалом, устойчивым к большинству воздействий окружающей среды, таких как огонь и влажность, а также отличным теплоизолятором для холодной и теплой погоды.

Высокая эффективность материалов

Процесс 3D-печати более эффективен с точки зрения использования энергии и материалов по сравнению с традиционным строительством.

3D-принтеры производят меньше отходов, поскольку они используют только необходимое количество материала для создания конструкций: нет отходов от резки или вырезания материалов. Кроме того, поскольку исходные материалы на основе бетона не имеют формы, любые остатки можно и нужно использовать в следующем здании.

Кроме того, сырье может быть изготовлено из переработанных материалов. Еще в 2014 году китайская компания Winsun смогла построить не менее 10 домов за один день, используя только переработанный бетонный материал, в то время как итальянская компания по 3D-печати WASP изготовила дом из натуральной грязи, смешанной с отходами местного производства риса, которые включали измельченную солому и рисовую шелуху.

3D-принтеры также потребляют меньше энергии по сравнению со всей производственной цепочкой обычного строительства. Учитывайте всю энергию, необходимую для транспортировки сырья и ежедневного перемещения целых бригад рабочих на строительную площадку. За счет сокращения трудоемкости и поиска материалов на месте 3D-печать может быть более устойчивой в долгосрочной перспективе.

Ситуационная применимость

В целом, 3D-принтеры могут играть центральную роль в различных сценариях по всему миру. Все ключевые моменты, которые мы рассмотрели до сих пор – сокращение времени, затрат, рабочей силы, расширение уникальных возможностей и эффективность – показывают, как эта технология может быть очень полезна в определенных ситуациях.

Развивающиеся страны постоянно сталкиваются с жилищными проблемами. Способность обеспечить достаточное количество качественных домов по доступным ценам является ключевым фактором устойчивого экономического развития. Относительно быстрый процесс создания 3D-принтеров потенциально может решить проблемы бездомных в краткосрочной перспективе.

Это именно то, чего New Story и ICON пытаются достичь в Мексике, в Табаско. Идея состоит в том, чтобы создать самое первое сообщество жителей 3D-печатных домов для местных семей, которые в настоящее время живут в крайней нищете. Всего будет построено 50 полностью напечатанных на 3D-принтере домов площадью 50 квадратных метров.

Дома, напечатанные на 3D-принтере, также могут быть полезны в ситуациях гуманитарного кризиса, особенно после стихийных бедствий, когда дома трагически уничтожаются в результате землетрясений, пожаров или цунами. Общины, пострадавшие от таких событий, в конечном итоге сталкиваются с нехваткой рабочей силы и материалов, не говоря уже о логистических проблемах. Восстановление с помощью 3D-печати может стать эффективным и дешевым решением, по крайней мере, для начала восстановления этих сообществ.

И последнее, 3D-печать также может сделать возможным освоение космоса, подобного Марсу. Идея состоит в том, чтобы отправить автоматизированное оборудование для 3D-печати на красную планету, и, поскольку сырье можно было бы собирать на месте, принтеры могли бы начать строить жилые помещения задолго до прибытия первых людей. Неудивительно, что НАСА так заинтересовано в этой технологии.

Отраслевой сдвиг и инвестиции

Строительная 3D-печать привлекает не только внимание лидеров отрасли и инвесторов: она привлекает и их деньги!

Рынок строительной 3D-печати в последние годы неуклонно растет. В 2019 году производитель 3D-принтеров для бетона COBOD сообщил о прибыли всего за второй год своей работы, что является огромным достижением для любой компании и даже больше, учитывая, насколько сырым все еще остается этот специфический рынок.

После 2020 года кризис с коронавирусом затронул большинство отраслей промышленности по всему миру, и строительная 3D-печать не является исключением. Тем не менее, она представляется подходящим решением для таких случаев, учитывая сокращение количества рабочих на месте. По этой и другим причинам ожидается, что мировой рынок строительной 3D-печати вырастет с 350 млн долларов в 2022 году до 11 млрд. долларов в 2027 году.

Не нужно верить нам на слово. Просто помните, что лидеры отрасли находятся на вершине, потому что они понимают рынок, в то время как крупные инвесторы вкладывают свои деньги только в реальные и действительно перспективные технологии. Дома, напечатанные на 3D-принтере — это следующий большой прорыв в технологиях.

Глобальное распространение

3D-печатные дома уже стали реальностью, и они быстро распространяются по всему миру.

В то время, как дома, напечатанные на 3D-принтере, часто можно увидеть на архитектурных конкурсах или в качестве концептуальных проектов, существует множество реальных жилых сооружений, которые уже используются. Возьмем, к примеру, Lewis Grand Hotel на Филиппинах с виллами площадью 140 кв. метров, полностью выполненным с помощью 3D-печати, включая спальни и гостиные.

Правительства также принимают в этом участие. В 2019 году российская компания Apis Cor построила самое большое на сегодняшний день 3D-печатное здание. Двухэтажное здание площадью 640 кв. м в настоящее время является домом для муниципалитета Дубая, являясь вторым правительственным зданием, напечатанным на 3D-принтере, после уже упомянутого «Офиса будущего».

В Европе Yhnova House, напечатанный на 3D-принтере, стал одним из первых жилых домов в мире в 2018 году, когда туда переехала семья Рамдани. Конструкция была разработана Университетом Нанта с использованием собственного запатентованного оборудования, и на 3D-печать конструкции площадью 92 кв. метра ушло не более 54 часов.

В следующий раз, когда вы услышите о 3D-печатных домах, помните, что, хотя это все еще развивающаяся технология, она показала отличные результаты и уже используется по всему миру.

На нашем сайте Вы можете выбрать и заказать строительный 3D-принтер как для строительства здания, так и малых строительных форм. Для этого перейдите в каталог строительных 3D-принтеров. «Цветной мир» — надежный поставщик 3D-принтеров с многолетним опытом работы, осуществляющий поставки напрямую от производителей и гарантирующий их качество. 

Что такое напечатанный на 3D-принтере дом? Краткое введение

В последнее время слухи о домах, напечатанных на 3D-принтере, получили широкое распространение. Благодаря преимуществам экономической эффективности и сокращения отходов этот метод строительства во многих отношениях превосходит традиционные методы строительства. В этой статье вы получите краткое представление о том, что такое 3D-печатный дом. Мы также приведем примеры процесса печати, чтобы вы лучше поняли, как создается 3D-печатный дом.

Что такое напечатанный на 3D-принтере дом?

3D-печатный дом — это жилой дом, построенный с помощью технологии 3D-печати. 3D-принтер использует преобразованный чертеж или чертеж САПР для создания физической структуры путем постепенной печати материала слоями. Этот процесс в большинстве случаев является более эффективным с точки зрения затрат и времени, чем традиционные методы строительства.

Строительный 3D-принтер в основном фокусируется на базовой конструкции дома. Это означает, что установка таких компонентов, как окна, двери и электрические системы, выполняется после процесса печати. Технология также может быть использована для строительства промышленных, общественных и коммерческих сооружений и секций других сооружений, например, ветряных турбин.

Строительство дома с помощью 3D-принтера — от чертежа до готовой конструкции

Чтобы построить 3D-печатный дом, вам понадобится преобразованный чертеж или чертеж САПР, строительный 3D-принтер, система снабжения материалами и материалы. Конечно, процесс может отличаться в зависимости от таких факторов, как модель принтера и выбор материала. Однако процесс создания 3D-печатного дома обычно состоит из 4 этапов.

Вот краткое описание каждого шага: 

1. Создайте чертеж САПР для вашего проекта 

Первым шагом при печати 3D-дома является создание чертежа или чертежа САПР. Обычно архитекторы и инженеры создают план с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР). План содержит подробное описание дизайна и размеров здания, таких как размещение окон, дверей, электрических и сантехнических систем.

Затем программа 3D-слайсера помогает принтеру преобразовать подробный чертеж в файл для печати. Это позволяет подготовиться к установке принтера на месте и оценить время и расход материалов.

2. Подготовка — установка материалов и принтера

Второй этап включает в себя установку 3D-принтера на месте с дополнительным оборудованием, таким как аппаратные и программные решения, насос, мини-завод и защитное ограждение (при необходимости).

Всегда необходим анализ материалов и окружающей среды. Анализ гарантирует, что здание выдержит погодные и другие условия окружающей среды. Затем, в зависимости от результатов анализа, вносятся коррективы в состав полиграфического материала. Наиболее часто используемые материалы для 3D-печатных домов в настоящее время представляют собой разновидность бетона или раствора.

3. Печать стен

Принтер использует преобразованный чертеж и печатает стены слоями, следуя заданному проекту дома. В зависимости от дизайна и архитектуры положение принтера или сопла могут быть изменены во время процесса. Насадка определяет отделку стен, которая может быть гладкой или слоистой.

После того, как стены дома напечатаны, обычной процедурой является увлажнение бетона еще на 24 часа. Либо вода распыляется на стены, либо конструкция закрывается пластиком, чтобы влага не испарялась. Эта процедура помогает предотвратить трещины или дефекты в бетоне.

Одно из основных преимуществ 3D-печати бетоном заключается в том, что она экономит время по сравнению с традиционными методами строительства. Таким образом, вы можете получить ядро ​​​​здания в течение нескольких часов или нескольких дней, в зависимости от сложности здания.

4. Дополнительные установки

Когда стены высохнут, завершающим этапом является выполнение всех необходимых отделочных работ. Этот шаг обычно включает в себя установку электрических и сантехнических систем, а также добавление дверей и окон.

Откройте для себя возможности технологии 3D-печати

В COBOD мы стремимся постоянно развивать наши решения и исследовать новые способы улучшения строительной отрасли. Основой нашего бизнеса является наш строительный 3D-принтер BOD2, который позволяет строить дома с помощью технологии 3D-печати. В настоящее время BOD2 участвует в строительстве жилых домов, а также офисных помещений и школ — и это только начало.

Если вы хотите узнать больше о том, как создается дом, напечатанный на 3D-принтере, рекомендуем воспользоваться нашим конфигуратором. Этот инструмент позволяет имитировать процесс печати зданий, которые уже были напечатаны на строительных 3D-принтерах COBOD. Вы также можете узнать больше о 3D-печатных домах благодаря нашим проектам с различными партнерами по всему миру.

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 добрый 3D-печатный дом. Они думают об этом как о пилотном проекте по строительству более дешевых многоквартирных домов с хорошей планировкой.

Технологии

16 января 2020 г.: 35:00 по восточноевропейскому времени

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 внедряться на рынке 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, которая является соучредителем 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

Этот 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 для того, чтобы конкурировать с другими строительными технологиями, потребуется быстрая и простая конструкция, — сказал Хикмат Зербе, глава 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 выдерживает сильные ветры и бури, 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.