Печать домов на 3D-принтере в России, Китае и других странах

 

Серийная 3D-печать зданий становится реальностью в быстро развивающейся строительной индустрии, и в этой статье мы покажем проекты домов и других строений, напечатанных на промышленных 3D-принтерах в РФ, Китае и других странах. В статье представлены фото и видео 3D-печати домов с сайтов производителей и из других источников, описание технологий строительной печати и информация о занимающихся ею компаниях. 
 

На картинке: робот MIT (Массачусетского технологического института) печатает купол за 13 часов. Пример 3D-принтера с полярной схемой работы. О видах строительных 3D-принтеров читайте далее.
 

Содержание:
 

Технология

Типы строительных 3D-принтеров

XYZ-принтеры (портальные)

Дельта

Роботы

D-Shape

Строительные смеси

Примеры

АМТ (Additive Manufacturing Technologies)

Апис Кор Инжиниринг

WINSUN

D-Shape

CyBe Construction

BatiPrint

WASP

Contour Crafting

Плюсы и минусы

Плюсы технологии:

Минусы технологии:

В заключение
 

Содержание

Технология

На фото: робот проекта Minibuilders, созданного студентами Института продвинутой архитектуры Каталонии (IAAC). Суть проекта — печать крупных конструкций компанией слаженно работающих маленьких роботов. Коммерчески не используется и в строительстве крупных зданий опробован не был, потому идет вне классификации, но идея заслуживает внимания.

Прежде, чем перейти к списку компаний, расскажем о технологии строительства. Принцип работы 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 принтера, смесь выходит из сопла принтера 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: приведенный на гифке выше гусеничный аппарат из MIT и робот российской компании Apis Cor, о которых мы расскажем дальше.
 
     


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.

Примеры
 


Российская компания «АМТ» (Additive Manufacturing Technologies) входит в Группу компаний «АМТ-СПЕЦАВИА» — многолетний партнер Top 3D Shop. Сфера деятельности: разработка и производство строительных 3D-принтеров, продажа и сервисное обслуживание оборудования на зарубежных рынках.

Ассортимент компании состоит из семи вариантов 3D-принтеров разных размеров.

Строительный 3D-принтер АМТ:
 


Начало печати дома в Ярославле:
 


Готовый 3D-печатный дом:


 


Этот дом в Ярославле — самое большое здание в Европе и СНГ, построенное с применением технологии 3D-печати. Общая площадь составляет 298 квадратных метров.

В ходе строительства использовались разные технологии, часть здания была напечатана прямо на площадке, а некоторые блоки печатались в цеху, перед доставкой на объект и сборкой. Несъемная опалубка была армирована во время печати. После сборки силовые элементы стен были залиты бетоном производства Екатеринбургского цементного завода, а внешний контур утеплен пеногипсобетоном завода «Монолит».

Коробка здания была отпечатана за один месяц в 2015 году, но возведение крыши и внутренняя отделка были закончены только через два года.

Видео с рассказом о технологии и работе принтера:

Апис Кор Инжиниринг


Российская компания «Апис Кор Инжиниринг» (Apis Cor) — разработчик уникального мобильного строительного 3D-принтера, который печатает дом целиком на месте строительства. Габаритные размеры 3D-принтера в сложенном состоянии составляют 4×1,6×1,5 м, масса — 2 тонны. Площадь зоны печати составляет 131,4м². Для печати зданий и сооружений больших размеров можно применять несколько синхронизированных между собой 3D-принтеров. Небольшие габариты принтера облегчают его транспортировку, а благодаря простоте конструкции он не требует длительной подготовки к работе. Это принтер с телескопическим манипулятором на поворотной платформе. На установку принтера и его настройку перед работой требуется 30 минут! После печати первого дома Apis Cor разработала собственное программное обеспечение, включающее в себя прошивку и управляющую программу для принтера.

Напечатанный дом в Сколково. Принтер Apis Cor построил дом всего за 24 часа.




После завершения печати дом стал выставочным объектом на промышленной площадке в Ступино.

Видео 3D-печати дома принтером Apis Cor:
 


 
WINSUN


В 2014 году Winsun (Yingchuang Building Technique (Shanghai) Co.,Ltd.) прославилась на весь мир возведением десяти 3D-печатных зданий всего за одни сутки. На деле все оказалось немного скромнее: небольшие «коробочки» были напечатаны, блок за блоком, заранее, а затем собраны на строительной площадке, без арматуры и коммуникаций, но с остеклением. Компания использует принтер на основе технологии FDM и один и тот же поэтапный процесс с цементом, песком и стекловолокном. Эти материалы обеспечивают достаточную прочность стен. 3D-принтер WINSUN – это портальная конструкция с габаритами 36х12х6 метров.

В дополнение к своему первому проекту в Шанхае, WINSUN разработали первые трехмерные печатные офисы в Дубае и сотрудничали с Илоном Маском в разработке туннелей Hyperloop. Также WINSUN печатает автобусные остановки.

Автобусные остановки WINSUN в Сучжоу (Китай) для одного из последних проектов.
 

В России напечатали первый жилой дом из бетона за 594 000 руб / Хабр

Более 70 лет назад в США создали первую машину для быстрой (24 часа) заливки домов из бетона, которую спроектировал инженерный гений Роберт Гилмор ЛеТорно. Вот видео от 1946 года. Вообще, этой идее Томаса Эдисона более 100 лет (патент). За десятилетия технология печати из бетона изменилась, начали применять полноценную 3D-печать по индивидуальным проектам. Сейчас такие домики выглядят гораздо симпатичнее. Например, в феврале 2017 года жилой дом отпечатали в подмосковном Ступино на строительном принтере Apis Cor. Это первый дом в РФ, отпечатанный целиком, а не собранный из отпечатанных панелей.

Площадь здания 38 м². Общая стоимость строительства «под ключ», включая фундамент, стены, перекрытия, кровлю, электропроводку, двери и окна, наружную и внутреннюю отделку, составила 593 568,19 руб (подробная смета), но это без стоимости работ некоторых специалистов.

Принтер вполне мобильный. Погрузчик привозит его в кузове — и устанавливает на подготовленный фундамент в месте строительства.

Принтер подключается шлангом к большой бетономешалке, то есть автоматической системе замешивания и подачи смеси. Выглядит это примерно так.

Затем начинаются работы. Все работы по строительству дома заняли в Ступино примерно два месяца. Проект начали в декабре 2016 года, закончили в феврале 2017 года. Рекламируемые 24 часа — это лишь чистое машинное время работы принтера Apis Cor. Его включали на разных этапах для печати самонесущих стен, перегородок и ограждающих конструкций здания.

У устройства интересная конструкция. Он располагается на подвижном кронштейне в центре и печатает вокруг себя, постепенно поднимаясь. После завершения печати стеновых конструкций его извлекают краном — и он продолжает трудиться снаружи.

Сам прибор в процессе потребляет 8 кВт, так что нужно обеспечить его электричеством на время строительных работ.

Стоимость печати домика из бетона заметно дешевле возведения обычной «коробки» из блоков.

Вдобавок, у таких домов масса дополнительных преимуществ, что делает их действительно уникальными.

1. Практически произвольная форма стен. Закруглённые стены с любыми углами. Здесь идеальная точность строительства, пьяный каменщик точно не запорет вам проект. Принтер имеет встроенную систему автоматического выравнивания по горизонту и систему стабилизации.

2. Стены сразу после обработки готовы под покраску декоративной штукатуркой. Вы можете сами пройтись валиком за один день и покрасить дом в произвольные цвета, а затем перекрасить под настроение в любой момент. Не требуется оштукатуривание с уровнем и маячками. Налицо дополнительное удешевление отделочных работ. Это касается как внутренней, так и внешней отделки.

3. Форму стен, размер и расположение окон вы можете идеально запланировать с учётом окружающего пейзажа и освещённости. Кстати, есть предположение, что стены с одной стороны можно сделать чуть под наклоном, чтобы дополнительно увеличить освещённость. Впрочем, дизайнерская фантазия ограничивается доступными формами стеклопакетов, ведь здесь не обойдёшься обычными стёклами, нужно ставить двойные стеклопакеты, чтобы не замёрзнуть зимой.

Из недостатков, которые приходят на ум, можно упомянуть плоскую крышу.

Понятно, что разработчик гарантирует: кровля эффективно выдерживает высокие снеговые и эксплуатационные нагрузки. Но кажется, что на такой крыше может скапливаться стоячая вода со всеми вытекающими (точнее, не вытекающими последствиями). Чтобы такого не происходило, на кровле применяется специальная клиновидная теплоизоляция PIR Slope — готовый конструктор для создания нужных уклонов и контр-уклонов. Говорят, что осадки будут эффективно отводиться с поверхности кровли, но всё равно как-то необычно.

Как будет работать теплоизоляция между внутренней и внешней стенами — тоже интересно проверить. Сейчас застройщик экспериментирует с двумя спообами утепления: из засыпной крошки Logicpir на одной части дома (теплопроводнойсть 0,022 ВТ/м*К) и заливного полиуретанового состава на другой (0.023-0,025 ВТ/м*К). Утепление велось одновременно с печатью конструкций, что значительно увеличило сроки строительства.

Ну и маленькие размеры дома не каждому понравятся — всё-таки не каждый готов жить в однокомнатной квартире, маленькой студии. Хотя и такой вариант на 38 м² вполне сойдёт для жизни одинокому человеку. К тому же, как упоминалось, технология позволяет строить дома и большего размера.

Да, и для круглого дома телевизор придётся покупать вогнутый, если вы хотите играть в компьютерные игры на большом экране.

По этой технологии можно печатать и трёхэтажные дома, но они обойдутся гораздо дороже, чем $10 тыс.

Из других недостатков — ограничения по датам строительства. Применение бетонной смеси, используемой в качестве «чернил» возможно только при температуре от 5˚С выше нуля. Так что если не хотите ставить тент с обогревателем — то стройка зимой невозможна. В будущем обещают, что принтер научится работать с геополимерным бетоном из природных компонентов — таким материалом можно печатать при более низких температурах. К тому же он превосходит обычный бетон по другим параметрам.

В конце концов, в доме точно нет места для установки котла или другой системы отопления. Вероятно, единственный вариант для жизни зимой — электрообогреватель.

Смета первого дома вышла в районе $10 000, хотя в смете учтены работы не всех специалистов. В смете есть монтаж оконных и дверных блоков, отделка стен, окраска фасада, устройство водоотвода, устройство гидроизоляции, устройство теплоизоляции, но остальные работы никак не учтены. Вероятно, с этими работами дом «под ключ» выйдет в два раза дороже, то есть примерно $20 000.

Фундамент 14 819 руб
Стены 95 629,64 руб
Перекрытия, кровля 144 267,55 руб
Электропроводка 12 650 руб
Двери и окна 211 052 руб
Наружная отделка 46 250 руб
Внутренняя отделка 68 900 руб

Но подрядчик отмечает, что в этом показательном проекте применялись дорогие материалы. Если использовать более дешёвые материалы, то стоимость снизится примерно до $8100.

Авторы проекта из компании ГК ПИК и Apis Cor отмечают, что этот демонстрационный домик на территории Ступинского завода ячеистого бетона — первый в России жилой дом, отпечатанный целиком на принтере.

UPD: «Разбираем напечатанный дом»

Строительные 3D-принтеры и наш опыт работы с ними / Блог компании Top 3D Shop / Хабр

3D-печать в строительстве


Строительные 3D-принтеры представляют собой инженерные устройства, создающие конструктивные элементы зданий, малые архитектурные формы или целые строения послойно — так же, как любой 3D-принтер печатает объекты из пластика или другого материала.


От обычного 3D-принтера строительный отличается используемым материалом и размерами — рабочей поверхностью ему служит участок стройплощадки или цеха, а печатает он цементной смесью.
Есть и конструктивные отличия, обусловленные спецификой материала — в частности, в строительном 3D-принтере нет необходимости в нагревающем элементе. Такие аппараты позволяют быстро и без лишних сложностей печатать объекты почти любых заданных форм, для обычного серийного строительства просто невозможных, с использованием стандартных смесей.

Начало


Нам интересно любое перспективное применение 3D-принтеров, так что, как только в сети начала появляться информация о применении 3D-печати в строительстве, мы оперативно нашли занятых этим людей и договорились о сотрудничестве. Особенно приятно было узнать, что в России есть компании, основательно занимающиеся строительными 3d-принтерами, и производят очень качественный продукт.

В России пионером 3D-печати в коммерческом использовании стала фирма СпецАвиа. Её персоналом был разработан и опробован прототип строительного 3D-печатного аппарата и осуществлена пробная печать.


Мы договорились о сотрудничестве, и командировали сервисного инженера в Ярославль для обучения, где тот узнал много полезного. В программу обучения вошли, в частности:

  • Краткий вводный курс по интерфейсу и функционалу управляющего софта
  • Инструктаж по алгоритму работы в программе SheetCam, конвертирующей файлы в послойный формат воспринимаемый принтером
  • Инструктаж по управлению принтером в программе Mach 3, непосредственно в процессе печати
  • Калибровка — выставление нулевых точек в разных областях печатного поля
  • Регулировка подачи бетона во время печати
  • Инструктаж по эксплуатации и сервису механической части принтера
  • Решение возможных неисправностей
  • Подготовка рабочих смесей


Первые шаги на практике


Получив первый заказ в этой области, мы отправили нашего сотрудника к покупателю — в Казахстан, для установки первого строительного 3D-принтера S-6045 и обучения персонала заказчика работе с ним.

Перед отправкой оборудования необходимо убедиться в надежности упаковки. Транспортные компании не всегда бережно обращаются с грузами, лучше лишний раз не рисковать — в нашем случае, при перевозке лишь отошло несколько контактов, но и это стоило нервов и нескольких часов времени, о чём ниже. Если же при перевозке что-то сломается, издержки могут быть значительно серьезнее.


В первые дни командировки наш сотрудник сверял комплектность доставленного оборудования, производил замеры помещения для расчета установки, согласовывал с представителями заказчика расположение будущего принтера, вводил их в курс запланированных работ и начал установку.
Была сделана разметка под установку и высверлены отверстия в полу под стойки.
После проведения подготовительных работ и установки стоек настала очередь монтажа несущих балок. Элементы конструкции весьма увесистые и для такой работы нужно несколько человек, о чём тоже лучше договориться с заказчиком заранее, иначе неизбежны проволочки. Люди, в конце концов, нашлись и всё было сделано.
Ещё одна сложность, которая может возникнуть при установке строительного 3D-принтера — неровный пол. При отсутствии ровной плоскости качество печати вряд ли будет хорошим. Очевидный выход из этой ситуации — выравнивание пола, — на этапе установки принтера вряд ли возможен. На это просто нет времени.

Именно такой сюрприз, а именно — значительный крен пола, мы и обнаружили проведя нивелировку.


Было решено сварить рамки из стального профиля, которые компенсировали бы неровность.
Это тоже заняло некоторое время. В конце концов, был привезен необходимый профиль, должным образом нарезан и сварен.
Для установки выравнивающих рамок, смонтированные уже стойки с балками пришлось поднимать строительным краном.
Были смонтированы суппорты и подшипники для них, после чего пришла очередь портальной балки. Тут снова пригодилась помощь строительного крана, но с ним пришлось повозиться — из-за конфигурации помещения и особенностей конструкции крана, пришлось подниматься к потолку и отключать концевики, ограничивающие его, крана, подвижность. Потолок там около 15 метров.
Монтаж стрелы экструдера и управляющих ею эксцентриков занял некоторое время — сварные швы на самой стреле мешали соединению со стыковочными пазами платформы. Пришлось выравнивать с помощью болгарки.
На заключительном этапе были подтянуты все соединения, смонтирован экструдерный бункер и опциональная часть конструкции — бетономешалка.
Подключение цепей питания и управления не сразу прошло гладко. Однако, на письмо с запросом, отправленное в Ярославль, в СпецАвиа отреагировали оперативно, предоставив все необходимые рекомендации по подключению, несмотря на закончившийся уже рабочий день.
В ходе проверки выяснилось, что при транспортировке отошли контакты на одной из плат системы. После восстановления контактов всё заработало.
После подключения и проверки соединения были смонтированы пресс-масленки на все подшипники, защитные щитки эксцентриков стрелы и комплектные таблички, на чём непосредственно монтаж и завершился.
Далее — установка и настройка программного обеспечения, проверка функционала. Монтаж подложки для свисающих проводов соединяющих подвижные части — она не предусмотрена комплектом поставки, но мы идем навстречу клиентам.
Обучение персонала заказчика обращению с принтером в процессе пробного запуска.
Заказчик решил испытать смесь собственного авторства, вопреки нашим рекомендациям. Что ж, хозяин — барин. Раствор, вполне ожидаемо, пополз. Однако, сам принтер работает штатно и к нам никаких претензий нет.
В процессе обучения персонала клиента работе с программным обеспечением, мы хотели продемонстрировать работу 3D-принтера с правильной смесью, но ингредиентов для новой смеси не оказалось.

Кстати, о смесях:

Обучение персонала и сдача объекта прошли максимально позитивно. Представители заказчика остались полностью удовлетворены поставленным и установленным оборудованием и довольны сотрудничеством.


Это был полезный опыт. Мы обозначили для себя несколько граблей, на которые второй раз уже не наступим — а это сделает дальнейшую работу приятнее и эффективнее. Несомненно, строительное 3D-печатное оборудование — это очень интересная область деятельности, как в части получаемого результата, так и в том, что требует максимум изобретательности и нестандартного подхода от занимающихся ею.

Подписывайтесь на наш телеграм-канал с отборными кейсами роботизации и автоматизации со всего мира: https://tglink.ru/easy_robotics

что можно сделать, зачем нужен

Технологии не стоят на месте. Не так давно российские ученые объявили, что сумели распечатать на 3D-принтере искусственное сердце, то и дело попадаются сообщения, что подобный агрегат с нуля сможет создать все детали для велосипеда и даже автомобиля, но это еще не всё. Умельцы и придумщики шагнули ещё дальше, из микромира в макромир, и научились распечатывать на принтерах настоящие дома. Нет, не макеты, полноразмерные жилища для людей. Сегодня редакция Homius.ru решила поподробнее изучить этот вопрос и рассказать, насколько интересна для россиян будет такая технология и насколько практично будет распечатать себе новый дом. Кроме того, в этом обзоре рассмотрим иные возможности применения 3D-принтера в строительстве.

Применение 3D-принтера в строительствеЭто не макет и не фрагмент научной программы, а реальная строительная площадка

Содержание статьи

Что такое строительный 3Д-принтер и зачем он нужен

Если говорить совсем упрощенно, то строительный 3D-принтер — это своего рода гибрид бетономешалки и руки-манипулятора, рисующего по заданному алгоритму чертеж. По сути, вместо чернил у него бетон, а вместо бумаги – реальная строительная площадка.

Из сопла с определенной скоростью подается строительная смесь, которая равномерно, слоями распределяется по периметру возводимой конструкцииИз сопла с определенной скоростью подается строительная смесь, которая равномерно, слоями распределяется по периметру возводимой конструкции

Конструкция может быть как большой, к примеру, окружностью, так и ограниченной в пространстве, к примеру, стеной определённой ширины и длины.

К сведению! Новатором использования специального принтера для печати домов и строительных конструкции считается профессор Университета Южной Калифорнии Берох Хошневис. Он запатентовал технологию Contour Crafting, а именно – использования специального экструдера на подвижной платформе, с помощью которого и наносятся слои цементной смеси.

Интересно, что прародителем идеи самовозводимых с помощью роботов-манипуляторов домов считается не один человек, а целая группа специалистов NASA еще в 1995 году, когда в Америке активно развивалась идея покорения малоизученных участков не только нашей планеты, но и космоса. Считалось, что роботы смогут подготовить плацдарм для переселения и комфортного проживания представителем земной цивилизации в другие, менее обжитые уголки Вселенной.

И правда: в домах, возведённых по такой технологии есть что-то космическое!И правда: в домах, возведённых по такой технологии есть что-то космическое!

Как работает строительный 3Д-принтер

Так называемая аддитивная технология строительства (от англ. Add- добавлять, наращивать) практически не имеет ограничений в использовании(кроме как законами физики). На 3D-принтере можно печатать как отдельные элементы конструкции: стены, перекрытия, другие элементы, так и цельные дома.

Интересный факт! В России впервые дом, полностью напечатанный на 3D-принтере, был возведен в 2016 году компанией ApisCor в городе Ступино. Интересно, что дом возводился целиком, т.е. печатался от потолка до крыши без перерыва. Весь процесс занял 24 часа чистого времени. До этого дня печатались только отдельные панели.

По сути, процесс работ повторяет обычное строительство. Сначала создается проект, затем возводится фундамент, в этом случае, чаще всего, он кирпичный. Процесс компьютерного моделирования в строительстве подобных сооружений – важнейшая часть. Ведь все этапы возведения дома возложены на искусственный интеллект.

Современные 3D-принтеры могут учитывать конфигурацию и положение окон, а также применять архитектурные приемы, используя заранее созданные макетыСовременные 3D-принтеры могут учитывать конфигурацию и положение окон, а также применять архитектурные приемы, используя заранее созданные макеты

По сути, основная часть принтера, кроме электронной начинки, – это стрела экструдера и управляющие ею эксцентрики, которые и двигаются по платформе в заданном радиусе или по прямой. Собственно, монтаж базы, или основания принтера как раз зависит от параметров здания и его конфигурации. Дома могут иметь разную форму и габариты, соответственно и формат машин, создающих их, совершенно разный.

Распечатай себе дом: изучаем возможности применения 3D-принтера в строительстве

Важное дополнение. В строительном принтере нет необходимости использовать нагревающий элемент. Бетонная смесь подается напрямую из бетономешалки, с помощью специальных насосных систем. Такие машины позволяют идеально ровно выполнить кладку, а в некоторых случаях оставить отверстия под арматурные элементы.

3D-принтер позволяет провести укладку стен, перекрытий, инженерных отверстий, в том числе под оконные проёмы3D-принтер позволяет провести укладку стен, перекрытий, инженерных отверстий, в том числе под оконные проёмы

Виды 3Д-принтеров для строительства дома

Как мы уже замечали выше, тип 3D-принтера напрямую зависит от типа и модификации здания. Которое он возводит. От этого зависит и размер самого принтера, объем бетономешалки, а также сопла, который подает строительную смесь.

Вариации конструкций строительных 3D-принтеровВариации конструкций строительных 3D-принтеров

Впервые дома по данной технологии стали массово возводить в Шанхае. Одна из первых 3D-машин, поразившей своими размахами и размером стал принтер WinSun. Длина рабочей зоны составляла 150 метров, а ширина 10. Такой принтер способен за несколько дней напечатать здание высотой 6 метров.

Дом, напечатанный чудо-принтеромДом, напечатанный чудо-принтером

Интересно, что в качестве технологической изюминки китайские инженеры использовали специальное стекловолокно, которое, с одной стороны, удешевляло строительные работы, а с другой – делало бетонную смесь менее теплопроводной. Тестовые образцы позволили компании сэкономить половину бюджета на возведение дома по новой технологии.

Европейские же инженеры, к примеру, голландские предпочитают печатать не собственно дома, а строительные материалы, с помощью которых эти дома можно возводить, считая (в чем-то справедливо), что более качественно работа будет сделана всё-таки человеческими руками и головой.

Достоинства и недостатки применения 3D-принтера в строительстве

Главным плюсом, о котором говорили все разработчики, называется то, что процесс возведения жилья удешевляется, а скорость возведения объектов увеличивается. Однако, до сих пор непонятно, будет ли использоваться человеческий труд, хотя бы в качестве дополняющего элемента.

Кроме того, универсальность печати и возможности моделирования смогут в будущем позволить возводить дома на участках со сложным рельефом. Технические решения уже в этом направлении естьКроме того, универсальность печати и возможности моделирования смогут в будущем позволить возводить дома на участках со сложным рельефом. Технические решения уже в этом направлении есть

С помощью точного расчета можно создавать идеальные опорные и несущие конструкции под определённую местность, идеально точно следовать метражу помещения по проекту, а главное – создать идеально ровные стены. Кроме того, с помощью 3D-печати можно создать идеально ровный фундамент, причем достаточно быстро.

Среди главных, но существенных минусов – это большие энергозатраты и необходимость обслуживания оборудования. Кроме того, каким бы ни было совершенным оборудование, полный цикл работ оно охватить не сможет.

Строительная площадка под строительство дома на 3D-принтереСтроительная площадка под строительство дома на 3D-принтере

Ведущие производители принтеров для 3D-печати домов

В России пока немногие компании решились освоить такую технологию строительства. Ещё меньше занимаются серийным производством такого оборудования. Всё-таки, пока это штучный товар. Однако, всё же можно назвать одну из них, которая уже прочно заняла лидирующие позиции в этой области. Это фирма СпецАвиа. Её персоналом был разработан и опробован прототип строительного 3D-печатного аппарата и осуществлена пробная печать.

Кроме того, на рынке можно встретить образцы словенской компании BetAbram. Она занялась серийным производством строительных принтеров. Сейчас в линейке компании несколько вариантов конструкций или моделей принтеров.  Их стоимость варьируется от 12 000 евро за станок до 20000 евро. Вероятно, что затраты себя оправдают.

Принтер BetAbram P1 может напечатать дом площадью в 144 квадратных метра, при относительно невысокой конструкции – около трех метровПринтер BetAbram P1 может напечатать дом площадью в 144 квадратных метра, при относительно невысокой конструкции – около трех метров

Внешне принтер похож на обычную платформу, двигающуюся по рельсам. Они регулируются по высоте.

А как же насчет внутренних стен? Интересно, что и тут строительный 3D-принтер тоже может выручить. Просто сырье для возведения внутренних перегородок отличается.

Такие стены никак не похожи на цементные, хотя напечатаны в той же технологииТакие стены никак не похожи на цементные, хотя напечатаны в той же технологии

Специальный полимер на основе клея и соли, высыхая, создает ажурную конструкцию, которая про прочности не уступает цементной, однако, она значительно легче. Материал не боится влаги, его можно использовать для возведения перегородок.

Материал под названием Saltygloo (с англ. «солевой клей») был разработан компанией EmergingObjectsМатериал под названием Saltygloo (с англ. «солевой клей») был разработан компанией EmergingObjects

Примеры домов, построенных с применением 3D-печати

Ещё раз, давайте полюбуемся на причудливые строения, созданные искусственным интеллектом. Вполне вероятно, что подобные строения прочно войдут в нашу жизнь. А также посмотрим, как работают самые трудолюбивые каменщики в мире.

А если у вас идеи, как можно использовать 3D-печать в строительстве, расскажите об этом другим читателям нашего онлайн журнала Homius.ru.

Предыдущая

Новинки рынкаИзысканно и шикарно: как использовать обожженное дерево в интерьере

Следующая

Новинки рынкаКрепче стали: почему выгодно использовать стеклопластиковую арматуру вместо традиционной

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:

ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

Двухэтажный дом впервые распечатали на огромном 3D-принтере

Всего за несколько лет технология 3D-печати в архитектуре совершила скачок от создания скучных бетонных коробок к производству самого настоящего и при том недорогого жилья. Весьма показательный эксперимент провела компания Kamp C в Антверпене, возведя прототип напечатанного дома с двумя этажами с помощью «крупнейшего в Европе» 3D-принтера.

Площадь проекта безымянного дома составляет около 90 кв. м — это первый двухэтажный дом, распечатанный на 3D-принтере. Он был построен с использованием принтера COBOD BOD2 размером 10 x 10 метров. Как и в других проектах с объемной печатью, процесс строительства представлял собой выдавливание специальной цементоподобной смеси из сопла для создания базовой конструкции. Слой за слоем принтер возводил стены, пока смесь постепенно высыхала и становилась твердой. Впрочем, без вмешательства человека робот пока что обойтись не может: финальные штрихи — крышу и окна — пришлось добавлять рабочим.

Дом был полностью завершен в течение трех недель, однако Kamp C считает, что в будущем этот процесс можно будет сократить до двух дней.

Kamp C Интерьер дома

«Прочность материала на сжатие в три раза выше, чем у обычного печатного кирпич», — объясняет Марийке Аертс, менеджер проекта. «Помимо волокон в бетоне, количество используемой арматурной сетки крайне ограничено. Благодаря новой технологии печати опалубка оказалась избыточной, что позволило сэкономить приблизительно шестьдесят процентов на материале, времени и бюджете».

Внутренняя часть дома-прототипа имеет размеры, аналогичные типичному бельгийскому коттеджу. На самом деле, жить в нем никому не придется, так как дом был напечатан для финансируемых правительством исследовательских целей и для освещения возможностей архитектуры 3D-печати в целом. Он включает в себя прихожую, две гостиные и кухонную зону. Инженеры-проектировщики Kamp C также добавили в конструкцию некоторые дополнительные полезные функции, такие как пол с подогревом, солнечные батареи и тепловой насос. В будущих версиях дома запланирована также «зеленая» крыша-терраса.

Kamp C Дизайнеры сделали дом максимально похожим на жилой

Если вы находитесь в районе Антверпена и хотели бы лично проверить проект, вы можете сделать это в июле и августе, записавшись на прием через веб-сайт Kamp C (на голландском языке).

50 крутых вещей для печати на 3D-принтере / Блог компании Top 3D Shop / Хабр

Нет идей для 3D-печати? Надоели никчемные безделушки? Перед вами список 50 крутых действительно полезных вещей для 3D-печати.

Как и мы, вы просто в восторге от возможностей 3D-печати. Но, к сожалению, горизонт завален безделушками, финтифлюшками и прочими ненужными штуками. Нам грозит опасность быть погребенными под кучей никому не нужного хлама.

Сбросьте с себя оковы посредственности! Давайте создавать действительно полезные вещи! Перед вами список крутых вещей, которые можно изготовить на 3D-принтере прямо сейчас. Докажите своим близким и любимым, что эта чудесная технология может найти ежедневное и практическое применение. 

Нет доступа к 3D-принтеру? Не беда. Просто загрузите файлы на нашу систему сравнения цен 3D-печати и выберите самую выгодную стоимость, ОНЛАЙН!

Нет 3D-принтера для печати этих замечательных вещей? Тогда приходите к <a href=«top3dshop.ru]нам, наши специалисты подберут вам лучшее оборудование!

А теперь подробнее о полезных вещах.

Крутая вещь для 3D печати №1: пластмассовый молоток

THWACK это способный к тяжелый работе пластмассовый молоток общего назначения. Отлично подходит для забивания гвоздей в доме, плотно закрывающихся объектов, «ударной» аранжировки в джаз-бэнде и запугивания незнакомцев. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №2: полка для розетки

Приставьте к вашей розетке полочку для подпорки телефона во время зарядки. В полке имеется наклонная выемка, что позволяется держать ваш смартфон или планшет в вертикальном положении. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №3: мыльница

Элегантная мыльница для ванной комнаты с двумя моющимися отделениями. По желанию вы можете изменить узор внутреннего поддона. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №4: ручки с ярлычками для тумбочки

Искусство хранения не обязательно должно быть скучным. Hobb Knob – это маленькая ручка с ярлычком для описания вещей, хранимых в ящиках. Теперь вы никогда не потеряете свои носки! 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №5: подстаканники с геометрическими узорами

Когда дело касается горячих напитков, неизбежный риск представляют круги от кружки. Всё принимает куда более серьезные обороты, если в доме водится кофе-зависимый обитатель. Эти подстаканники доступные в трех видах дизайна помогут избежать неприглядных пятен. 

Скачать с Pinshape

Крутая вещь для 3D печати №6: лампа на шарнирах

Эта модульная лампа на шарнирах состоит из 6 основных элементов: основа, корпус и верхняя часть со светодиодами. Чтобы сделать лампу более высокой, вы можете добавить необходимое количество элементов. 

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №7: открывалка для бутылок одной рукой

Эта открывался для бутылок в форме бумеранга пригодится людям, испытывающим трудности при выполнении действий, требующих приложения силы, например при открывании пластиковой бутылки. Распечатайте ее и подарите своей бабушке. Она по достоинству оценит этот жест. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №8: насадка душа

Купание под водопадом в вашем списке вещей, которые стоит сделать перед смертью? Следующая лучшая вещь — это 3D-напечатанная насадка душа (вероятно). 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №9: секретная полочка  

Спрячьте ценные документы и заначку от любопытных взглядов на этой потайной полке. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №10: ручка для банки

Усовершенствуйте пустые банки из-под варенья с помощью напечатанной ручки. Что может быть проще? 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №11: пластмассовый гаечный ключ

Полноценный пластмассовый гаечный ключ общего назначения. Собственно для завинчивания и вывинчивания по дому. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №12: визитница

 «Какой нежный желтоватый оттенок, и толщина подобрана со вкусом, о боже, даже водяные знаки.» У вас есть такая визитка? Найдите ей пару в виде этой визитницы, печатаемой целиком (да, уже с откидной крышкой). Инструкции по добавлению индивидуального логотипа включены. 
Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №13: держатель туалетной бумаги в форме инопланетного захватчика

Сделайте вашу ванную комнату ярче с функциональной распечатанной моделью классического инопланетного захватчика… кхм, держащего вашу туалетную бумагу. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №14: подъёмная платформа

Перед вами полностью собранная подъёмная платформа. Печатается целиком. Нет нужды возиться с кучей деталей. Регулируемая высота может использоваться для подъема или поддержки объекта приемлемого веса. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №15: автопоилка для растений

Комнатные растения стали жертвой невнимания? ЗАБУДЬТЕ ОБ ЭТОМ. Распечатайте этот простейшую автоматическую поилку для растений, и ваша совесть останется чистой. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №16: держатель для наушников-капелек

Мы тратим немало денег на покупку наушников на ходу, но недостаточно защищаем их при использовании. Ничего не опасаясь, спрячьте наушники в этом 3D напечатанном держателе. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №17: ручка для пакета  

Нам всем знакома эта ситуация. Тащишься домой из супермаркета, нагруженный пакетами с продуктами. Сила гравитации заставляет пластик врезаться в ваши ладони, я прав? ХВАТИТ. Напечатайте эти ручки для пакетов и навсегда забудьте о натертых ладонях! 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №18: подставка для планшета  

Есть случаи, когда при работе со смарт-устройством необходимо освободить руки, например, при просмотре ТВ шоу или рецептов при готовке,. Эта простая подставка для поддержки планшетов с диагональю 7 дюймов и больше, годится как для портретного, так и для альбомного режимов. 

Скачать с Pinshape

Крутая вещь для 3D печати №19: автопоилка для растений №2

Еще одно хитрое изобретение для садоводческого искусства. Оно особенно подходит для кухонных растений. В следующий раз, когда вы купите свежую зелень для готовки, пересадите ее в это аккуратно устройство, и она останется свежей в течение всей недели. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №20: дверной упор

Надоело, что дома или в офисе все хлопают дверьми? Тогда вам нужен БЕСКОМПРОМИССНЫЙ дверной упор. Легкий вес, безопасен для детей, предназначен для простой установки и простого изготовления на FDM 3D принтере. Создатель упора также утверждает, что устройство может использоваться для отражения зомби-атак, однако эта версия не была проверена. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №21: скребок для лобового стекла

Если хотите легко и быстро избавиться от снега и льда на лобовом стекле вашей машины с помощью этого удобного скребка. Печатается без опоры, на конце имеется отверстие для шнурка.

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №22: регулятор расхода воды в поливочном шланге

Эта специальная насадка регулирует расход воды в поливочном шланге, около 2 л в минуту. Отлично, если в разгар лета у вас установлены ограничения на расход воды. 

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №23: модульная полка для вина  

Неважно, будь вы новичком или ценителем в мире вина, отличным решением для хранения благородного напитка станет эта модульная полка для винных бутылок WIRA. В соответствии с вашей коллекцией ее можно расширить (или сузить), печатая лишь необходимое количество модулей. 

Скачать с 3DShook

Крутая вещь для 3D печати №24: свисток для защиты  

Этот свисток оригинального дизайна легко сделать и носить с собой. Износостойкий и очень громкий. Насколько громкий? Как насчет 118 децибел? Этого более чем достаточно, чтобы люди услышали о вашей чрезвычайной ситуации.
Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №25: Держатель для наушников Apple

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №26: Держатель зонта для инвалидного кресла

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №28: Защита для диска

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №29: Форма для снежков

Скачать с ThingiVerse

Крутая вещь для 3D печати №30: Защита для винной бутылки

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №31: Карманная пепельница

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №32: Кольцо-держатель для стакана 

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №33: Стенд для пульта Apple

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №34: Держатель для ключей

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №35: Держатель столовых приборов для людей с ограниченными возможностями

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №36: Крышка для винной бутылки

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №37: Держатель для бумажного стаканчика

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №38: Кейс для лезвия

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №39: Держатель для детской бутылочки


Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №40: Вешалка для полотенец

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №41: Держатель для стакана

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №42: Держатель для телефона в душе

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №43: Держатель для пивных стаканов

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №44: Подставка для MacBook Pro

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №45: Защита для SD-карт

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №46: Корпус для батареек

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №47: Держатель для мороженых рожков

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №48:  Душевой набор

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №49:  Яичный сепаратор

Скачать с MyMiniFactory

Крутая вещь для 3D печати №50:  Катушка для кабеля

Скачать с MyMiniFactory

Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?

Подписывайтесь на нас в соц. сети facebook:

Стоимость дома на 3д принтере — расчет

Стоимость дома на 3д принтере зависит от многих факторов. Это и размер, и материал и многое другое.

3d печать домов бизнес является одной из областей применения 3д печати. Он является машиной, которая может строить дома путем нанесения материала, например, бетон, слой за слоем. 3D-печать по бетону — «Строительство 4.0» — это технология 3D-печати. Аналогичная той, которую используют 3D-принтеры FFF.

3d печать домов цена формируется из стоимости материалов, стоимости работы и эксплуатации оборудования.

Материал пастообразного типа проталкивается через насадку слоями для печати зданий в 3D. В данном случае бетон или земля.

Бетонная 3D-печать в строительной отрасли помогает сэкономить время, усилия и материал. По сравнению с традиционными методами строительства. Однако важно отметить, что 3D-принтеры еще не способны создать полностью функциональный дом.

Можно построить только каркас и стены дома. Другие элементы, такие как окна, электричество или сантехника, должны быть установлены отдельно. Но бетонные 3D-принтеры также можно использовать для печати мостов, скамей. Или просто наружных украшений.

Стоимость дома на 3д принтере и как его построить?

Здесь мы объясняем, как 3D-принтеры могут печатать дома с экструзией пасты. Из чего складывается стоимость дома на 3д принтере.

Технология 3D-печати дома

Домашние 3D принтеры используют технологию экструзии. Некоторые конструкторские 3D-принтеры похожи на настольные 3D-принтеры FFF/FDM большого размера (портальный стиль). Тогда как другие состоят из вращающегося механического рычага.

В обоих случаях компоненты пасты, такие как бетон, используются в качестве нити накала. Материал выталкивается из специального сопла для формирования слоев. Говоря проще, экструзия пасты похожа на использование мешка для раздачи глазури на торте.

Принтер создает основание и стены дома слой за слоем. Основание буквально является пластиной сборки принтера. Однако некоторые бетонные 3D-принтеры используются для 3D-печати кирпичей. После формовки кирпичи складываются друг на друга вручную. Или с помощью роботизированной руки.

Преимущества 3D печати домов

Экологичность: 3D печатные дома могут быть построены из экологически чистых материалов. Более того, некоторые 3D-принтеры для строительства домов используют солнечную энергию и выделяют мало CO2.

Доступность: 3D-принтеры для строительства домов могут строить доступное жилье. Оказывая большую помощь людям в бедных регионах или после стихийных бедствий.

Масштабируемость: строительная 3D-печать снижает определенные затраты на строительство. Например, стоимость дома на 3д принтере из расчета 1 квадратного метра стены с использованием традиционных методов строительства составляет примерно 75 долларов. Тогда как для 3D-принтера Apis Cor house она составляет всего 27 долларов.

Эффективность: машины производят меньше отходов. Поскольку материалы по запросу печатаются в 3D. Кроме того, строительные 3D-принтеры могут закончить фундамент дома менее чем за несколько дней. В то время как традиционные методы строительства занимают несколько недель или даже месяцев.

Гибкость дизайна: с помощью 3D-принтера можно легко создавать изогнутые стены и уникальные фасады. (Хорошо, что можно напечатать в 3D мебель, чтобы соответствовать кривым!

Стоимость дома на 3д принтере и пределы 3D-печатных домов

Дорогие начальные инвестиции: Стоимость дома на 3д принтере иногда может достигать миллиона долларов.

Частично построенные дома: 3D-принтеры для строительства домов строят только каркасы домов. Процесс 3D-печати обычно приостанавливается, чтобы вручную установить сантехнику, проводку и арматуру.

Грубый внешний вид: внешность большинства домов с 3D-печатью не такая гладкая, как у традиционных домов.

Отсутствие сертификации: строительные площадки регулируются законами и существуют важные стандарты безопасности. Которые необходимо соблюдать. Что может быть затруднительно при использовании методов 3D-печати. Например, различная повторяемость, стабильность размеров и т.д..

Еще одним недостатком, который отмечался на протяжении многих лет, является то, что 3D-печать домов может нанести вред местной экономике. Особенно в бедных регионах или городах с высоким уровнем безработицы. Действительно, они создают гораздо меньше рабочих мест для местных работников. Поскольку строительные 3D-принтеры сокращают потребность в ручном труде.

Различия между 3D-печатью домов и традиционными домами

Бетонная 3D-печать экономит время, использует меньше материалов и требует меньше ручного труда. Стоимость дома на 3д принтере становится естественно ниже.

Однако дома в 3D имеют более грубый внешний вид. Дополнительная обработка является опцией, как и для обычных 3D-объектов. Дома в 3D имеют тенденцию быть меньше из-за ограничений объема сборки 3D-принтера. Но это не всегда так.

Строительная 3D-печать быстрее и доступнее традиционных методов строительства.

Трудно дать определенные заявления о том, сколько времени занимает 3D-печать дома и какая стоимость дома на 3д принтере. Поскольку строительство 3D-печати все еще находится на ранних этапах.

Сколько времени занимает 3D печать дома?

Различные производители строительных 3D-принтеров, такие как Apis Cor или ICON, могут похвастаться тем, что они способны напечатать небольшой дом в 3д за 24 часа. Как уже упоминалось ранее, задания на печать обычно включают только закладку фундамента и стен дома.

Это экономит любое время. Которое обычно требуется стандартной команде, чтобы построить стены для определенного проекта. Остальные сроки строительства дома остаются равными.

Купить дом напечатанный на 3d принтере – экспертные оценки

Сколько стоит купить дом напечатанный на 3d принтере? В целом, согласно оценкам, дом в 3D стоит на 30–55% дешевле, чем традиционный дом.

Для справки: производство небольшого дома Apis Cor обходится менее чем в 10 000 долларов. А компактный 3D-дом ICON стоит даже менее 4000 долларов.

3д принтер по бетону цена? Строительный 3D-принтер может стоить где-то от 180 до более 1 млн. долларов. Роботизированные системы манипуляторов, как правило, имеют более высокую цену, чем портальные системы.

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook

Насколько точно работает 3D-печать?

3D-печать — это универсальный метод производства и быстрого прототипирования. В течение последних нескольких десятилетий он вошел во многие отрасли промышленности по всему миру.

3D-печать является частью семейства производственных технологий, называемых аддитивным производством. Здесь описывается создание объекта путем добавления материала к объекту слой за слоем. На протяжении всей своей истории аддитивное производство носило разные названия, включая стереолитографию, 3D-многослойность и 3D-печать, но 3D-печать наиболее известна.

Итак, как работают 3D-принтеры?

СВЯЗАННЫЕ: НАЧАТЬ СВОЙ СОБСТВЕННЫЙ БИЗНЕС 3D-ПЕЧАТИ: 11 ИНТЕРЕСНЫХ СЛУЧАЙ КОМПАНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ 3D-ПЕЧАТЬ

Как работает 3D-принтер?

Процесс 3D-печати начинается с создания графической модели объекта для печати. Они обычно разрабатываются с использованием пакетов программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР), и это может быть самой трудоемкой частью процесса. Для этого используются программы TinkerCAD, Fusion360 и Sketchup.

Для сложных продуктов эти модели часто проходят тщательное тестирование в симуляции на наличие потенциальных дефектов в конечном продукте. Конечно, если объект для печати является чисто декоративным, это менее важно.

Одним из основных преимуществ 3D-печати является то, что она позволяет быстро создавать прототипы практически чего угодно. Единственным реальным ограничением является ваше воображение.

На самом деле, есть некоторые объекты, которые слишком сложны для создания в более традиционных процессах производства или прототипирования, таких как фрезерование или литье с ЧПУ.Это также намного дешевле, чем многие другие традиционные методы производства.

После проектирования следующим этапом является цифровая нарезка модели, чтобы получить ее для печати. Это жизненно важный шаг, поскольку 3D-принтер не может концептуализировать 3D-модель так же, как вы или я. Процесс нарезки разбивает модель на несколько слоев. Дизайн для каждого слоя затем отправляется на печатающую головку для печати или укладки по порядку.

Процесс нарезки обычно завершается с использованием специальной программы для резки, такой как CraftWare или Astroprint.Это программное обеспечение слайсера также будет обрабатывать «заливку» модели, создавая решетчатую структуру внутри твердой модели для дополнительной устойчивости, если это необходимо.

Это также область, где 3D-принтеры превосходны. Они способны печатать очень прочные материалы с очень низкой плотностью благодаря стратегическому добавлению воздушных карманов в конечный продукт.

Программное обеспечение слайсера также добавит колонки поддержки, где это необходимо. Они необходимы, потому что пластик нельзя укладывать в воздухе, а колонки помогают принтеру устранить пробелы.Эти столбцы затем удаляются при необходимости.

После того, как программа слайсера заработала свое волшебство, данные затем отправляются на принтер для финальной стадии.

Источник: Интересный инженерный магазин

Отсюда, сам 3D-принтер вступает во владение. Он начнет распечатывать модель в соответствии с конкретными инструкциями программы слайсера, используя различные методы, в зависимости от типа используемого принтера. Например, прямая 3D-печать использует технологию, аналогичную струйной технологии, в которой сопла перемещаются вперед-назад и вверх-вниз, распределяя густые воски или полимерные полимеры, которые затвердевают, образуя каждое новое поперечное сечение трехмерного объекта.Многоструйное моделирование использует десятки струй, работающих одновременно, для более быстрого моделирования.

При 3D-печати на связующем сопла для струйной печати наносят мелкий сухой порошок и жидкий клей или связующее, которые образуют каждый печатный слой. Принтеры переплета делают два прохода, чтобы сформировать каждый слой. Первый проход наносит тонкий слой порошка, а второй проход использует сопла для нанесения связующего.

При фотополимеризации капли жидкого пластика подвергаются воздействию лазерного луча ультрафиолетового света, который превращает жидкость в твердое вещество.

Спекание — это еще одна технология 3D-печати, которая включает плавление и сплавление частиц для печати каждого последующего слоя. Связанное с этим селективное лазерное спекание основано на использовании лазера для расплавления огнестойкого пластикового порошка, который затем затвердевает с образованием печатного слоя. Спекание также может быть использовано для создания металлических предметов.

Процесс 3D может занять часы или даже дни, в зависимости от размера и сложности проекта.

«В отрасли есть несколько более быстрых технологий, создающих брызги, например, Carbon M1, который использует лазеры, попавшие в слой жидкости, и вытягивает отпечаток из него, значительно ускоряя процесс.Но принтеры такого типа во много раз сложнее, намного дороже и пока работают только с пластиком. «- howtogeek.com.

Независимо от того, какой тип 3D-принтера используется, общий процесс печати обычно одинаков.

  • Шаг 1: Создание 3D-модели с использованием программного обеспечения САПР
  • Шаг 2: Чертеж САПР преобразуется в формат стандартного языка тесселяции (STL). Большинство 3D-принтеров используют файлы STL в дополнение к файлам других типов. такие как ZPR и ObjDF.
  • Шаг 3: Файл STL передается на компьютер, который управляет 3D-принтером. Там пользователь определяет размер и ориентацию для печати.
  • Шаг 4: Сам 3D-принтер настроен. Каждый аппарат имеет свои собственные требования к настройке, такие как заправка полимеров, связующих веществ и других расходных материалов, которые будет использовать принтер.
  • Шаг 5: Запустите машину и дождитесь завершения сборки. В течение этого времени необходимо регулярно проверять машину, чтобы убедиться в отсутствии ошибок.
  • Шаг 6: Распечатанный объект извлечен из аппарата.
  • Шаг 7: Последний шаг — постобработка. Многие 3D-принтеры требуют какой-либо последующей обработки, такой как удаление остатков порошка или мытье отпечатанных предметов для удаления водорастворимых подложек. Новый объект также может нуждаться в лечении.

Что может сделать 3D-принтер?

Как мы уже видели, 3D-принтеры невероятно универсальны.Теоретически они могут создавать практически все, что вы можете придумать.

Но они ограничены типами материалов, которые они могут использовать для «чернил», и их размерами. Для очень больших объектов, например, дома, вам нужно будет распечатать отдельные фрагменты — или использовать очень большой 3D-принтер .

3D-принтеры могут печатать в пластиковых, бетонных, металлических и даже клетках животных. Но большинство принтеров предназначены для использования только одного типа материала.

Некоторые интересные примеры 3D-печатных объектов включают, но не ограничиваются: —

  • Протезы и другие части тела
  • Дома и другие здания
  • Пища
  • Медицина
  • Огнестрельное оружие
  • Жидкие структуры
  • Стекло продукты
  • Акриловые предметы
  • Кинематографический реквизит
  • Музыкальные инструменты
  • Одежда
  • Медицинские модели и устройства

Очевидно, что 3D-печать находит применение во многих отраслях промышленности.

Какие существуют виды программного обеспечения для 3D-печати?

Различные программы САПР будут использовать различные форматы файлов, но некоторые из наиболее распространенных:

  • STL — стандартный язык тесселяции, или STL — это формат 3D-рендеринга, который обычно может обрабатывать только один цвет. Обычно это формат файла, используемый большинством настольных 3D-принтеров.
  • VRML — Язык моделирования виртуальной реальности, файл VRML является более новым форматом файла.Они обычно используются для принтеров с несколькими экструдерами и могут обрабатывать многоцветные модели.
  • AMF — формат файла аддитивного производства, открытый стандарт для 3D-печати на основе XML. Он также может поддерживать несколько цветов.
  • GCode — GCode — это другой формат файла, который может содержать подробные инструкции для 3D-принтера, которым необходимо следовать при укладке каждого слайса.
  • Другие форматы — Другие производители 3D-принтеров также имеют свои собственные форматы файлов.

Каковы преимущества 3D-печати?

Как мы уже говорили выше, 3D-печать может иметь различные преимущества по сравнению с более традиционными производственными процессами, такими как литье под давлением или фрезерование с ЧПУ.

3D-печать является аддитивным процессом, а не вычитающим, как фрезерование с ЧПУ. 3D-печать строит вещи послойно, а затем постепенно удаляет материал из сплошного блока для создания продукта. Это означает, что в некоторых случаях 3D-печать может быть более ресурсоэффективной, чем ЧПУ.

Другой пример традиционных производственных процессов — литье под давлением — отлично подходит для изготовления большого количества объектов. Несмотря на то, что он может использоваться для создания прототипов, литьевое формование лучше всего подходит для крупномасштабного массового производства утвержденного дизайна продукта. Тем не менее, 3D-печать лучше подходит для небольших ограниченных серий или прототипирования.

В зависимости от использования, существуют некоторые другие преимущества 3D-печати по сравнению с другими производственными процессами. К ним относятся, но не ограничиваются:

  • Ускорение производства — Несмотря на то, что время от времени медленная, 3D-печать может быть быстрее, чем некоторые обычные процессы, такие как литье под давлением и вычитание.
  • Легкодоступный — 3D-печать существует уже несколько десятилетий, а с 2010 года она активно развивается. В настоящее время доступно большое разнообразие принтеров и пакетов программного обеспечения (многие из них с открытым исходным кодом), что позволяет почти любому легко научись это делать.
how 3d printers work pros Источник: Pixabay
  • Более качественные продукты — 3D-печать обеспечивает стабильное качество продукции. До тех пор, пока модель является точной и пригодной для использования, и используется принтер того же типа, конечный продукт обычно всегда будет иметь одинаковое качество.
  • Отлично подходит для проектирования и тестирования продукции — 3D-печать — один из лучших инструментов для проектирования и тестирования продукции. Он предлагает возможности для проектирования и тестирования моделей, чтобы с легкостью доработать.
  • Экономически эффективный — 3D-печать, как мы уже видели, может быть экономически эффективным средством производства. Как только модель создана, процесс обычно автоматизируется, а отходы сырья, как правило, ограничиваются.
  • Дизайн изделий практически бесконечен — Возможности 3D-печати практически безграничны.До тех пор, пока он может быть спроектирован в САПР, а принтер достаточно велик для его печати, пределом является небо.
  • 3D-принтеры могут печатать с использованием различных материалов — Некоторые 3D-принтеры могут фактически смешиваться или переключаться между материалами. В традиционной печати это может быть сложно и дорого.
.
Что такое 3d печать — 3d принтеры — как работает 3d печать

Множество устройств аддитивного производства в MIT. США надеются, что такие технологии могут стимулировать производственный сектор. (Фото предоставлено: 2010, предоставлено Нилом Гершенфельдом, Центр битов и атомов, Массачусетский технологический институт)

3D-принтер не может создавать объекты по требованию, такие как «Звездный путь», репликаторы научной фантастики. Но растущее число машин для 3D-печати уже начало революционизировать бизнес в реальных условиях.

3D-принтеры работают, следуя цифровым инструкциям компьютера, чтобы «напечатать» объект, используя такие материалы, как пластик, керамика и металл. Процесс печати включает в себя создание объекта по одному слою за раз до его завершения. Например, некоторые 3D-принтеры выпускают поток нагретого полужидкого пластика, который затвердевает при перемещении головки принтера, создавая контур каждого слоя внутри объекта.

Один из 3D-принтеров, работающих в группе Mediated Matter Media Lab.(Фото предоставлено MIT Melanie Gonick)

Инструкции, используемые 3D-принтерами, часто принимают форму файлов автоматизированного проектирования (CAD) — цифровых чертежей для создания различных объектов. Это означает, что человек может спроектировать объект на своем компьютере с помощью программного обеспечения для 3D-моделирования, подключить компьютер к 3D-принтеру, и смотреть, как 3D-принтер строит объект прямо у него на глазах.

История 3D-печати

Производители спокойно использовали технологию 3D-печати — также известную как аддитивное производство — для создания моделей и прототипов продуктов за последние 20 лет.Чарльз Халл изобрел первый коммерческий 3D-принтер и предложил его для продажи через свою компанию 3D Systems в 1986 году. На аппарате Халла использовалась стереолитография — метод, основанный на лазере для отверждения чувствительного к ультрафиолету полимерного материала везде, где касается ультрафиолетового лазера.

Технология оставалась относительно неизвестной для широкой публики до второго десятилетия 21-го века. С тех пор комбинация государственного финансирования США и коммерческих стартапов породила новую волну беспрецедентной популярности вокруг идеи 3D-печати.

Во-первых, администрация президента Барака Обамы выделила 30 миллионов долларов на создание Национального института инновационных добавок в производстве (NAMII) в 2012 году, чтобы помочь оживить производство в США. NAMII выступает в качестве головной организации для сети университетов и компаний, которая стремится усовершенствовать технологию 3D-печати для быстрого развертывания в производственном секторе.

Во-вторых, новая волна стартапов сделала идею 3D-печати популярной в рамках так называемого движения «Maker», которое подчеркивает проекты «сделай сам».Многие из этих компаний предлагают услуги 3D-печати или продают относительно дешевые 3D-принтеры, которые могут стоить всего несколько сотен, а не тысяч долларов.

Будущее 3D-печати

3D-печать, вероятно, не заменит многие обычные методы сборочной линии для создания стандартных продуктов. Вместо этого технология дает преимущество в изготовлении индивидуальных, специально изготовленных деталей по требованию, что больше подходит для создания специализированных деталей для военных самолетов США, а не для изготовления тысяч мусорных баков для продажи в Wal-Mart.Boeing уже использовал 3D-печать, чтобы сделать более 22 000 деталей, используемых сегодня на гражданских и военных самолетах.

Инженер-механик Ларри Бонассар держит изготовленное ухо, напечатанное на 3D-принтере, в своей лаборатории в Weill Hall Корнелльского университета. (Фото предоставлено Lindsay France / Cornell University Photography)

Медицинская индустрия также использует возможности 3D-печати для создания уникальных объектов, которые в противном случае было бы сложно построить с использованием традиционных методов. УниверситетВо время операции в марте 2013 года S. Surgery вживила кусочек черепа с 3D-печатью, чтобы заменить 75 процентов черепа пациента. Исследователи также создали плесень для уха с 3D-печатью, которая служила каркасом для биоинженерного уха с живыми клетками.

Распространение технологии 3D-печати по всему миру также может сократить географические расстояния как для домовладельцев, так и для предприятий. Онлайн торговые площадки уже позволяют людям загружать 3D-печатные проекты для объектов и продавать их в любой точке мира.Вместо того, чтобы платить огромные сборы за доставку и налоги на импорт, продавцы могут просто договориться о распечатке проданного продукта на любом объекте 3D-печати, который ближе всего к покупателю.

Такие услуги 3D печати не могут быть ограничены специализированными магазинами или компаниями в ближайшем будущем. Магазины Staples планируют предлагать услуги 3D-печати в Нидерландах и Бельгии, начиная с 2013 года.

Предприятия не будут одиноки в том, что смогут воспользоваться возможностью 3D-печати для печати по запросу в любом месте. Американские военные развернули лаборатории 3D-печати в Афганистане, чтобы ускорить темпы инноваций на поле боя и быстро построить все, что может понадобиться солдатам на месте.НАСА изучило возможности 3D-печати для изготовления запасных частей на борту Международной космической станции и создания космического корабля на орбите.

Большинство 3D-принтеров не выходят за рамки бытовых приборов, таких как холодильники, но 3D-печать может даже увеличиваться в размерах, чтобы строить объекты размером с дом. Отдельный проект НАСА исследовал возможность строительства лунных баз для будущих астронавтов, используя лунную «грязь», известную как реголит.

Ограничения 3D-печати

Но 3D-печать все еще имеет свои пределы.Большинство 3D-принтеров могут печатать объекты только с использованием материалов определенного типа — серьезное ограничение, которое не позволяет 3D-принтерам создавать сложные объекты, такие как Apple iPhone. Тем не менее, исследователи и коммерческие компании начали разрабатывать обходные пути. Optomec, компания из Альбукерке, штат Нью-Мексико, уже создала 3D-принтер, способный печатать электронные схемы на объектах.

Пистолет .22, собранный с использованием приемника, напечатанного на 3D-принтере. (Изображение предоставлено: HaveBlue.org)

Бум 3D-печати может в конечном итоге оказаться разрушительным как в положительном, так и в отрицательном смысле.Например, возможность легко обмениваться цифровыми чертежами в Интернете и распечатывать объекты в домашних условиях оказалась огромным благом для мастеров, занимающихся самостоятельной разработкой.

Но эксперты по безопасности беспокоятся о способности 3D-печати усиливать последствия цифрового пиратства и обмениваться знаниями, которые могут оказаться опасными в чужих руках. Техасская группа Defense Distributed уже начала раздвигать границы общества, работая над первым в мире полностью 3D-печатным оружием.

Для получения последней информации о 3D-печати, посетите:

Статьи по теме:

,
Китайская компания строит дома быстро с 3D печатью

Это спешащий дом.

Китайская компания использует технологию 3D-печати для строительства 10 одноэтажных домов в день — более дешевая, быстрая и безопасная альтернатива более традиционному строительству.

WinSun Deco Design Engineering построили дома в Шанхае, используя четыре гигантских 3D-принтера, каждый из которых имеет ширину 10 метров (33 фута) и высоту 6,6 метра (22 фута), сообщает китайское информационное агентство Xinhua .Они производят смесь цемента и строительного мусора, чтобы строить стены слой за слоем, процесс, очень похожий на то, как пекарь может покрыть лед пирогом.

«Мы приобрели детали для принтера за границей и собрали аппарат на заводе в Сучжоу», — сказал генеральный директор WinSun Ма Ихэ International Business Times . «Такой новый тип 3D-печатной структуры является экологически чистым и экономически эффективным».

Каждое здание площадью примерно 2100 квадратных футов стоит менее 5000 долларов.Компоненты домов проверяются на качество по мере их возведения, потому что в Китае еще нет строительных норм и правил для 3D-печати. WinSun использует специальный быстросохнущий цемент для ускорения процесса.

В дополнение к сокращению времени строительства, этот процесс также означает, что строители менее подвержены воздействию опасных материалов или рабочей среды. Плюс, это экологично.

«Чтобы добыть натуральный камень, нам нужно нанять шахтеров, выкопать каменные глыбы и разрубить их на куски», — сказал Ма Синьхуа .«Это сильно вредит окружающей среде».

Дома, построенные WinSun, довольно просты, но Ма добавил, что надеется, что однажды технология 3D-печати компании будет использована для строительства небоскребов.

Это не первый раз, когда мы видим конструкцию на основе 3D-печати. Исследователи из Университета Южной Калифорнии разработали 3D-принтер, способный построить дом площадью 2500 кв. Футов в течение 24 часов, используя процесс, называемый контурной обработкой. DUS Architects разработали 3D-печатный дом для канала, который в настоящее время строится в Амстердаме.

«Это интересная технология», — сказал Mashable Деррик Моррис, директор по технологиям строительства в Habitat for Humanity. «Мы наблюдали за этим с некоторым интересом в течение последних нескольких лет. В большинстве случаев речь идет об изменении мнения потребителей».

Сборка — когда конечный продукт собирается на фабрике до того, как он достигает конечного пункта назначения, — это процесс, который продолжается уже несколько десятилетий; однако в настоящее время его переоборудуют современные архитекторы и дизайнеры.Например, клиенты могут выбрать базовый шаблон и настроить его так, как они хотят. Подобно проектам строительства с 3D-печатью, сборные здания также зарекомендовали себя как быстрые и экономичные варианты.

,


Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о