3 d принтер для строительства домов: как их строят и почему им пророчат большое будущее? 7 реальных домов, в которых уже живут

3д-принтеры в строительстве: перспективы применения

На первый взгляд, конструкции 3д-печати кажутся какой-то скорлупой здания, законченного наполовину. Но при близком рассмотрении вы не обнаружите и кирпичика. Слои материала как бы наращиваются один поверх другого — так и создается сложная конструкция. Это футуристический мир 3D-печати, где роботизированные руки автоматически наслаивают и сжимают слои бетона, или пластика, или любого другого материала в фундамент и выстраивают конструкцию.

Подобный метод строительства сегодня достаточно нишевый — в мире напечатано всего несколько прототипов 3д-домов и офисов. Тем не менее, эта технология представляет собой потрясающее и потенциально сильное решение для перемен в строительстве.

Что же такое 3D-печать в строительстве, в чем потенциал, и будем ли мы работать над 3D-печатными проектами в ближайшем будущем?

Что такое 3d-печать в строительстве?
3д-принтеры в строительстве: как это делается?
5 примеров инноваций
Как проекты с 3d печатью могут помочь строительным компаниям?
Распространение 3D-печати
3д-печать в гражданском строительстве
Технология Wiki House — проект открытым кодом для 3D-печати: что стоит за концептом
Обратная сторона медали
Как можно интегрировать 3D-печать в строительство
О PlanRadar

3D-печать в строительстве — что за технология?

3D-печать для строительства применяет как 3D-принтер, у которого есть роботизированный «кран-рука», который строит конструкции прямо на строительной площадке, так и создание определенных элементов принтерами на заводе, которые уже собираются в конструкцию на объекте.

Концепция 3D-печати не нова: впервые она появилась в 80-х. Но только за последние десятилетие эту технологию достаточно усовершенствовали (и снизили стоимость существенно) и она стала настоящим мейнстримом.

3D-принтеры не сильно отличаются от обычных струйных офисных принтеров. Программное обеспечение сообщает принтеру о размерах конечного продукта. И потом принтер начинает выводить материал на платформу согласно плану. В 3D-принтерах часто используют жидкие металлы, пластик, цемент и вариации разных материалов, которые когда остывают и высыхают, формируя конструкцию.

В 3D-принтере для строительства программы CAD или BIM сообщают устройству, что надо печатать, и машина начинает наслаивать материал слоями, согласно плану конструкции.

3D-принтеры в строительстве: как они работают?

Концепция 3D-печати — принтер выдавливает послойно определенную жидкую смесь, уровень за уровнем, создавая конструкцию, основываясь на трехмерной модели. Подготовленный микс из бетона, наполнителя, пластификатора и других компонентов загружается в бункер устройства и подается на печатающую головку. Смесь наносится на поверхность площадки или на предыдущие отпечатанные слои. Таков принцип работы большинства 3D-принтеров. Среди них существует три вида устройств для 3D-печати:

Портальные 3D-принтеры. Состоят из рамы, трех порталов и печатающей головки. Такие принтеры могут напечатать здание как целиком, так и по частям.
Портальные 3D-принтеры
Delta-принтеры. Они не ограниченны трехмерной моделью, а могут создавать более сложные формы. Печатающая головка подвешена на рычагах, прикрепленных к вертикальным направляющим.
Delta-принтеры
И, наконец, роботизированный принтер. Он представляет собой робота или систему роботов, наподобие промышленного манипулятора, оснащенного экструдерами и управляемого компьютером.

Роботизированный принтер

Читайте также: Новые технологии в строительстве 2021

5 инновационных примеров 3D-печати

На сегодняшний день в строительной сфере реализовано всего несколько проектов в 3D-печати. Вот пять наиболее впечатляющих и многообещающих проектов:

Офисное здание муниципалитета Дубая, ОАЭ

1. Офисное здание муниципалитета Дубая, ОАЭ

В декабре 2019 фирма Apis Cor, занимающаяся роботами для 3D печати объявила о завершении самого крупного в мире частного здания, напечатанного при помощи 3D-печати. Офисный блок, построенный в ОАЭ, представляет собой 9,5 метровой сооружение в высоту и площадью в 640 m2.

3D-принтер Apis Cor перемещался по стройплощадке под открытым небом при помощи крана и возводил разные части конструкции.

2. Офис будущего, ОАЭ

Офис будущего, ОАЭ

Еще одно впечатляющее здание в ОАЭ, созданное 3D-печатью — Офис будущего — уникальная, довольно большая, конструкция, в котором в настоящее время размещается временная штаб-квартира организации Дубайский фонд будущего.

Для этого здания элементы создавались не на стройплощадке, и их напечатали за 17 дней, а само здание было собрано за 48 часов.

3.Дома, созданные 3D-принтером компании ВинСун, Китай

Дома, созданные 3D-принтером компании ВинСун, Китай

Китайская компания 3D-печати WinSun также применила заводские 3D- принтеры для строительства жилых домов. Компания создала несколько проектов домов, в том числе и небольшое многоэтажное здание. Все детали конструкции можно быстро и дешево напечатать и потом быстро их собрать уже на стройплощадке.

Компания подсчитала, что постройка-печать их пятиэтажного здания может стоить всего $161,000.

4. 3D-напечатанный номер в Льюис Гранд Хотел, Филиппины

3D-напечатанный номер в Льюис Гранд Хотел, Филиппины

Планируя поездку на Филиппины, подумайте о том, чтобы остановиться в отеле Lewis Grand Hotel в Анхелес-Сити, Пампанга, где посетителей встретят первым в мире гостиничным люксом, напечатанным на 3D-принтере. Номер в отеле был разработан Льюисом Якичем, владельцем отеля и инженером по материаловедению, в сотрудничестве со специалистом по 3D-печати Энтони Руденко.

Они создали массивный 3D-принтер, который выводит песок и бетон на основе вулканического пепла. Комната была напечатана за 100 часов.

5. Двухэтажный особняк в Бекуме, Германия

Двухэтажный особняк в Бекуме, Германия

Первый 3D-напечатанный жилой дом площадью около 80 квадратных метров — детище немецкой строительной компании PERI GmbH и архитектурно-дизайнерским бюро MENSE-KORTE ingenieure+architekten. Чтобы напечатать один квадратный метр двойной обшивки стены за 5 минут, использовали 3D-принтер BOD2. Здание представляет собой сооружение с трехслойными полыми стенами, заполненными изоляционной массой. Установка полых труб и соединений во время печати осуществлялась вручную.

3D-печать в строительстве кажется действительно впечатляющей, но каковы реальные выгоды такой технологии?

Исследование: Будущее управления строительством

Как цифровые решения изменят управление проектами в 2022 и дальнейшем?

Как 3D-печатные проекты могут быть полезны строительным компаниям?

Сторонники 3D-печати домов и коммерческих офисов указывают на несколько преимуществ такого метода строительства:

Безотходное строительство

В Великобритании почти треть отходов — это от строительной отрасли. По данным Transparency Market Research Group, строительная индустрия к 2025 году во всем мире будет производить 2,2 млрд тонн строительного мусора. И хотя большая часть отходов относится к сносу сооружений, сами строительные площадки продуцируют немало отходов.

И напротив, 3D-печать может сократить отходы практически до нуля. 3D-принтер использует четко определенное количество материала, которое требуется для печати конструкции — ни больше ни меньше. Это может стать большой экономией.

Сниженное потребление энергии

3D-печать в строительстве стимулирует применение местных доступных материалов и натуральных компонентов. Такая практика может сократить энергозатраты на транспортировке, возведении и производстве, поскольку для большинства местных материалов требуется меньше энергопотребления для обработки или установки. Если традиционные материалы с токсичными химическими примесями заменить на натуральные, то можно снизить токсичность всего строительства.

Кроме того, местные материалы часто лучше подходят для локальных климатических условий и могут снизить нагрузку для отопления или охлаждения здания, что также снижает затраты на строительство.

Экономия времени и денег

Как и в случае с ИИ в строительстве, 3D-принтер может работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Это означает, что строительные проекты имеют потенциал быть завершенными намного быстрее, и можно избежать ряда затрат на низкоквалифицированную рабочую силу. Более того, благодаря 3D-печати отпадает необходимость во временных конструкциях, таких как опалубка и леса, которые обычно используются в традиционном строительстве. Исследования бетонных конструкций, напечатанных на 3D-принтере, выявили значительное снижение требований к опалубке — это снижает затраты на 35–60%.

Может реализовывать необычные формы дизайна

Одна из самых привлекающих характеристик 3D-принтеров — их способность создавать сложный и необычный дизайн конструкций, в том числе и единственный, уникальный. Поскольку работа 3д-принтера заключается в наслаивании материала, то их можно запрограммировать на абсолютно любую необычную форму, которую будет намного труднее создать традиционными техниками.

Минимизация человеческих ошибок и повышение безопасности

Опубликованная статистика травм на рабочем месте американским агентством BLS в 2020 году свидетельствует, что строительство- одно из травмоопасных сфер и высоким уровнем частоты заболеваний. Каждый день, около 5333 рабочих гибнет на стройплощадке. А с появлением 3D-печати количество производственных травм и смертельных случаев очевидно снизится, поскольку она делает строительство более программируемым и автоматизированным. Роботизированное строительство требует стандартизированной, точной и полной цифровой информации по зданию, что делает эту технологию более точной и эффективной, с минимальными доработками из-за человеческих ошибок или любых информационных несостыковок. Обычные проблемы с материалами и комплектующими, которые нужно где-то хранить, беречь от повреждения — нивелируются, также исчезают проблемы с монтажом и незавершенной работы из-за повреждений — 3D-элементы создаются по мере строительства, их не нужно перемещать и хранить.

Освоение новых рынков

Применение 3D-принтера также позволяет строительным компаниям заходить на новые секторы рынков, ранее им недоступные. А для начинающих стартапов-компаний, наличие 3D-принтера будет конкурентным преимуществом. Более того, 3D-печать — это блестящий способ поднять или улучшить репутацию бренда строительной компании среди тех, кто считает, что производство бетона влияет на окружающую среду планеты.

Распространение структурной 3D-печати

3D-печать для усиления конструкции, маломасштабных компонентов и структурной стали может произвести настоящую революцию в сфере дизайна, строительства и освоения космоса. Кроме того, Европейское Космическое Агентство (ЕКА) считает, что используя металлы для 3D-печати для создания высококачественных сложных форм, можно существенно снизить их стоимость, и они станут весьма распространенными.

ЕКА вместе с Европейской Комиссией разработали проект по усовершенствованию печатания металлических компонентов, которые можно использовать в космосе. Всего объединилось 28 европейских партнеров для совместного проекта AMAZE (Additive Manufacturing Aiming Towards Zero — послойная 3D-печать для нулевых отходов от производства и эффективное производство высокотехнологичной металлической продукции).

Практически все можно спроектировать на компьютере, так что в планах AMAZE установить 3D-принтер на борт космического корабля, и как только астронавту потребуется какая-либо деталь, инструмент — он сможет просто ее распечатать.

Структурная 3D-печать

3D-печать в гражданском строительстве

3D-печать в гражданском строительстве набирает популярность за последнее десятилетие, как и в аэрокосмической и биомедицинских отраслях. Эта революционная производственная техника основана на ее уникальной возможности создавать любую геометрическую форму без каких-либо формальных ограничений, сводя к минимуму отходы, но повышая производительность и результаты. Активное движение строительной отрасли навстречу автоматизации за последнее время достигло важных рубежей, включая создание первых конструкций при помощи роботизированных «рук» и технологии 3D-печати.

Применение метода 3D-печати в создании структурных элементов из полимерных материалов, бетона и металлов становится все распространеннее.

Эти техники в гражданском проектировании могут создавать свободные формы и инновационные архитектурные конструкции благодаря использованию программному обеспечению, интегрированному в СAD.

Однако несмотря на значительные исследования в аэрокосмической отрасли и биоинженерии по оценке и анализу этого механизма, по прежнему недостаточно понимания по его использованию, воздействия 3D-напечатанных материалов в гражданских сооружениях, как с точки зрения свойств материалов, так и структурной реакции.

Императорский колледж Лондона

Читайте также: Лучшие приложения для стройки в 2021

WIKI HOUSE — 3D печать в строительстве: что в основе концепта

Wiki House — это инновационный проект, созданный небольшой группой архитекторов в Лондоне в 2011 году. Он предлагает цифровую систему с открытым кодом для проектирования домов, что позволяет пользователям создавать, загружать и делиться разным дизайном и печатать свои собственные дома.

Комплект набора не требует каких-то специальных знаний и обучения и может быть создан за 1 день. Элементы в цифровом виде вырезаются из обычного листового материала, наподобие фанеры, применяя станок с ЧПУ. И это намного быстрее, менее затратно и не требует участия экспертов, как в обычном традиционном строительстве.

Стандартный дом с двумя спальнями может быть построен менее чем за £50,000, а к основному каркасу сооружения можно добавить дополнительные компоненты, такие как облицовка, изоляция, окна и прочее. Первым домом, который был построен на базе технологии Wiki House с открытым кодом, стал двухэтажное здание. 3D-напечатанный дом был представлен на Лондонском фестивале дизайна в 2014 году.

Движение Wiki House возглавил Аластер Парвин, чья презентация на TED «Архитектура для людей, созданная людьми» рассказала о перспективах 3D-печати в строительстве. Создатель этого проекта верит, что Wiki House может помочь в решении жилищного вопроса, особенно в чрезвычайных ситуациях, таких как землетрясения (есть уже доказательство, что 3D-напечатанные дома могут выдерживать толчки до 8 баллов).

В будущем это может стать реальной альтернативой недорогих домов, одновременно позволяя заказчику контролировать дизайн проекта.

3D-здание, построенное с использованием Wiki House

Станет ли 3D- печать экологическим будущим строительства?

3D-печать способна коренным образом изменить цепочку и структуру поставок, благодаря новому методу проектирования и производства. Согласно исследованию, 3D-печать может помочь строительной отрасли стать более экономичной, более эффективной и экологичной.

Ученые из Саксонского Университета Прикладных наук Иво Котман и Нейлс Фабер утверждают, что технология 3D печати «изменят правила игры». Они исследовали возможности 3D-печати бетона, и их выводы таковы:

3D-печать сокращает цепочку поставок и в целом сам процесс проектирования. 3D-печать прямо на стройплощадке исключает трудоемкие этапы процесса проектирования. Архитекторы, инженеры, подрядчики, клиенты и руководители, которые обычно должны активно участвовать в проекте, в 3D-печати больше не нужны. Поскольку все задачи могут совмещаться в одной фигуре архитектора, который использует метод моделирования и воспроизводит точные целостные конструкции.
Монтаж труб и проводка электричества становятся проще и более эффективнее. Системы отопления, изоляция, водопровод и электричество — все это требует трудоемкого монтажа на месте при традиционном строительстве. Однако при 3D-печати некоторые из этих функций могут быть включены в процесс 3D-печати. Печать полых стен требует меньше ресурсов, улучшает изоляцию и она дает возможность использовать напечатанные на 3D-принтере каналы для подачи горячей или холодной воды. Более того, нивелируется необходимость установки на стройплощадке, что напрямую влияет на сокращение отходов.
Лучшая логистика. 3D-печать устраняет 3 проблемы, связанных с логистикой и доставкой. Во-первых, много материалов и элементов часто портятся при доставке, а если печатать все на площадке, то повреждения минимизируются

Во-вторых, чтобы выдерживать транспортировку, части должны быть с повышенными техническими характеристиками, что по умолчанию удорожает их, а значит, и весь проект. Избежать таких дополнительных затрат поможет 3D-печать прямо на строительной площадке.

Создание индивидуальных проектов домов, доступных для широкого рынка. Обычно строительство дома с привлечением к проекту архитектора дорогое удовольствие для большинства потребителей. Но с 3D-печатью из бетона вы можете не беспокоится о выбранной форме, это не будет стоить дороже. Фактически, это значит, что в будущем больше людей смогут покупать дома по их собственному проекту в соответствии с их индивидуальными потребностями

Обратная сторона медали

Несмотря на определенно привлекательную инновационность 3D-печати, все же важно рассмотреть ее беспристрастно, убрав некоторую стимуляцию популяризации. Скептики отмечают несколько недостатков этой технологии.

Стоимость исследований и разработок

Большинство строительных компаний работают с относительно невысокой рентабельностью. Чтобы повсеместно начать применять 3D-печать, потребуются немалые инвестиции.

Будут ли потребители рассматривать это как маркетинговый ход?

3D-напечатанные дома, офисы, магазины и прочие сооружения инфраструктуры часто здорово впечатляют. Но действительно ли хотят большинство людей жить или работать в таких? Для большинства людей все же кирпичные дома гораздо привычнее и привлекательнее. Другие технологии, такие как сборные дома также некоторое время назад казались привлекательной технологией будущего, однако так и не получила широкого распространения, несмотря на то, что во многих случаях она была дешевле традиционной.

Сложность с интеграцией с другими составляющими

3D-принтеры могут выполнить уникальный и интересный дизайн. Однако, если вам нужно здание, в котором будут использоваться разные материалы или разные элементы, которые не подойдут для 3D-печати, то это будет сложной задачей включить 3D-принтер для строительного процесса.

Нехватка квалифицированной рабочей силы

При существующей проблеме недостатка квалифицированной рабочей силы в строительном секторе в целом, 3D-печать потребует еще большего набора специализированных знаний и навыков, который придется выбирать из и без того небольшой ниши кандидатов. Так что поиск специалистов для работы в 3D печати для строительства может стать еще одной трудной задачей в будущем.

Контроль качества строительства

Погодные условия могут замедлять традиционный процесс строительства, но для 3D-печати дела обстоят еще хуже. Фактор окружающей среды для коммерческого строительства может снизить востребованность 3D-печать. Более того, контроль качества может быть намного серьезнее задачей, требующей постоянного мониторинга процесса реальными людьми на стройке.

Отсутствие стандартов и правил

Несмотря на регулярное упоминание 3D-печати в СМИ, она все же еще не оказала существенного влияния на строительный сектор. Существует очевидная проблема ответственности при использовании таких принтеров, даже больше, чем человеческая ответственность при выполнении некоторых строительных работ. И довольно много других неясностей в отношении этой технологии. Так что пока не будут установлены нормы и стандарты, а также правила в этой области, 3D-печать вряд ли станет мейнстримом в строительной индустрии.

Читайте также: Новые технологии в строительстве 2021

Как 3D-печать может интегрироваться со строительством?

На данный момент есть веские доказательства, что 3D-печать заслуживает внимания и может применяться в строительном сегменте, и скорее всего, что эта технология будет больше применяться в ближайшие годы. Правда, неизвестно, насколько широко будут применяться эти устройства на стройплощадке, или они останутся лишь инструментом для изготовления блоков-элементов для сборных конструкций. Но для определенных проектов резонно предполагать, что 3D-принтеры и эта технология в строительстве будут обязательным инструментом в арсенале строителей.

О PLANRADAR

PlanRadar была основана в 2013 году и предоставляет инновационное мобильное программное решение для строительства и недвижимости. Наше приложение доступно на всех устройствах iOS, Android и Windows и уже помогло более 13 000 клиентов оцифровать свой рабочий процесс в более чем 55 странах. Узнайте больше о приложении здесь.

мечта или реальность — Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы

Новые технологии активно внедряются в строительство: это BIM-технологии, позволяющие эффективно управлять возведением объектов, живые материалы, которые «выращивают» сами себя, роботы, перемещающие инструменты по площадкам, или 3D-печать, завоевавшая особое место на мировом рынке.

Сейчас ставки делаются на инструменты, которые могут максимально сократить сроки, при этом оставив качество на высоком уровне. Является ли таким 3D-печать? Разбираемся.

С помощью 3D-принтера можно создать модель здания, напечатать его целиком, или, наоборот, создать очень маленькие детали (при разработке проекта интерьера или ландшафта).

Ждет ли 3D-печать повсеместное внедрение – как BIM-технологии, применение которых обязательно на всех объектах госзаказа с 1 января 2022 года? Какие плюсы у такого типа строительства? Подходит ли он российскому рынку? В каких странах популярна печать зданий? Нужны ли специалисты в этой области? Ответы на эти и другие вопросы – в нашем материале.

«3D-печать зданий и элементов сооружений – перспективная тема, которая в будущем, скорее всего, станет трендом во всем мире. Сейчас эта технология применяется в основном для малоэтажного домостроения, создания малых архитектурных форм, детских и спортивных площадок, а также для разработки мебели, отделки интерьеров и внутренних пространств зданий», – сказал Игорь Грецов, генеральный директор компании GPGroup.

Начать просмотр

ВОПРОСЫ #4

Малые архитектурные формы: что это и зачем нужны Москве?

МАФы, или малые архитектурные формы, – это все, что окружает застройку: скамейки, урны, фонари, велопарковки, клумбы, ограды, указатели, фонтаны, декоративные водоемы, нестационарные торговые павильоны.

Именно они делают городскую среду уютной и комфортной.

Малые архитектурные формы – важнейший инструмент для формирования среды. Они организуют жизнь на территории, меняют отношение к улице и дворовым пространствам.

Кроме того, МАФы дают возможность заняться спортом, зарядить телефон, а в некоторых случаях помогут сориентироваться на местности, потому что, например, арт-объекты могут обозначать знаковые места. Они создают комфорт и являются точками притяжения, вокруг которых собираются горожане.

Прежде чем реализовать любой проект благоустройства специалисты изучают образ жизни жителей конкретного района – как они проводят досуг, чего им не хватает для комфортного времяпровождения на улице.

Хорошим примером можно считать качели на Триумфальной площади, которые вошли в набор малых форм урбанистической среды Москвы и стали популярны у горожан.

Столь же востребованы качели на Новом Арбате. Подобные качели есть и в парке усадьбы «Люблино» на юго-востоке Москвы, в Ивановском лесопарке на востоке столицы, в парке «Фруктовый» в Южном округе и в парке Победы Зеленограда.

Еще один интересный пример — разбитый на пустыре в районе Куркино парк «Пальмира» с дождевым садом. Для его создания в низине установили габионы – объемы из сетки, наполненные щебнем. Через них легко проходит вода, которая питает высаженные на склонах влаголюбивые растения. «Пальмира» стала одним из самых посещаемых мест в этом районе.

По его словам, в мире 3D-строительство появилось несколько лет назад. Им уже воспользовались в Китае, США, ОАЭ, Голландии и Германии. Россия тоже не отстает: 3D-дома возведены в Ступино и Ярославле.

Активно используют технологию в Дубае – к 2030 году четверть всех местных муниципальных объектов будет печататься. Для возведения самого крупного дома здесь на стройплощадке были задействованы всего три специалиста. То есть 3D-печать не только сокращает расходы и время на строительство объекта, но и зависимость от человека. Это играет важную роль в периоды, когда отрасль испытывает дефицит кадров.

Первое в мире здание, напечатанное на 3D-принтере. Офис в Дубае

Как утверждает Андрей Михайлов, главный конструктор архитектурного бюро «Крупный план», работу по этой технологии можно разделить на две группы:

печать опалубки бетоном или похожими смесями с пространством внутри, которое наполняется утеплителем;
печать готовыми бетонными или пенобетонными блоками.

«В последнем случае принтер становится своеобразным роботом-каменщиком: по заранее разработанному проекту он складывает смазанные клеем кубики блоков друг на друга. Хоть машина делает все с большой скоростью и высокой эффективностью, технология все же предполагает дальнейшее участие человека – например, вставку оконных рам, дверей», – отметил Михайлов.

С аппаратной точки зрения то, что сейчас называют строительным 3D-принтером, мало чем отличается от обычных 3D-принтеров, которые печатают расплавленным пластиком. Это одни и те же станки с ЧПУ, только стройпринтеры – больше размером.

Помимо этого, они активно используются и при моделировании зданий. В компании Formlabs, производителе таких машин, отмечают, что архитекторы и специалисты используют печать для получения деталей, таких как лестницы и деревья, которые долго создавать вручную. Кстати, фирма тесно сотрудничает с мастерской Renzo Piano, которая проектировала электростанцию ГЭС-2 в Москве.

В компании активно используют проектирование, которое позволяет удостовериться в том, что каждая составляющая работает и показывает здание в мельчайших деталях. Чтобы проверить разные варианты, для каждого проекта в Renzo Piano печатают сотни разномасштабных моделей.

Деревья на макете, напечатанные с помощью 3D-принтера Formlabs.
Фото: пресс-служба Formlabs

«Применение аддитивных технологий позволяет архитекторам предвидеть влияние определенных конструктивных особенностей. Например, увидев модель своими глазами, специалист может измерить такие аспекты, как поток света, проходящий через структуру здания, с более высокой точностью», – добавила Светлана Бодиловская, старший менеджер по маркетингу в Восточной Европе и Африке компании Formlabs.

Рендер: пресс-служба Formlabs

3D-печать: не нужно бояться прогресса

О 3D-строительстве и его перспективах мы поговорили со старшим научным сотрудником Научно-исследовательского института строительных материалов и технологий (НИИ СМиТ), кандидатом технических наук Алексеем Адамцевичем.

– Распространен ли такой вариант возведения зданий в России?

– С одной стороны, значительная часть наиболее востребованных в мире технологий строительной 3D-печати – родом из нашей страны. Это и проект Андрея Руденко, и первый мобильный строительный 3D-принтер Никиты Чен-юн-тая из Apis Cor, и, наконец, серийные портальные машины «АМТ-Спецавиа». С другой стороны, мы – одно из немногих развитых государств, где до сих пор отсутствуют системные меры стимулирования спроса на подобные новшества.

Фактически возникла ситуация, когда имея передовые технологии в перспективной сфере, Россия рискует упустить тренд на формирование нового рынка, что может привести к уходу хороших стартапов в другие страны, где этот рынок активно формируется.

– Как вы думаете, есть ли шанс перейти от традиционного возведения зданий к строительству исключительно с помощью новых технологий, как BIM и 3D?

– Лично мое мнение – это неизбежный процесс. Все отрасли всегда идут по пути повышения производительности за счет автоматизации процессов. У строительной – накопился отложенный спрос на инновации и внедрение технологий автоматизации. Похоже, мы как раз живем в то время, когда долго копившийся спрос будет наконец реализован. Вероятно, стоит ждать новой технологической революции.

– Если в скором времени все будет делать машина, каким вы видите будущее строителей?

– Бояться прогресса не нужно – он неизбежен. Правильная тактика: быть на гребне развития. Хороший пример, немецкая компания PERI, мировой лидер в производстве опалубки для монолитного строительства. Как ни странно, но именно они сейчас считаются локомотивом продвижения 3D-печати в Германии. А ведь именно рынок опалубки первым окажется под ударом в случае перехода отрасли на аддитивные технологии. Но если бороться бессмысленно – надо возглавить, в этом смысле, фирма поступает очень дальновидно.

– Может ли печать на 3D принтерах сократить сроки строительства? Чем это удобно для специалистов отрасли и будущих пользователей зданий?

– И сроки, и стоимость. Аддитивное строительное производство – это не так сложно и дорого, как может показаться. Применение технологий строительной 3D-печати уже сейчас связано с доступным жильем для малоимущих семей и различными недорогими объектами социальной инфраструктуры. Например, в Индии недавно был предложен проект печати туалетов для обеспечения ими всех жителей страны.

Понимание экономических показателей такого вида производства уже есть: это отказ от использования опалубки, составляющей порядка 50% себестоимости возведения монолитной конструкции, снижение расходов на работников и заработную плату, избавление от трат на вывоз мусора, так как 3D-печать – практически безотходное производство. И самое главное: сокращение продолжительности инвестиционно-строительного цикла и более быстрый возврат инвестиций.

Что касается удобства для пользователей, думаю, что через некоторое время каждый из нас сможет получить загородный дом в любом архитектурном стиле – хоть в форме инопланетного модуля, хоть в виде замка Винтерфелл. Нужно будет лишь заказать его модель и вызвать строительный 3D-принтер на участок. При этом, не нужно будет беспокоиться о поиске высококвалифицированных архитекторов и скульпторов.

– Обучаются ли студенты МГСУ навыкам 3D-печати в строительстве?

– Задача любой системы высшего образования – готовить специалистов для обеспечения рынка востребованными кадрами. Как я уже сказал, ниша строительной 3D-печати в России пока не сформирована. Поэтому и запроса на кадры, у которых в дипломе указывалось бы что-то напрямую связанное с этой темой 3D-печати, к нам пока не поступает.

Однако надо отметить, что все не так плохо. Важной особенностью технологии является то, что для печати строительного объекта нужно создать его информационную модель. Традиционные чертежи тут уже не подойдут. Поэтому необходимо обеспечить подготовку специалистов, владеющих САПР и средствами компьютерных расчетов, а также понимающих, что такое BIM и как его использовать на всех стадиях жизненного цикла. Эти направления у нас в вузе есть и активно развиваются.

Начать просмотр

ВОПРОСЫ #6

Что такое BIM-технологии

BIM (Building Information Modeling) – это технология информационного моделирования в строительстве, включающая процессы создания, изменения и последующего использования виртуальной копии здания.

BIM-технология используется на всех стадиях жизненного цикла объекта — от проектирования, строительства и эксплуатации до реконструкции.

С помощью BIM специалисты создают не просто картинку в 3D-формате, а базу данных, где хранится вся информация об объекте: сколько нужно стройматериалов, какова начинка здания, а главное – в модели можно увидеть проблемные участки будущего объекта еще на этапе проекта и исправить их – одним кликом компьютерной мыши.

Особенность BIM в том, что строительный объект проектируется как единое целое. Изменение какого-либо параметра влечет за собой автоматическое изменение связанных с ним параметров и объектов, вплоть до чертежей, визуализаций, спецификаций и календарного графика.

BIM позволяет создавать и контролировать не только сам объект на всем его жизненном цикле, но и все, что расположено рядом – дороги, поликлиники, школы и так далее.

Использование технологии информационного моделирования позволило существенно сократить время прохождения экспертизы, минимизировать многократные корректировки проекта. Грамотная проработка и синхронизация разделов проектной документации позволила оптимизировать затраты на строительство.

Все московские застройщики, работающие с проектами по государственному заказу, должны перейти на BIM-технологии. При этом в столице технологии информационного моделирования уже использовались при строительстве таких объектов как:

Москва стала пилотной зоной внедрения технологий информационного моделирования в программу реновации. Апробация BIM-технологий на пилотных объектах – один из важных шагов не только к централизованному применению информационного моделирования в Москве, но и к формированию единого информационного городского пространства.

Использование BIM-технологий позволило сократить сроки проектирования инфекционного центра в Новой Москве.

Одним из преимуществ использования BIM при проектировании инфекционной больницы стало высокое качество проектной документации в части увязки смежных разделов по архитектурно-строительным и инженерным системам.

К примеру, с помощью BIM оперативно выявляли коллизии при разработке проектных решений по системе вентиляции. Это позволило исключить переток воздуха из грязной зоны в чистую, обеспечив полную изоляцию от попадания вируса во внешнюю среду.

BIM-форум – это не только смотр передовых достижений в области информационного моделирования, но и профессиональная дискуссионная площадка для двух тысяч игроков рынка: проектировщиков, девелоперов, поставщиков строительных материалов и услуг, представителей власти и зарубежных экспертов.

IV Международный BIM-форум проходил в Москве 13-14 апреля 2021 года. Состоялось более 50 сессий, посвященных самым разным аспектам цифрового развития архитектурно-строительной отрасли. В мероприятии приняли участие около 3 тыс. человек, в том числе зрители прямой трансляции.

Особое внимание уделялось вопросам государственной экспертизы BIM-моделей, нормативно-технического регулирования, межплатформенного взаимодействия всех участников проекта, а также новым возможностям информационного моделирования на разных стадиях жизненного цикла объектов.

В проектах, которые непосредственно связаны с использованием строительной 3D-печати, заинтересованные студенты НИУ МГСУ все же могут поучаствовать в ходе своего обучения, но уже факультативно. Обычно это происходит на проектах, реализуемых нашим университетом по заказу организаций-партнеров.

Стройкомплекс подготовит более 1000 ТИМ-специалистов

Инновации в строительстве

В ТиНАО появится завод готовых квартир

3D принтер строит дом

От 3D макета к 3D строительству

3D принтер — это удивительное изобретение человечества. С его помощью мы можем создавать трехмерные объекты на основе компьютерных 3D моделей. Первые такие устройства были баснословно дорогими. Поэтому их использовали в основном крупные промышленные, строительные, научные и образовательные организации для своих нужд. С помощью 3D принтеров исследователи и ученные могли создавать модели тех или иных объектов — прототипы. Это помогало выявить сильные или слабые стороны будущего продукта и при необходимости внести изменения еще на этапе проектирования. Данная возможность, как вы понимаете, позволяла экономить время и средства.

Позже появились компактные 3D принтеры для широкой пользовательской аудитории. Такие устройства отличались относительно невысокой стоимостью и возможностью использования в домашних условиях. Кто приобрел подобное устройство для развлечения, а кто-то стал зарабатывать деньги на изготовлении реальных 3D моделей (например, макетов зданий и сооружений). Вы наверняка не раз видели по телевизору или в интернете различные выставки строительных компаний, где они показывают макеты своих зданий. С помощью бытового 3D принтера такой макет теперь может выполнить даже школьник (владеющий 3D редактором).

Внешне выглядит, что технология эта крайне проста. Строители устанавливают на стройплощадке 3D-принтер, напоминающий козловой кран. У принтера в памяти заложен макет здания. На площадке складываются детали. Принтер подключается к источнику питания, а него загружается сырье. И все – процесс пошел.

Сейчас архитекторы используют 3D-технологии для создания отдельных элементов, например лепнины на фасадах, дверных ручек и прочих. Создают несколько вариантов и выбирают самый удачный. Либо же быстро проверяют, насколько этот элемент удобен в использовании. Но это всего лишь прототипы, далее эти конструктивные элементы изготавливают из настоящих строительных материалов – бетона, пластика и так далее.

Одновременно делаются попытки строительства при помощи 3D-печати и полноценных конструкций. Из обычного бетона строят малые архитектурные формы. Так, в Великобритании создали Loughborough University, и он работает не только в исследовательском ключе, но и для рынка. Вполне возможно строить частные дома, используя технологию бетонных экструдеров на полимерный каркас, напечатанный при помощи 3D-принтера. Более того, коммерчески это эффективно.

Принтер, на котором можно «напечатать» целый дом

А теперь попробуйте представить себе 3D принтер, помощью которого можно «напечатать» что-то еще более масштабное. Ну, например, автомобиль, мебель или целый дом. Конечно же, создание полностью функционального автомобиля (как и любой другой сложной техники) методом «слоистой печати» пока еще остается чем-то из области фантастики. А вот 3D принтер для «печати» домов и других полноценных зданий может появиться в арсенале строительных компаний через каких-нибудь пять лет. По крайней мере, в этом уверен профессор факультета инженерии Южно-Калифорнийского Университета — Берох Хошневис.

3D принтеры создают реальные объекты при помощи печати по слоям на основе компьютерной 3D модели. Обычный дом или любое другое здание, по сути, строится тоже по слоям — фундамент, стены, крыша. Так почему бы не построить гигантский 3D принтер для строительства домов. И не просто строительства, очень быстрого возведения готовых полнофункциональных зданий. Вышеупомянутый профессор считает, что подобное станет реальностью в течение пяти лет.

Благодаря использованию современных технологий, в наши дни постройка двухэтажного коттеджа в Штатах занимает по времени от 2 до 6 месяцев. В которых случаях этот срок может быть немного меньше или немного больше. Казалось бы, это отличный показатель. Но даже его можно значительно улучшить при помощи замены ручного труда на машинный. Дело в том, что современное строительство, каким бы совершенным оно ни было, требует значительных затрат ручного труда. Более того — основная часть работы по возведению здания выполняется вручную. Если ручной труд заменить машинным, что предлагает сделать Берох Хошневис, то строительство домов станет менее дорогим и более быстрым.

По мнению профессора, через пять лет 3D принтеры достигнут такого уровня технологического развития, что позволят создавать не только макеты зданий из прессованной бумаги, но и строить настоящие бетонные дома. При этом скорость возведения обычного двухэтажного дома не займет более одного дня. А участие человека в процессе строительства станет минимальным.

Как будет работать 3D принтер для строительства домов?

Пока все это очень сложно себе представить, но одно можно сказать точно. Принтер, который будет строить дом, должен быть по размерам больше возводимого им здания. На прошедшей конференции разработчиков TEDx профессор Хошневис показал технологию Contour Crafting (моделирование и возведение объекта по слоям, как в бытовых 3D принтерах), которая будет использована в гигантском принтере. Более того, профессор наглядно продемонстрировал во время своего выступления, как будет функционировать подобная машина. Сначала будет создаваться фундамент, затем стены, сантехника, проводка, крыша и т. д. Даже пол и керамическую плитку машина проложит самостоятельно. Единственное, чего сможет «напечатать» принтер, это окна и двери. Их придется устанавливать вручную. Скорость строительства дома составит примерно одну комнату в час (даже немного быстрее). Таким образом, на возведение полноценного дома будет уходить менее одного дня.

Contour Craft – контурное строительство

В Контур Крафт используется гигантский 3D-принтер. Его устанавливают над участком строительства, и принтер из бетона послойно «печатает» стены здания. Причем очертания могут иметь практически любую форму. Здесь фантазия не ограничивается прямыми линиями. Автоматизирована покраска стен и укладка водопровода и электропроводки.

Представленная модель 3D-принтера оснащается соплом, через которое происходит налив бетона. Весь процесс синхронизируется с компьютером, а технология изготовления блоков имеет название «Contour Crafting», что подразумевает под собой «контурное создание» объекта. По сути представленный подход может целиком и полностью изменить строительную отрасль, а сам принцип изготовления элементов будущего дома многие уже успели назвать революционным. Чтобы управлять перемещением огромного 3D-устройства, рабочим достаточно будет соорудить простую рельсовую колею.

Видео на тему Строительный 3D принтер

Посмотреть видео процесса печати по технологии Contour Crafting, которая и легла в основу принципа работы 3D-принтера для скоростного строительства домов.

В ближайшее будущее новые возможности 3D принтера станут технологическим скачком для разработчиков программного обеспечения по трехмерному моделирования зданий. Будет осуществлена неразрывная связка архитектурно-дизайнерских идей и новых строительных технологий.

В перспективе архитектурные программы, например ArCon, будут создавать не только красивую 3D модель дома, но и передавать из3D проекта все необходимые данные для планирования материально-технического снабжения строительства и осуществления технологических процессов строительства.

Просмотров статьи: 9350 с 28.03.2014

Ознакомиться с изданиями из категории «Строительство дома»

Печать дома на 3d-принтере: Как напечатать дом на 3d-принтере

Eva ZimmermannСохранить фотоЗаключение: 3D — эйфория или трезвый взгляд на будущее?
Поклонники новой технологии буквально подталкивают нас к порогу новой эры. Если ученые станут делиться своими разработками, и технология будет доступна каждому, 3D-печать действительно сможет изменить мир. Производство необходимых предметов может переехать в кухни и гостиные, и тогда мы будем меньше загрязнять окружающую среду, поскольку необходимость в перевозке и доставке товаров снизится многократно.

Но если мы будем говорить об архитектуре, то здесь размеры продолжают быть серьёзным препятствием для дальнейшего развития технологии. Кроме того, список строительных материалов, которые можно заправлять в 3D-принтеры, пока еще весьма ограничен.

Доктор Джейн Барри говорит и о серьезной конкуренции технологий в строительной индустрии: «Я предполагаю, что в следующие десять лет 3D-печать будет развиваться параллельно с другими технологиями, но собственные деньги я бы вложила не в неё, а в деревянное строительство, — это самый очевидный тренд». По ее мнению, клееная многослойная древесина с продольно-поперечным расположением слоев — это как «фанера на стероидах». Такой материал чем-то напоминает бетон в том смысле, что из него можно построить дом целиком, без внутреннего каркаса. Это означает, что потенциально дома можно будет строить быстрее и дешевле. «Я не говорю, что эти технологии не могут сосуществовать, — добавляет она. — В конце концов, 3D-принтер можно заправить и материалом на основе древесины».

Нам предстоит еще многое изучить и опробовать. Возможно, мы и не станем печатать дома на Луне в ближайшем будущем, но 3D-печать, определенно, сделает возможным строительство домов более сложной геометрии. Уже довольно скоро составные части зданий, напечатанные из нескольких материалов, смогут приспосабливаться к климатическим изменениям. В любом случае, следующего этапа в развитии 3D-печати домов мы будем ждать с нетерпением и трепетом.

РАССКАЖИТЕ НАМ…
Есть ли будущее у архитектуры, основанной на 3D-технологиях? Или инновации ограничатся сферой промышленного дизайна? Поделитесь своим мнением в разделе комментариев!

Напечатай свой дом! — Печать дома 160м2 на 3D-принтере в Уфе

Мы, компания BARKRAFT, никогда не останавливаемся на достигнутом, имея в своем арсенале сухие смеси на основе гипса и другие строительные материалы высшего качества, решили произвести покупку самого инновационного на данный момент европейского 3D-принтера для печати домов фирмы COBOD. Такой способ строительства имеет ряд огромных преимуществ перед привычным. Например, возведение каркаса стен занимает всего лишь 72 часа, то есть, трое суток! Работают над печатью всего лишь два человека, следящие за самим процессом печати и принтером, а так же за подачей смеси, которая доставляется на строительную площадку в мобильных силосах. Немаловажно, что снижая расходы на рабочую силу и логистику, разумеется, удается снизить и финальную стоимость такого дома вплоть до ДВУХ раз! В качестве чернил используется наша сухая смесь, которая на протяжении трех лет разрабатывалась и модифицировалась, чтоб достичь идеальных показателей по всем параметрам. Проект дома полностью подготовлен под наши суровые климатические условия и обеспечит комфортное проживание на долгие годы.

В связи со всем вышесказанным, мы активно ведем набор партнеров, желающих принять участие в столь масштабном проекте. Приветствуем компании, специализирующиеся на строительстве. Предложения о сотрудничестве просим присылать на почту

[email protected]

BARKRAFT — молодой и динамично развивающийся бренд на рынке сухих строительных смесей. Производится продукция BARKRAFT Уфимской гипсовой компанией (УГК), одним из крупнейших предприятий Республики Башкортостан по производству строительных материалов (г.Уфа). Компания BARKRAFT и Уфимская гипсовая компания входят в состав ГК «Нерал» — крупнейший многоотраслевой холдинг, включающий в себя десятки предприятий из реального сектора экономики Республики Башкортостан. Уфимская гипсовая компания и BARKRAFT — сегодня, это более 15 лет опыта в производстве строительных материалов. Комбинируя накопленный опыт с собственными научными разработками, Компания создает материалы, отвечающие самым строгим критериям качества. Главная цель BARKRAFT – внедрение инновационных технологий и создание материалов исключительно высокого качества. Преимущество BARKRAFT — производство замкнутого цикла – от карьера до конечного продукта исключая посредников.

Изменят ли 3D-принтеры рынок недвижимости?

В феврале 2021 года на рынке недвижимости США впервые появился дом, полностью напечатанный на 3D-принтере. Предполагается, что появление 3D-домов позволит остановить рост цен на жильё, так как производство таких объектов дешевле и быстрее обычных. Интересно, одной из главных американских компаний в этой отрасли управляют россияне с офисами в Томске и Москве. Аналитики международного брокера недвижимости Tranio рассказывают о наиболее перспективных стартапах в сфере 3D-строительства и предполагают, как оно повлияет на европейский и российский рынки недвижимости.

Что такое напечатанный дом?

На самом деле с помощью 3D-принтера невозможно построить весь дом целиком: он отвечает примерно за 40% всей конструкции, а остальное достраивают живые строители. Процесс выглядит следующим образом: роботизированная система по слоям создаёт бетонные детали, из которых строители потом собирают каркас. Такое строительство обходится дешевле и быстрее, чем традиционное. По словам руководителей американской компании SQ4D Inc, использование 3D-принтеров в строительстве экономит девелоперам 20–30% от стоимости проекта.

В феврале этого года первый 3D-дом был выставлен на продажу в Нью-Йорке. Двухэтажный дом площадью 130 квадратных метров стоит 299 999 долларов – это на 50% меньше средней стоимости нововозведённого дома в том же районе, как утверждают американские риелторы.

По прогнозам, к 2024 году рынок 3D-строительства будет оцениваться в 1,6 миллиардов долларов.

Ключевые игроки: от Томска до Мексики

Mighty Buildings (США, основана в 2018 году)

Стартап Mighty Buildings – одна из немногих компаний в сфере 3D-строительства, которая печатает не только каркас здания, но полы, потолки и крыши. Строительный материал компания разработала и запатентовала сама – он недорогой и крайне энергоэффективный. Mighty Buildings основан предпринимателями из России, и сначала офис разработки находился в Томске, пока создатели управляли процессом из Калифорнии. Недавно российское отделение компании переехало из Томска в Москву, но закрывать офис на родине стартап пока что не планирует.

Apis Cor (Россия, основана в 2014 году)

Основатель Apis Cor Никита Чен-юн-тай начинал с бизнеса по ремонту рекламных вывесок в Иркутске. А спустя 5 лет он начал работу над созданием 3D-принтера, и в 2017 Apis Cor напечатали первый образец 3D-дома в Ступино. Apis Cor ответственны за самое большое 3D-здание в мире, построенное в Дубае, – городе, который, кстати, собирается к 2025 году построить по меньшей мере 25% новых зданий с помощью 3D-печати.

Icon (США, основана в 2017 году)

Американская компания Icon сотрудничает с некоммерческой благотворительной организацией New Story и занимается строительством недорогих домов, ориентированных на малоимущих и бездомных. В 2019 году Icon начали строить целый квартал в Мексике, штате Табаско. В этот квартал заедут 50 семей, бывших раньше бездомными: благодаря собранным пожертвованиям, новые жильцы получат квартиры бесплатно. Компания также известна тем, что построила первый официально зарегистрированный в Америке дом, напечатанный на 3D-принтере.

Европейский опыт: помощь учёных и поддержка от государства

В октябре 2020 года был возведён первый в Германии жилой дом, построенный с помощью 3D-принтера. Он находится в небольшом городе Беккум, на территории земли Северный Рейн-Вестфалия. Этот проект получил субсидию в 200 000 евро от федеральных властей, так как министерство строительства Северного Рейна-Вестфалии считает 3D-строительство перспективным направлением. Реализацией проекта занималась баварская компания Peri, поставщик строительных лесов и опалубок.

30 апреля 2021 года в Эйндховене голландская семья стала первыми людьми в Европе, которые заселились в дом, напечатанный на 3D-принтере. Одноэтажное светлое здание необычной формы по задумке создателей должно напоминать валун. 24 несущих элемента напечатаны из бетона на 3D-принтере за 5 дней. Правда, фундамент, крыша и окна в доме построены традиционным путём. Но в следующих домах авторы проекта собираются напечатать и крышу, и потолок на принтере.

Это здание – первое из пяти запланированных в проекте Project Milestone, над которым вместе работают крупные нидерландские девелоперы, Технический университет Эйндховена и городские власти. По словам основателей Project Milestone, они заинтересованы в 3D-строительстве из-за его экологичности и дешевизны: так задействуется меньшее количество бетона.

Авторы проекта также упоминают, что 3D-строительство из-за низкой себестоимости должно помочь решить проблему нехватки жилья и сделать его более доступным. Возможно, эти благие намерения осуществятся в будущем, однако сейчас этот проект приносит пользу только его владельцу – инвестору Vesteda, который сдаёт дом в краткосрочную аренду за 800 евро в месяц.

Инициатором Project Milestone были именно городские власти Эйндховена: они организовали весь процесс и следили за этапами его исполнения. Значительное отличие европейского опыта от американского – в том, что правительство Нидерландов и Германии участвует в проектах девелоперов и поддерживает их финансово.

Перспективы развития

Эксперты не уверены, что 3D-строительство может радикально изменить рынок недвижимости и обеспечить жильём малоимущих. «Сама технология строительства не может стать решением проблемы. Корень всех трудностей – неравномерное распределение дохода, низкая оплата труда и долги», – считает Питер Коэн, директор американской коалиции CCHO, занимающейся строительством доступного жилья.

К тому же, несмотря на то, что 3D-печать позволяет снизить расходы, такое строительство всё ещё не лишено трудоёмких и дорогих процессов. Например, работники компании Icon, речь о которой шла выше, устанавливали в своих домах крыши ручной работы. Также отдельных затрат стоит перевезти напечатанные панели на стройплощадку и собрать каркас вручную.

Чего не отнять у 3D-проектов, так это преимуществ с точки зрения устойчивого развития и экологии: по сравнению с традиционным строительством, индустрия 3D-домов оставляет меньший углеродный след, потребляет меньше энергии, чаще использует экологически чистые материалы и не оставляет отходов.

Дом TECLA в Болонье напечатан на 3D-принтере из местной глины

0 Производитель строительных 3D-принтеров WASP объявил об окончании работ над прототипом TECLA – жилища, состоящего только из местных материалов, пригодных для повторного использования. Так, дом с самонесущей конструкцией, появившийся недалеко от Болоньи, изготовлен преимущественно из глины, взятой прямо на стройплощадке. Проект разработан итальянским бюро Mario Cucinella Architects и реализован при поддержке властей коммуны Масса-Ломбарда – там находится штаб-квартира компании WASP.

Отметим, что название технологии происходит от одного из вымышленных городов, описанных Итало Кальвино в книге «Невидимые города».

Прототип TECLA

Фото предоставлено WASP s.r.l.

Корпус состоит из двух конусообразных объемов, объединенных в интерьере в единое пространство. Прообразом для строений послужили гнезда, которые одиночные осы, или эвмены, сооружают для своего потомства. Строительство дома близ Болоньи началось в сентябре прошлого года; команда планировала завершить все работы к январю 2021-го, однако из-за пандемии официальное открытие пришлось перенести на весну. Оболочка здания уже готова, сейчас на объекте ведутся отделочные работы.

Прототип TECLA

Фото предоставлено WASP s. r.l.

Разработчики намеренно отказались от использования бетона в пользу глины. Это биоразлагаемый и годный к переработке природный материал, к тому же его не нужно везти издалека, что удешевляет производство и снижает нагрузку на окружающую среду. В составе смеси, по всей видимости, содержится также рисовая шелуха и солома – эти органические отходы производства повышают теплоизоляционные свойства оболочки.

Прототип TECLA

Фото предоставлено WASP s.r.l.

В строительстве участвовало одновременно несколько принтеров модели Crane WASP – привлечение «дополнительных мощностей» позволило итальянской команде возвести здание большей площади, нежели это удавалось их коллегам, работавшим, как правило, с одной машиной.

Инженеры WASP верят, что в будущем любой желающий сможет самостоятельно построить себе подобное жилище, что отчасти решит проблему нехватки доступного жилья в условиях перенаселенности планеты. Специально для этой цели WASP даже выпустила набор Maker Economy Starter Kit, умещающийся в стандартный грузовой контейнер. В «стартер-паке» есть все необходимые инструменты для возведения эко-устойчивого дома из глины – в том числе принтер Crane WASP и SD-карта с программным обеспечением.

План. Прототип TECLA

Аксонометрическая проекция. Прототип TECLA

Прототип TECLA

MudBots 3D Бетонные принтеры — Распечатайте дом

Будет ли он проходить код?

У тех, кто звонит впервые, не возникает проблем с пониманием того, что конкретная печать будет намного быстрее и дешевле. Они также не сомневаются в целесообразности изучения технологии. Самый часто задаваемый вопрос касается передачи кода. Никакого страха перед техникой, только страх перед их строительным отделом.

Правда в том, что принтеры для бетона уже строят дома и коммерческие здания по всему миру, поэтому при рассмотрении вопроса о применении на вашем заднем дворе следует учитывать несколько моментов.

Строительство ICF

Лучший способ разобраться в печати бетона — начать с основ, и нет лучшего способа, чем сравнить 3D-печать бетона или 3DCP со строительством изолированных бетонных блоков. Код ICF принят везде, а пеноблок практически не имеет конструкционной прочности. Поэтому, когда вы думаете, как вы будете передавать код, помните об ICF. По большей части бетонный принтер не делает ничего, кроме печати полой оболочки стены, которую можно заполнить арматурой и бетоном.Единственная разница в том, что пенопласт вообще не имеет прочности по сравнению с тем, что мы печатаем в большинстве случаев, что в два раза превышает прочность шлакоблока.

CMU Строительство

Имея это в виду, давайте посмотрим на сходство с CMU (Cinderblock). Никто не сомневается в возможности строить из шлакоблока. Хотя мы и не поощряем это, примите во внимание тот факт, что вы можете печатать стены точного размера и дизайна как шлакоблоки, но вдвое прочнее, и без затирки швов, которые подвержены сейсмическому растрескиванию.

Преимуществом печати на бетоне является возможность печатать полые стены, что снижает затраты на электропроводку, сантехнику и изоляцию. Кроме того, полые стены можно легко изолировать почти до R-фактора за счет отсутствия мешающих шпилек.

Проблема не в том, возможно ли это, поскольку это уже делается повсеместно. Проблема в том, сможете ли вы найти инженера-строителя, который сделает это возможным. Это все о математике. Код уже существует, все, что вам нужно сделать, это превзойти код, а для этого вам нужно начать с микса.

Тестирование и математика

Мы разработали и испытали множество различных смесей с различными характеристиками, такими как PSI, прочность на растяжение, водонепроницаемость, огнестойкость, а также смеси для холодной погоды, смеси для жаркой погоды, ускоренные смеси и смеси с замедленным замедлением. Мы предоставляем формулы и результаты лабораторных исследований, которые потребуются вашему инженеру для определения конструкции стены. Получив результаты тестирования, они могут спроектировать стену, превосходящую любой код в любом месте.

Некоторые предпочитают оставаться близкими к традиционным методам, печатая стены, которые напоминают ICF и CMU, но другие, более уверенные в себе, идут до конца, используя более сильные смеси, чтобы они могли извлечь выгоду из ВСЕХ преимуществ экономии.

Планы и детали

Что касается других соображений, у нас есть множество видеороликов, в которых рассматриваются распространенные вопросы о коллекторах, креплении ураганных ремней, установке электрических коробок, закреплении сантехники, монтаже верхних пластин для фермы и методах крепления стены к фундаменту.Хотя большинство инженеров хотят сначала увидеть методы, используемые другими, прежде чем изобретать велосипед, поскольку они узнают все больше и больше, пока не возникнет вопрос, на который они не могут предложить до 4 или 5 решений, когда их спросят. Большая часть этого является здравым смыслом, тем не менее, у нас есть детали плана и математика, которыми можно поделиться.

Пока мы говорим об этом, имейте в виду, что в каждом штате, а иногда и в городах, действуют разные строительные нормы и правила. То, чем мы будем делиться, определяется конкретным кодом и условиями, которые не относятся к вашему штату.В игру вступает слишком много факторов, таких как характеристики смеси, код, уровень грунтовых вод, уровень промерзания, годовая снеговая нагрузка, ветер, сейсмика, уплотнение почвы для начала. Мы не занимаемся структурным проектированием, но мы можем указать вам правильное направление.

Наша миссия — 3D-печать бетона MudBots

Когда мы впервые решили инвестировать в исследования и разработки и вывести на рынок нашу линейку принтеров для бетона, одним из ключевых мотивов было осознание того, что мы действительно представим инструмент, который может сделать для нуждающихся стран и стран третьего мира больше, чем когда-либо. был замечен раньше.

Мэры, городские советы и политики в целом говорят о необходимости доступного жилья, но за 5 десятилетий ничего не сделано. Не обязательно потому, что не было желания или необходимости, а просто потому, что не было технологий и невозможно навязать строителям цены на жилье и прибыль.

До сих пор не существовало инструмента, который позволил бы строителям производить доступное жилье и при этом получать прибыль. Правительства могли помочь, предложив бесплатную или доступную землю, но стоимость строительства оставалась прежней.

Я служил на миссии два года в Зимбабве, Африка. Мой сын служил на миссии в Сауле Пало, Бразилия, а моя дочь — в Гане. Мы регулярно возим наших 13-летних близнецов в Мексику для работы в детских домах. Потребность служить и отдавать — одна из основных причин, по которой я считаю, что мы здесь, на земле. Независимо от нашей веры, основной темой философов и религиозных лидеров во всем мире является помощь и служение нашим ближним.

Я не знаю, почему нам посчастливилось вывести эту технологию на рынок, но я должен частично верить, что мы будем использовать ее ответственным образом, чтобы изменить мир к лучшему.

Впервые в истории появился инструмент, который может производить жилье втрое дешевле и втрое быстрее, используя только песок, цемент и известь. Если используются такие смеси, как геополимеры, затраты могут быть даже ниже, потому что впервые дома можно строить из пляжного песка и даже грязи, потому что геополимер нейтрализует натрий, который в прошлом делал маловероятным его использование в бетонных материалах.

Различное использование бетонного принтера от MudBots

Буквы для 3D-печати памятников

У принтеров по бетону так много применений.

Большинство заинтересованы в экономии средств и времени при строительстве жилых домов, но есть так много других возможностей для бизнеса, таких как блочные стены , навесы, гаражи и памятники . Если вы хотите увидеть цифры и бизнес-модель для любой из этих отраслей, позвоните нам.

Мы гарантируем, что ни одна компания, использующая «традиционные методы строительства» , даже близко не сможет конкурировать. Да… вы можете предложить лучшую цену и более быстрое время выполнения, но, прежде всего, вы сможете предложить проекты, стоимость которых в прошлом была непомерно высокой. Никто не сможет конкурировать с тем, что вы предлагаете, а это значит, что у вас будет вся работа, которую вы хотите, по цене , с прибылью, которая в 3 раза больше, чем у ваших конкурентов.

Этот продукт легко продать, потому что вы продаете ЭГО по цене, которой легко сказать «да». Один хороший продавец мог легко подписать один контракт в день.С материалом и временем менее 40 долларов за письмо и розничной ценой от 500 до 750 долларов за письмо нетрудно понять, куда это может пойти. Никаких проблем с разрешениями, но самое главное, НЕТ КОНКУРСА .

Вам могут предложить памятникные буквы любого размера и любого шрифта. Вы можете напечатать их полыми или цельными, облицовать фасады плексигласом и добавить светодиодные индикаторы или залить «тонкий набор» и облицовать фасады плиткой.

Вы также можете печатать логотипы большого размера.В любом случае, вы можете создать практически что угодно за долю стоимости традиционной формовки дерева. Вы можете себе представить, сколько времени потребуется, чтобы сформировать латинскую букву времен? Те, у кого есть наши принтеры, будут править на каждом рынке.

Как 3D-печать может решить кризис доступного жилья в стране

Эйприл Стрингфилд с двадцати лет снимала квартиры и часто работала на двух-трех работах, чтобы свести концы с концами.

Желая иметь дом, она подала заявку на доступное жилье, предоставленное Habitat for Humanity.

Она и ее сын-подросток только что переехали в свой новый дом площадью 1200 квадратных футов в Вильямсбурге, штат Вирджиния, построенный с помощью 3D-принтера.

«Это невероятно», — сказал 35-летний Стрингфилд. «Это похоже на сбывшуюся мечту».

Habitat for Humanity выбрала ее дом в качестве своего первого проекта, напечатанного на 3D-принтере. Инициированная партнерством с Alquist, строительной компанией, занимающейся 3D-печатью, организация пытается противостоять кризису доступного жилья в стране, который усилился из-за множества факторов, включая повышенную стоимость материалов во время пандемии и растущий спрос на рынке жилья. .

Головка гигантского 3D-принтера начинает закладку фундамента дома «Среда обитания человечества». ниже уровня бедности или 30 процентов среднего дохода в этом районе – столкнутся с нехваткой жилья в размере 7 миллионов доступных и доступных для сдачи в аренду домов. В отчете также показано, что нехватка доступного жилья распространена в цветных сообществах: 71 процент чернокожих арендаторов с крайне низким доходом тратят более половины своего дохода на жилье.

Такие организации, как Habitat for Humanity, делают ставку на то, что 3D-печать поможет снизить растущий спрос на недорогое жилье.

Генеральный директор Alquist 3D Зак Мангеймер с новой домовладельицей Habitat for Humanity Эйприл перед ее новым домом.

Habitat for Humanity

Тавкия Джордан, старший директор по жилищным и общественным стратегиям Habitat for Humanity, сказал, что организация приняла этот метод строительства, чтобы соответствовать требованиям необходимо внедрять инновации, сохраняя при этом доступность высококачественных домов.Строительство типичного дома из дерева стоит около 150 000 долларов. Используя бетон для строительства домов с помощью 3D-принтера, компания Alquist экономит до 15 процентов расходов на строительство.

«Что действительно движет нами, так это то, что наша миссия состоит в том, чтобы у каждого было безопасное и доступное жилье, — сказала она, — и мы также заинтересованы в том, чтобы благосостояние нескольких поколений развивалось с помощью домовладения, которое является одним из основных механизмов богатства. поколения в нашей стране».

Использование 3D-печати для строительства домов дает множество преимуществ, в том числе сокращение времени строительства благодаря эффективности машины. В ходе этого процесса бетон экструдируется из большой машины в слои, которые образуют стены, фундамент и цоколь дома. По словам Кирка Андерсена, операционного директора нью-йоркской компании SQ4D, занимающейся 3D-печатью, пока машина печатает, она требует минимального присмотра или персонала на месте, что предотвращает травмы и экономит расходы на компенсацию работникам.

Он сказал, что построил около 40 процентов дома чуть менее чем за шесть месяцев, используя одну машину для 3D-печати, по сравнению с завершением проекта в течение шести-двенадцати месяцев с использованием стандартных отраслевых методов строительства.

Habitat for Humanity — первый дом, напечатанный на 3D-принтере в Вильямсбурге, штат Вирджиния. Habitat for Humanity

Андерсен сказал, что, по его мнению, 3D-печать в конечном итоге станет методом строительства, а не деревом, потому что это более эффективный способ строительства. NBC News сообщила, что в мае 2021 года стоимость пиломатериалов выросла примерно на 154 процента из-за нехватки материалов и рабочей силы. По его словам, цемент также обеспечивает лучшую защиту домов от плесени, термитов и влаги по сравнению с деревом.

Хотя 3D-принтер обеспечивает быстрый и эффективный метод строительства, есть некоторые проблемы.Погода может быть большим препятствием, которое может остановить проект, если условия не подходят. Он также сказал, что многим строителям не хватает знаний о процессе 3D-печати, что не позволяет использовать его на большем количестве сайтов.

Стрингфилд, как будущая домовладелица, сказала, что сначала сомневалась. Когда ей сообщили, что ее дом будет построен с помощью 3D-принтера, она сказала, что нервничает, потому что этот метод используется так редко. У нее также были опасения по поводу дома из бетона. Она помнит, что в бетонном доме ее прабабушки всегда было холодно, но она решила пойти по ее стопам.

«Итак, я подумал, что это было что-то вроде традиционного — у нее был один, а теперь я живу в бетонном доме», — сказал Стрингфилд. «Я буду владельцем 3D-печати».

В ее новом доме три спальни и две ванные комнаты. Он также оснащен бытовой техникой и оснащен системами контроля температуры, безопасности и т. д.

Эйприл и ее 13-летний сын работают на строительной площадке своего будущего дома, напечатанного на 3D-принтере. Consociate Media

Хотя все заявители программы Habitat for Humanity должны продемонстрировать потребность в доступном жилье, они также должны сотрудничать с организацией, находясь дома. или чужой дом строится.Этот процесс, называемый «заработком капитала», также включает в себя зачисление в классы домовладельцев или участие в программе Habitat ReStore, которая восстанавливает пожертвованные предметы домашнего обихода и продает их населению.

В дополнение к тому, что она постоянно работала на своей текущей работе в качестве начальника прачечной на курорте Great Wolf Lodge, она сказала, что должна вовремя оплачивать свои счета и поддерживать свой кредитный рейтинг.

Как и многие чернокожие арендаторы с низким доходом, Стрингфилд работает полный рабочий день, но ее доход составляет лишь часть среднего семейного дохода Вирджинии, который составляет 93 497 долларов. Разрыв помешал ей позволить себе купить дом. Благодаря программе покупателя жилья Habitat ее ежемесячные платежи за жилье, включая налоги и страховку, будут стоить менее 30 процентов ее дохода.

Апрель волонтерство во время установки 3D-печатных стен дома на сайте Habitat for Humanity. Consociate Media

Джефф Оливет, соучредитель Racial Equity Partners, компании по обучению расовому равенству, сказал, что бездомность и отсутствие доступного жилья неразрывно связаны. В отчете за март 2018 года инициативы «Поддержка партнерства для антирасистских сообществ», в соавторстве с которым он выступил, недоступность безопасного и доступного жилья является одним из ключевых факторов, влияющих на бездомность и создающих барьеры на пути выхода из бездомности для цветных людей.

По его словам, количество бездомных увеличилось за последние несколько лет из-за ряда факторов, включая пандемию, которая оказала огромное экономическое влияние на цветные сообщества. Тем не менее, , цветных человека на протяжении десятилетий несоразмерно страдали от бездомности из-за структурного расизма, дискриминационной жилищной политики и дискриминации на работе.

«Реальность такова, что возможности, которые есть у людей в этой стране для экономической мобильности и экономической стабильности, не зависят от расовой принадлежности, — сказала Оливет, — и чернокожие и коричневые люди были лишены возможности на протяжении десятилетий, на протяжении столетий; и то, что это приводит к действительно ненадежным жилищным ситуациям с очень небольшой экономической гибкостью, чтобы противостоять любым катастрофам, которые могут возникнуть.

Апрельские волонтеры во время установки 3D-печатных стен дома на площадке Habitat for Humanity. Consociate Media

Он сказал, что домовладение является защитным фактором от бездомности. В то время как программы домовладения, такие как Habitat for Humanity, активно работают над решением кризиса доступного жилья, он считает, что это только часть решения. Предоставление более доступного жилья — это общенациональная коллективная работа, которая также включает в себя корректировку жилищной политики и расширение услуг.

«Каждый может иметь дом, — сказал он, — но мы должны исправить кризис доступности жилья — и мы должны закрыть этот разрыв в квартирах и вернуть нас туда, где мы были раньше». массовое сокращение федеральных расходов на жилье началось в 70-х и 80-х годах.”

Проживание в доступном доме избавляет Стрингфилд от некоторых финансовых проблем в качестве арендатора и позволяет ей сосредоточиться на своих будущих целях. Она надеется стать дипломированной медсестрой, создавая воспоминания о своем новом доме, в том числе о своем большом заднем дворе.

«Теперь мы можем устроить пикник», — сказала она. — Мы можем устраивать семейные посиделки.

Выполните 3 NBCBLK на , , Twitter и Instagram .

3D-печатные дома могут стать будущим строительной отрасли: NPR

Сторонники доступного жилья говорят, что 3D-печатные дома могут изменить правила игры, но до сих пор их строительство не оказалось дешевле, чем обычные дома.

А МАРТИНЕС, ХОЗЯИН:
Белый дом сообщает, что в настоящее время в США нехватка жилья составляет около 4 миллионов домов. Тому есть много причин. Но в некоторых местах дома просто не могут быть построены достаточно быстро.Habitat for Humanity считает, что гигантские 3D-принтеры могут изменить ситуацию, и в настоящее время построила свои первые два дома с 3D-печатью в США на членской станции KJZZ в Фениксе, сообщает Кэтрин Дэвис-Янг об их потенциале.
КЭТРИН ДЭВИС-ЯНГ, ПОДПИСКА: Шон и Маркус Шиверс очень рады переезду в свой первый дом. Самое интересное то, что это прямо в сердце Темпе, штат Аризона, где они вырастили своих трех сыновей.
ШОН ШИВЕРС: Мы оба прожили в этом районе всю нашу жизнь, поэтому мы здесь родились и выросли.
ДЭВИС-ЯНГ: Но к тому времени, когда они накопили достаточно, чтобы подумать о покупке нового дома, они действительно не думали, что смогут позволить себе остаться здесь. Индекс цен на жилье Кейса-Шиллера показывает, что цены на жилье в районе метро Феникса растут быстрее, чем где-либо еще в стране — только за последний год они выросли на 32%. Эксперты говорят, что отчасти причина в том, что в Фениксе не было построено достаточно новых домов, чтобы справиться со стремительным ростом населения за последние несколько десятилетий.
(ЗВУК СТРЕЛЯЮЩЕГО МЕХАНИЗМА)
ДЭВИС-ЯНГ: Семье Шиверс повезло, и они покупают свой дом с помощью Habitat for Humanity.Это означает, что они помогают со строительством. Но стены этого дома строятся на 3D-принтере. Принтер перемещает стальной рельс вперед и назад между колоннами, которые охватывают строительную площадку. Следуя автоматическим планам, он укладывает линию влажного бетона толщиной в несколько дюймов. Затем он наматывает один слой поверх последнего, создавая внутренние и внешние стены дома площадью 1700 квадратных футов с тремя спальнями. Затем рабочие добавляют традиционную крышу с деревянным каркасом.
(ЗВУК УДАРЯ МОЛОТКА)
ДЭВИС-ЯНГ: Когда они подали заявку на дом Habitat, Шиверсы понятия не имели, что их семья окажется в одном из первых домов, напечатанных на 3D-принтере в США.С.
S SHIVERS: Сначала я точно хотел, потому что это было так инновационно и ново, а он был настроен скептически, потому что он…
МАРКУС ШИВЕРС: Я имею в виду, что мне нужно беспокоиться об Интернете, сантехнике, электричестве. Кто придет и починит? Я имею в виду, что, увидев это сейчас, я чувствую себя намного спокойнее. Это на самом деле красиво.
ДЭВИС-ЯНГ: Дебра Брэдли из Habitat for Humanity Central Arizona говорит, что надеется, что эта технология поможет организации быстрее удовлетворять спрос в будущем.
ДЕБРА БРЭДЛИ: Знаете, если мы можем построить дом за семь-восемь часов, внешний вид дома и стоимость оправданы, а продукт стабилен и долговечен, то почему бы и нет? мы делаем это?
ДЭВИС-ЯНГ: По всей стране построено всего несколько домов, напечатанных на 3D-принтере. Хабитат построил только один другой, в Вирджинии. И прямо сейчас технология все еще слишком нова, чтобы быть рентабельной, говорит Марк Стэпп. Он давний девелопер и директор программы недвижимости в Университете штата Аризона.Стэпп говорит, что каркас традиционного дома может обойтись всего в 15% от общей стоимости. Поэтому, когда дело доходит до 3D-печати, он не ожидает, что бетон так сильно удешевит материалы.
МАРК СТАПП: У нас недостаточно опыта, чтобы масштабировать это и получить экономию средств, на которую люди рассчитывали.
ДЭВИС-ЯНГ: Но он говорит, что 3D-печать может значительно снизить затраты на рабочую силу и помочь там, где не хватает рабочей силы, например, в Фениксе.Стэпп говорит, что через пять лет может изменить ситуацию.
СТАПП: У него определенно есть потенциал.
ДЭВИС-ЯНГ: Однако есть препятствия. В Темпе нет строительных норм и правил для домов, напечатанных на 3D-принтере, что затрудняет получение разрешений. Но Дебра Брэдли из Habitat for Humanity говорит, что даже если бы первый дом, напечатанный на 3D-принтере в Аризоне, был построен с превышением бюджета и отставанием от графика, цель заключалась в том, чтобы показать, что это можно сделать.
БРЭДЛИ: И теперь мы можем взять это и доказать миру, что мы можем действовать по-другому и иметь лучший результат.
ДЭВИС-ЯНГ: Она говорит, что перемены должны с чего-то начинаться, так почему бы не начать с семьи Шиверс с их первого дома в Темпе?
Для новостей NPR я Кэтрин Дэвис-Янг.
(ЗВУКОВОЙ ФАЙЛ РУБЕНА ВАУНА СМИТА «ПОД ГРОМОМ»)
Copyright © 2022 NPR. Все права защищены. Посетите страницы условий использования и разрешений нашего веб-сайта по адресу www.npr.org для получения дополнительной информации.
Стенограммы
NPR созданы Verb8tm, Inc. в сжатые сроки., подрядчик NPR, и производится с использованием запатентованного процесса транскрипции, разработанного совместно с NPR. Этот текст может быть не в своей окончательной форме и может быть обновлен или пересмотрен в будущем. Точность и доступность могут отличаться. Официальной записью программ NPR является аудиозапись.
Сторонники говорят, что
3D-печать может помочь строить дома с уникальным дизайном дешевле аренда.
Это первый в Канаде напечатанный на 3D-принтере дом — спиральная структура с выдающейся особенностью: изогнутые стены. (Он был вдохновлен – и назван в честь – математической последовательности Фибоначчи.)
3D-печать, также известная как аддитивное производство, – это процесс, при котором объект создается с использованием слоев материалов в соответствии с цифровым дизайном.
Несмотря на то, что строительство с помощью 3D-печати все еще находится в зачаточном состоянии , сторонники говорят, что в будущем эту технологию можно будет использовать для быстрого и дешевого строительства домов с уникальным дизайном, с меньшей потребностью в дефицитной квалифицированной рабочей силе. .
Ян Комишин является президентом Twente Additive Manufacturing, компании, стоящей за Домом Фибоначчи, зарегистрированным на Airbnb. Он сказал, что 3D-печать позволяет строителям строить сложные изогнутые стены по той же цене, что и прямая стена.
«Итак, теперь архитектурные особенности, которые завораживают или добавляют эстетики, могут быть реализованы практически без сравнения затрат», — сказал он.
Как это работает
Чтобы построить такой дом, здание сначала проектируется в цифровом виде.Дизайнеры определяют, какие аспекты дома можно распечатать на 3D-принтере; как правило, это такие детали, как фундамент и стены, сделанные из бетона — материала, который хорошо поддается 3D-печати. Затем инструкции отправляются на роботизированный принтер, который может создавать элементы на строительной площадке или в другом месте, например на фабрике.
Стены Дома Фибоначчи были напечатаны за 11 дней, а затем доставлены на место сборки для сборки рабочими.
Это дом, вид изнутри.Бетонные детали были напечатаны на 3D-принтере за пределами площадки, а затем собраны на месте. Он вдохновлен знаменитой математической последовательностью Фибоначчи. (Twente Additive Manufacturing)
«У самого робота есть шланг и насадка», — сказал Комишин.
Растворно-бетонная смесь выкачивается из шланга и имеет такой состав, что каждый слой можно накладывать на следующий, создавая структуру слой за слоем. Это очень похоже на насадку пекаря, наносящую глазурь на торт.
Существует множество людей, которые используют дома 3D-принтеры гораздо меньшего размера, изготавливая, а иногда и продавая различные безделушки.Некоторые библиотеки и мастерские также предлагают членам доступ к 3D-принтерам на своих объектах.
Но настоящая перспектива технологии заключается в том, как она изменит создание более крупных продуктов, от самолетов до зданий.
Решение для бездомных?
Дон МакКуэйд (Don McQuaid) — управляющий директор World Housing, международного агентства, занимающегося решением проблемы бездомности, которое помогло финансировать создание сообщества из 50 домов, напечатанных на 3D-принтере, в Табаско, Мексика.
«Мы верим, что технологии станут решением проблемы бездомных, и мы верим, что каждый заслуживает дома», — сказал он.

Теперь эта некоммерческая организация сотрудничает с Twente Additive Manufacturing в амбициозном проекте здесь, в Канаде. Названный Sakura Place, это будет сообщество из пяти напечатанных на 3D-принтере домов в Нельсоне, Британская Колумбия, для семей, которые изо всех сил пытаются позволить себе жилье. Каждый дом будет площадью 700 квадратных футов с двумя спальнями, кухней и ванной комнатой.
Сообщество однажды может стать доказательством концепции использования технологии 3D-печати для строительства доступного жилья в других местах Канады, поскольку многие продолжают выражать недовольство рынком дорогой недвижимости в стране.
В сентябре средняя цена дома в Канаде составила 604 000 долларов, что более чем на 17 % больше, чем годом ранее. А согласно отчету Scotiabank, в Канаде самое низкое предложение жилья на 1000 жителей среди стран G7.
3D-печать также может решить некоторые проблемы, связанные с коротким строительным сезоном в некоторых отдаленных районах Канады, – сказал Маккуэйд.
«Для нас может быть решением войти, запустить машину [3D-печати] и использовать местные материалы и местных жителей, чтобы помочь и построить в узком окне», — сказал он.
Как это сокращает расходы — но не так резко
Комишин также считает, что технология решает проблему нехватки квалифицированной рабочей силы в строительной отрасли.
«Этот тип технологии очень легко адаптируется к тому, кто… имеет практически любой компьютерный опыт», — сказал он. «Это позволяет рабочим местам иметь доступ к точности и повторяемости, которые иногда недостижимы только с помощью человеческих процессов».
Эта предсказуемость может снизить затраты, сказал он, прежде чем предостеречь, что, хотя дома, напечатанные на 3D-принтере, дешевле, чем традиционные постройки, это снижение затрат — не на долю стоимости.
«Люди очень увлечены этой технологией. А потом они звонят нам и думают, что могут построить дом за 6000 или 10 000 долларов», — сказал он.
ЧАСЫ | Китайская строительная компания использует 3D-принтер для строительства домов:
Китайская строительная компания заявляет, что использует 3D-принтер для строительства недорогих домов 1:10
3D-печать, сказал Комишин.
«Стоимость этих вещей не меняется», сказал он.«Таким образом, с этой точки зрения мы все еще можем делать доступное жилье, но есть довольно нереалистичные ожидания [относительно] того, что эта технология может сделать с точки зрения затрат».
Ряд исследований и проектов оценил экономию средств в диапазоне от 10 до 50 процентов по сравнению с обычным строительством.
Еще одна проблема заключается в том, что, хотя 3D-принтер может создавать бетонные конструкции относительно дешево, это не включает стоимость самого 3D-принтера, которая может варьироваться от 49 000 долларов США для небольших базовых моделей до более 125 000 долларов США для более крупных моделей. , согласно 3Drific , интернет-изданию, посвященному 3D-печати.
Тем не менее, по крайней мере, одна юрисдикция стремится резко увеличить объемы 3D-строительства. Дубай в Объединенных Арабских Эмиратах , и к 2030 году 30 % нового строительства в городе-государстве будет напечатано на 3D-принтере .
Ваш следующий дом может появиться на 3D-принтере
В Нидерландах, известных своими каналами, мосты — обычное дело. Но четыре моста, в частности, представляют собой странности конструкции: каждое 26-футовое сооружение было вылеплено из бетона гигантским роботизированным принтером.
Они являются частью революции, благодаря которой 3D-принтеры, которые выдавливают пластик и другие материалы для создания твердых объектов, переходят со столешницы на строительную площадку. С 2017 года несколько компаний и групп в США, Европе и Азии «напечатали» навесы для автобусных остановок и перегородки конференц-залов, а также целые дома.
Технологии 3D-печати все еще находятся на ранней стадии, но коммерческие принтеры могут радикально изменить строительный бизнес в следующем десятилетии.Эксперты считают, что они могли бы сократить время строительства вдвое, снизить затраты на треть и предложить более экологичные и прочные конструкции с большими возможностями настройки.
По прогнозам Polaris Market Research, по мере развития технологии мировой рынок 3D-печати в строительстве достигнет 14,9 млрд долларов США к 2026 году по сравнению с 4,6 млн долларов США в 2019 году.
Мастер на все руки Строительные 3D-принтеры
во многом похожи на струйные принтеры для домашнего офиса, за исключением того, что вместо чернил они выплевывают бетон.Форсунки движутся взад и вперед по рельсам, а компьютеры контролируют схему экструзии, так что слой бетона (или стали, или другого материала) толщиной в дюйм укладывается именно там, где это необходимо. К тому времени, когда медленно движущееся сопло достигает конца своего пути, длина которого может достигать 100 футов, слой обычно затвердевает настолько, что поверх первого ложится еще один, наращивая слой за слоем. стена размером с дом. При точном распределении насадки сопло может оставлять места для окон, дверей, инженерных коммуникаций и других элементов дизайна и конструкции.
Одним из самых очевидных преимуществ является скорость. Чтобы построить одноэтажный дом площадью 500 квадратных футов, требуется около 24 часов печати. «Процесс печати одновременно обеспечивает структуру, изоляцию, обшивку стен, внутреннюю и внешнюю отделку поверхностей, а также систему трубопроводов», — говорит Джейсон Баллард, соучредитель и генеральный директор ICON, компании из Остина, штат Техас, специализирующейся на Строительство на основе 3D-печати. «Обычно для этого требуется 20 человек, представляющих пять или шесть различных профессий, которые работают несколько дней.
Строительные 3D-принтеры
также менее расточительны. Типичная строительная площадка дома производит около четырех тонн отходов. Поскольку бетон, используемый в обычных конструкциях плит, наносится равномерно, независимо от того, нужен ли он для несущей конструкции в определенной области или нет, около половины бетона тратится впустую. Это особенно вредно для окружающей среды, потому что на цемент, основной ингредиент бетона, приходится около семи процентов выбросов углекислого газа.3D-принтеры, напротив, могут с большой точностью изменять толщину конструкции, используя бетон только там, где это действительно необходимо — этот процесс называется топологической оптимизацией.
Еще одним преимуществом печатного построения является то, что оно является цифровым, что означает, что дизайн, созданный на компьютере, преобразуется непосредственно в инструкции для принтера. Это устраняет необходимость переноса проектов на бумажные чертежи, которые затем открыты для интерпретации торговцами — подверженный ошибкам процесс, который часто приводит к перерасходу средств и задержкам.
Подход «цифра к цифре» имеет дополнительное преимущество, заключающееся в устранении барьеров на пути дизайнерского творчества. Архитектор может предложить индивидуальный или полузаказной дизайн дешевле, не беспокоясь об обучении мастеров для выполнения нового плана. «Принтеру все равно, какой дизайн вы придумаете», — говорит Тео Салет, инженер-строитель из Технологического университета Эйндховена, пионер печатного строительства, построивший амстердамские мосты. «Это не будет брать с вас больше за то, что вы оригинальны.
До сих пор печатные здания были скромными и недорогими. Например, ICON напечатала дом в Остине, штат Техас, предназначенный для семей, по цене 10 000 долларов, и у нее есть контракт на печать в общей сложности шести. Затем компания планирует отправить принтер в Латинскую Америку, чтобы построить там 50 недорогих домов. Тем временем Салет собирается начать работу над 90-футовым мостом в Амстердаме, а также находится в партнерстве по строительству нескольких домов в Нидерландах.
План будущего
Для расширения производства требуется дополнительная работа в области технологий и регулирования.Что касается первого, то специалисты-практики еще не нашли эффективного способа армирования бетона с помощью принтера. В обычном строительстве это делается путем укладки стальных арматурных стержней. Некоторые разработчики экспериментируют с использованием второго робота для укладки стальных стержней в каждый новый слой. В других схемах основной принтер выстреливает металлическую или пластиковую проволоку толщиной в несколько миллиметров вместе с бетоном. Ни один из подходов еще не оказался оптимальным.
Большая надежда заключается в том, что новые формулы бетона или даже новые экструдируемые материалы в конечном итоге станут достаточно прочными, чтобы покончить с армированием.Эпоксидная смола, например, является одним из потенциальных кандидатов. Это тип полимера, который в настоящее время используется в клеях и покрытиях в производстве и строительстве. Или есть другие варианты. «С более радикальной точки зрения я хотел бы работать с биоматериалом», — говорит Салет. «Но у нас пока нет навыков, необходимых для работы с ним в строительстве».
Правила безопасности также должны быть доработаны с установленными инструкциями по проверке домов, напечатанных на 3D-принтере, и правилами строительных процедур. Если неопытные, неосторожные строители получат доступ к принтерам, их конструкции могут рухнуть, предупреждает Салет.«Вы должны убедиться, что связи между слоями достаточно прочны, а для этого требуется много знаний», — говорит он. «Я боюсь, что кто-то купит принтер и решит построить мост, а затем будет слишком долго ждать между слоями, оставляя более слабые связи. Один инцидент испортит репутацию всей индустрии цифрового бетона».
Однако прогресс есть. Баллард, например, работает с инспекторами, страховщиками и федеральными ипотечными агентствами в США, которые являются частью процесса, необходимого для того, чтобы сделать печатные дома законным выбором для большинства потенциальных покупателей.«Им нужно немного времени, чтобы понять это», — говорит он. «Но я думаю, они увидят, что традиционно построенная конструкция не может быть гарантирована такой же надежной, как наша».
Узнайте больше о технологических достижениях в сельском хозяйстве и других областях на Mega.online. Mega стремится активизировать и обогатить дебаты о том, как создать более эффективную экономику и общество, с помощью статей и видеороликов с участием ведущих академиков, ученых и предпринимателей, работающих в области устойчивого развития, технологий, здравоохранения, альтернативной энергетики и сельского хозяйства.