3 д принтеры для строительства домов: как их строят и почему им пророчат большое будущее? 7 реальных домов, в которых уже живут
Промышленный 3D-принтер для строительства домов
Не так давно китайцам удалось распечатать 10 домов за сутки при помощи огромного 3D-принтера собственного производства. Несмотря на оптимистичность этой новости для строителей, данная китайская технология имеет массу недостатков.
Дело в том, что их принтер способен печатать просто бетонные каркасы, в которых не предусмотрено место для проводки, утеплителя и прочих компонентов. Однако в противовес этому разрабатывается другой проект, цель которого – не максимально быстрая печать бетонных конструкций, а создание качественных домов с наличием всех необходимых коммуникаций.
Разработчиком данной идеи является Андрей Руденко, который планирует печатать двухэтажные коттеджи на территории штата Миннесота, США. Руденко имеет немалый опыт и знания в отрасли строительства и архитектуры. Не так давно он обратил свое внимание на технологию строительных 3D-принтеров, впоследствии чего собрал свою собственную модель, которая намного обошла в технологическом плане другие аналоги.
Однако автор развивает свой проект в несколько другом русле. Одно из приоритетных направлений – строительство высококачественных домов. Второе направление – декоративные отделочные элементы, которые планируется создавать при помощи того же принтера. Как ожидается, стены помещений в таких домах будут идеально ровными, поэтому их обработка попросту не понадобится.
Руденко основал свой проект на базе принтера RepRap, имеющий свободный доступ к своей технологии. Система использует контроллер Arduino Mega 2560, но все конструкционные части принтера разработчика получились большего размера, чем у остальных аналогов.
Уже сейчас в проекте распечатать коттедж размером 10х15 метров со всеми нужными коммуникациями. Печать производится слой за слоем. Ширина одного такого слоя – 20 мм, а толщина – 5 мм. В качестве печатающего материала компания Руденко использует бетон собственного производства.
Чтобы эту идею применить в коммерческих целях, нужна лицензия и разрешение от компетентных органов. Однако если такой способ строительства громко заявит о себе, то лицензию, скорее всего, можно будет получить.
Материалы по теме
3D-принтеры для строительства домов будут выпускать на Ставрополье
3D-принтеры для строительства домов будут выпускать на Ставрополье
Kirill Gririev
Фото: Минпром Ставропольского края
Новое предприятие заработает на площадке индустриального парка в краевом центре.
В Ставропольском крае планируют наладить производство 3D-принтеров для строительной печати. Как сообщили в Управлении по информполитике правительства региона, новое для края предприятие будет размещено на площадке Ставропольского индустриального парка. Производство освоит одна из российских строительных компаний.
«Устройства строительной 3D-печати являются собственной разработкой компании. Над их созданием и апробацией команда конструкторов трудились около 2 лет», — рассказали в Управлении по информполитике.
Первые устройства в цепочке оборудования производители планируют собрать уже в 2021 году. Технологии позволят возводить жилые дома и коммерческие сооружения в кратчайшие сроки. Например, для производства жилого одноэтажного дома размером 10 на 10 метров с перегородками принтеру потребуется около 24 часов. В качестве материала для изготовления секций будет использован модифицированный мелкозернистый бетон.
По словам замглавы краевого Минпрома Виталия Шевченко, на площадке индустриального парка в Ставрополе сосредоточено несколько предприятий, которые реализуют уникальные для региона проекты в сфере обрабатывающей промышленности.
«Их успешный опыт и созданные комфортные условия для ведения бизнеса позволяют нам привлекать новых производителей и создавать новые рабочие места», — подчеркнул замминистра.
В январе 2021 года Минпром края сообщил о завершении третьего этапа реконструкции промышленной площадки Ставропольского краевого индустриального парка.
Как ранее отмечал губернатор Ставропольского края Владимир Владимиров, власти региона на протяжении последних 5 лет активно работают над тем, чтобы на этой площадке открывались новые производства.
Что нам стоит дом… напечатать. 3D-принтеры в строительстве
Сейчас реализацией строительных проектов с помощью 3D-печати занимаются во многих странах мира. В США, Нидерландах, Новой Зеландии, Италии, Германии, Китае и даже Индии уже производят недорогое и доступное жилье по этой технологии.
Совсем недавно мы обращались к теме 3D-печати. Многие из нас уже давно используют такие принтеры для производства различных сувениров или полезных в быту мелочей. Серьезные и дорогостоящие модели принтеров нашли свое место в медицине, стоматологии или в ювелирных мастерских. С помощью таких устройств архитектурные бюро и проектировщики представляют заказчикам свои решения и создают концептуальные планы «городов будущего». Однако 3D-моделирование не ограничивается созданием изделий небольшого размера. Скорее наоборот, это лишь наиболее заметная и доступная для большинства из нас верхушка айсберга. Что же скрывается под ней?
Для примера можно взять такой необычный для нашей страны бизнес, как производство малых архитектурных форм или строительство жилых домов с помощью 3D-принтера. Первое строение, произведенное с помощью технологии 3D-печати, появилось в России еще зимой 2017 года. Оно было напечатано в качестве эксперимента (а может быть, и рекламного проекта) в подмосковном городе Ступино. Выглядел процесс печати и конечный результат очень непривычно: работа с бетонным раствором при – 35°С сразу же настроила против проекта многих профессионалов.
Дело в том, что в России и в большинстве стран СНГ господствует архитектурная школа, основы которой заложены еще при СССР. Знаете, что лучше всего проектировали и строили в то время? Правильно: заводы, плотины, атомные электростанции и даже космодромы. А вот с жилым домостроением получалось не очень. Повернется ли у кого-либо язык назвать блочно-панельные шедевры отечественного домостроения красивым и комфортным жильем, специально созданным для удобства людей? А теперь посмотрите на любой спальный район вашего города: если отбросить в сторону новые, более практичные материалы и технологии строительства, вы увидите те же самые планировочные решения, ту же самую прямоугольно-рубленую архитектуру и комнаты, в которые почти не заглядывает солнце. В такой городской среде росли наши мамы и папы. Возможно, здесь будет расти поколение наших детей.
Несмотря на стойкий скептицизм отечественных профессионалов, далеко не все разделяют их мнение. Сейчас реализацией строительных проектов с помощью 3D-печати занимаются во многих странах мира. В США, Нидерландах, Новой Зеландии, Италии, Германии, Китае и даже Индии уже производят недорогое и доступное жилье по этой технологии. Как пример можно привести некоммерческий благотворительный фонд Habitat for Humanity, взявший на вооружение эту технологию. Фонд строит социальное жилье для нуждающихся, здания для образовательных учреждений в бедных странах и работает на всех континентах. Недавно с помощью строительного 3D-принтера Фонд реализовал два проекта в США.
Индийский стартап Tvasta построил первый в этой стране 3D-печатный дом. Всего через 21 день дом был полностью готов к заселению.
Немецкая Peri 3D Construction в сотрудничестве с датским производителем бетонных 3D-принтеров построила жилой дом в небольшом западногерманском городке Беккум (Beckum). Интересной особенностью оказался выбор материала. Для печати строения использовался запатентованный раствор «i.tech 3D» на основе цемента, разработанный одним из влиятельнейших производителей в строительной отрасли — компанией HeidelbergCement.
Конечно же, новая технология имеет ряд узких мест и временных недостатков.
Для возведения коммерческих зданий способом 3D-печати необходимо пересмотреть многие строительные стандарты и провести ряд испытаний, подтверждающих необходимые запасы прочности. Нельзя также сбрасывать со счетов традиционную инертность мышления застройщиков и прямой конфликт коммерческих интересов со стороны уже существующих строительных компаний. Вложенные в производство традиционных материалов для строительства деньги, невозможно бросить и смириться с потерями. Вложенные инвестиции должны оправдать себя и приносить прибыль как можно дольше. Наверное, эти причины и являются основными препятствиями на пути новых технологий строительства в нашей стране.
Может быть, поэтому проект Apis Cor, созданный предпринимателем из Иркутска, Никитой Чен-юн-тай, в России отметился только печатью довольно необычного «желтого домика», с описания которого и началась эта статья.
Это где-то там, далеко, в Объединенных Арабских Эмиратах, инженерами российской компании было построено самое большое на тот момент здание, попавшее в Книгу рекордов Гиннесса — событие, принесшее небольшому стартапу из глубинки мировую известность и признание. У нас же, в России, он так и воспринимается большинством как некая забавная штучка, не более. Если судить по последней информации на русском языке, датированной аж 2020 годом, компания, скорее всего, тоже не считает нашу страну приоритетной для продвижения своих проектов. Любые ссылки в сети перенаправляют на англоязычный сайт выставочного зала Apis Cor в Мельбурне (штат Флорида, США). Там можно увидеть красивые и продуманные проекты домов, которые обязательно будут построены лично для вас.
Сейчас мы можем бесплатно скачать модели полезных домашних мелочей и сувениров исключительно ради своего удовольствия. Возможно, через какое-то время мы будем брать в сети готовый проект дома, немного дорабатывать его под свои потребности и размещать заказ на его выполнение. Возьмите экземпляр этого журнала или откройте его электронную версию и выйдите на балкон, сравните фотографии в этой статье и реальность, в которой вы живете. И если открывшийся вид совсем не радует, задумайтесь, может быть, именно вам суждено создать технологию, которая в корне изменит жизнь большинства людей к лучшему.
три с половиной дома за четыре дня / Хабр
Компании COBOD и PERI продемонстрировали сверхскоростное создание жилых домов на выставке Bautec. Фото:3dprintingmedia.network
Один 3D-печатный домик в день
Посетителям Международной строительной выставки Bautec, прошедшей в период с 18 по 21 февраля 2020 в Берлине, была предоставлена уникальная возможность увидеть процесс создания жилого дома в течение одного дня, благодаря технологии трехмерной печати. Датская компания COBOD, занимающаяся строительством с применением 3D-печати, совместно с компанией PERI Group взялась за амбициозный проект, чтобы продемонстрировать, как строительный 3D-принтер способен напечатать дом менее чем за 24 часа.
В ходе выставки COBOD и PERI успешно напечатали 3,5 дома площадью 64 квадратных метра каждый. Четвертый дом не был завершен, потому что партнерам так же предстояло создание двух 3D-печатных логотипов для выставки Bautec. В целом, компания COBOD заявляет, что печать логотипов в 3D эквивалентна печати 8 квадратных метров дома в час.
Посетители Bautec могли наблюдать за работой крупноформатного принтера BOD2 в период с 9:00 до 17:00. Таймлапс-видео с каждого дня печати теперь доступны для тех, кто не смог присутствовать на мероприятии лично.
Хенрик Лунд-Нильсен (Henrik Lund-Nielsen), генеральный директор COBOD:
«Демонстрируя возможности 3D-печати в режиме реального времени, мы хотели доказать, что наша технология трехмерной печати BOD2 готова к выходу на мировой рынок, поскольку обладает достаточным качеством, скоростью, надежностью и стабильностью для бесперебойной работы час за часом, день за днем и с невероятной производительностью, превосходящей традиционные методы строительства. Мы планировали напечатать 4 небольших дома за 4 дня, и мы почти достигли поставленной цели. Каждый день мы печатали по одному небольшому дому, но в последний день, по запросу организаторов выставки, мы решили напечатать пару фирменных логотипов в большом масштабе, что впоследствии не позволило нам завершить конструирование последнего, 4-го дома».
Благодаря модульному исполнению печати до 15 м в ширину и 10 м в высоту, 3D-принтер BOD2 имеет неограниченную длину сборки, что позволяет ему строить полнофункциональные дома на месте. Для выставки Bautec партнеры COBOD и PERI установили относительно небольшую конфигурацию BOD2, с параметрами 5 × 5 × 5 метров, которая уступает по размерам остальным принтерам BOD2, которые были проданы COBOD различным покупателям.
Источник: 3dprintingmedia.network
Что касается скорости, BOD2 теоретически способен печатать до 100 см/секунду, но, по причине ограничения доступных материалов для строительной 3D-печати и сложности механизмов накачки, принтер обеспечивает скорость печати не более 40 см/секунду. На выставке COBOD отказались продемонстрировать максимальную скорость из соображений безопасности.
Тильманн Аух (Tilmann Auch), инженер по разработке продукции COBOD:
«Нам, конечно, хотелось бы показать людям более мощный 3D-принтер для строительства, но полноценная печать на территории выставки оказалась невозможной по ряду причин. Поэтому мы могли печатать только небольшие дома периметром 4 × 4 метра и с одной спальней. Что касается скорости, здесь уже мы ограничили себя сами. Во время выставки Bautec мы печатали со скоростью не более 25 см/сек. Это связано с требованиями Евросоюза к машинному оборудованию и робототехнике, которые требуют возведения защитного ограждения вокруг принтера, если бы мы решили печатать быстрее. Мы, конечно, не хотели ставить забор на выставке, так как это не позволило бы посетителям увидеть принтер в действии».
Несмотря на ограничения, COBOD и PERI смогли успешно напечатать дома в течение первых трех дней, демонстрируя способность технологии возводить стены небольшого дома примерно за восемь часов. По утверждениям представителей COBOD, при такой скорости печати дом площадью 150 квадратных метров может быть воспроизведен менее чем за 24 часа.
Д-р Фабиан Мейер-Брёц (Dr. Fabian Meyer-Brötz), рук. отдела 3D-печати в PERI Group:
«На выставке Bautec мы доказали посетителями, что, привлекая минимальное количество рабочих, мы способны печатать дома с округлыми стенами со скоростью в среднем 8 м2 в час. Важно отметить, что эти возможности создания произвольных форм позволяют не только воплощать любую фантазию архитектора, но и повысить функциональность стен, создавать улучшенные проекты строений и домов. Мы не знаем ни о какой другой технологии, которая могла бы обеспечить такой же результат».
Немецкая строительная компания PERI Group уже давно инвестирует в проекты COBOD. В 2018 году компания приобрела миноритарный пакет акций в COBOD, а в апреле прошлого года PERI Group была названа официальным дистрибьютором строительного 3D-принтера COBOD.
Источник: 3dprintingmedia. network
Узнайте больше о 3D-печати в строительстве из наших статей:
3D-печать в строительстве: как это работает, технологии и 3D-принтеры,
Печать домов на 3D-принтере в России, Китае и других странах,
Спецавиа: российские строительные 3D-принтеры и
Робототехника в строительстве.
Обзор самых известных проектов строительных 3D принтеров. Строительная 3D печать, одно из перспективных направлений распространения технологий космической эры в массовой производственной и потребительской среде. Это технологическое новшество близкой перспективы, прямо связанное с человеческим жизненным пространством. 3D печать, это одна из основных, распространенных на сегодня технологий цифрового производства. Производство изделий из по цифровому шаблону, методом постепенного выращивания прямо из сырьевого материала, минуя сложные разветвленные производственные цепочки, свойственные современной промышленности. Сейчас массовое распространение аддитивного производства еще не началось. В основном, из за того, что современное цифровое производство не обладает всеми нужными характеристиками для того чтобы стать основой промышленности, высоким качеством, высокой скоростью, и низкой себестоимостью. Современные 3D принтеры, имеют малую производительность, и производимые ими изделия как правило стоят дороже изделий традиционного массового производства. Поэтому сейчас, 3D печать распространяется в основном в области высоких технологий, так как оправдывает себя в производстве дорогих, уникальных изделий. 3D печать, может использоваться не только в производстве, но и в строительстве. Строительные принтеры, принципиально не отличаются от своих меньших братьев производственных 3D принтеров, представляя собой их конструктивные аналоги большего размера. 3D строительство, одно из наиболее вероятных направлений распространения 3D печати в промышленности, за счет относительно низкого уровня технологий в строительной отрасли и в то же время ее высоких финансовых оборотах. В строительной сфере технологии 3D, печати оказываются в выигрыше по соотношению стоимость — эффективность. Затраты на строительство заложенные в цены квартирной платы и цены различных товаров, за счет амортизации производственных помещений, складов и торговых точек, имеют ощутимый вес в общей доле трат. Высокая стоимость ипотечных кредитов, один из основных источников головной боли для современных людей. Высокие цены на жилье, один из факторов, сдерживающих самостоятельность и мобильность людей, особенно, молодого поколения. Они привязывают к родственным и личным связям, связывают свободу передвижения и личностную мобильность, сковывают свободу экспериментов, свободу выбора, и таким образом тормозят развитие прогресса. Жилые помещения являются частью среды обитания людей. Маленькими участками персонального жизненного пространства. Если жилье станет дешевле, жизнь людей, от этого станет легче и свободнее во всех отношениях. Вместе с распространением цифрового производства в строительстве, будет происходить и внедрение в жизнь технологий космической эры, и повышение качественного уровня жизни одного из главных стимулов движения в новую эру. Строительная 3D печать, после широкого распространения, потенциально, может являться переходным мостиком, между массовым цифровым строительством и массовым цифровым производством. Так как строительная печать будет опережать производство за счет своей простоты. Но она привлечет крупные финансовые потоки и инвестиции в сферу 3D печати вообще, и соответственно, будет стимулировать развитие цифрового производства в других отраслях, играя роль «Локомотива». Ниже приведен небольшой обзор, самых известных проектов строительных 3D принтеров. Обсудить в форуме: http://cosmosclub.forum2x2.ru/t21-topic
Проект строительных принтеров «Контур Крафтинг» «Contour Crafting». «Центром автоматизированных технологий быстрого производства университета Южной Калифорнии» который проектирует строительные 3D принтеры Contour Crafting заведует Профессор «Берок Хошневис», американец Иранского происхождения. Берок Хошневис, один из первых экспериментаторов и идеологов строительной 3D печати. Он начал работу над строительными 3D принтерами еще с девяностых годов, руководствуясь более ранними теоретическими наработками Виктор Папанек. Дизайн для реального мира. Читать онлайн: http://nordisk.pp.ru/on-line/files/+blog/54A5D88A-F90C-4798-90A4-5E5FBE2BD080/10_Papanek.pdf Скачать: http://monster-book.com/dizayn-dlya-realnogo-mira И в начале двухтысячных, под его руководством, был создан первый опытный образец. К недостатку проекта Контур Крафтинг, можно отнести низкие темпы разработок. Его конкуренты, такие как китайская компания Shanghai WinSun уже ведут строительство и договариваются о крупных подрядах на будущее. Берок Хошневис, так же, многократно заявлял о возможности применения строительной 3D печати для строительства обитаемых баз на Луне или Марсе. Принтеры могут возводить обитаемые и технические постройки, с использованием подножного грунта, что позволит значительно снизить транспортные затраты на оснащение инопланетных баз. Принтерам не нужен кислород, они не боятся экстремальных космических температур и радиации, а потому, являются удобным, функциональным инструментом, в условиях космического пространства. Инфосити: Технология Contour Crafting позволит сооружать целые поселения на луне с помощью 3D принтера. http://www.infocity.az/2016/07/технология-contour-cra. Берох Хошневис участвует в разработках перспективных строительных принтеров совместно с военно морским флотом США, с целью быстрого строительства жилых домов и различных построек на отдаленных берегах, куда долго и дорого доставлять строительные материалы. 3D тодей. ВМС США интересуется 3D печатью бетонных зданий: http://3dtoday.ru/industry/vms-ssha-interesuyutsya-3d-pechatyu-betonnykh-zdaniy.html И участвует в создании космических принтеров, совместно с Американским национальным аэрокосмическим агентством. Ссылки по теме: Иносми. (Интервью Хошневиса) Эра автоматического строительства: http://inosmi.ru/world/20131013/213824981.html Ntp.com. Профессор Берок Хошневис намерен внедрить 3D — печать в строительство: http://www.ntpo.com/obzor-sovremennyh-tehnologii/sovremennye-tehnologii-v-stroitelstve/37952-professor-berok-khoshnevis-nameren-vnedrit-3d-pechat-v-stroitelstvo. Нейкед ссиенс: Гигантский 3D принтер, строит дом за 24 часа: https://naked-science.ru/article/hi-tech/gigantskii-3d-printer-stroit-d Дейлитехинфо. Машины монстры: Contour Crafting — самый большой трехмерный принтер, который сможет возвести трехэтажный дом за одни сутки: http://www.dailytechinfo.org/news/5558-mashiny-monstry-contour-crafting-samyy-bolshoy-trehmernyy-printer-kotoryy-smozhet-vozvesti-dvuhetazhnyy-dom-za-odni-sutki.html Базальт тодей. Новая технология 3D печати из реголита и базальта, стала победител ем конкурса NASA: http://ru.basalt.today/2016/07/6380/ Лекция Хошневиса видео:
Европейский проект лунной базы распечатанной на 3D принтере. Европейским космическим агентством — «ESA», (ЕСА), ведется работа по созданию 3D печатных корпусов для обитаемых баз на Луне.
Ссылки на публикации по теме:
Россия может использовать 3D печать для строительства базы на Луне. По словам руководителя Национального центра изучения природных веществ, Россия может использовать 3D-печать и запатентованную «гироскопическую мельницу», чтобы построить обитаемую базу в полярных районах на Луне. Поселенцы смогут получать порошковые материалы для 3D-печати из переработанного лунного реголита. Источник перевод для gearmix (Сергей Лукавский)
Строительные 3D принтеры Андрея Руденко.
Видео:
3D тодей. Андрей Руденко закончил печать первого в мире замка: http://3dtoday.ru/industry/andrey-rudenko-zakonchil-pechat-pervogo-v-mire-zamka.html Видео. Принтер Андрея Руденко печатает замок:
3Dтодей. Строительный 3d принтер от Андрея Руденко: новое видео и возможность предзаказа: http://3dtoday.ru/blogs/zhvtlt/building-a-3d-printer-from-andrey-rudenko-new-video-and-preorder-featu/
Гиктаймс. 2 суток на создание жилого дома: 3D принтеры помогают строить дома: https://geektimes.ru/post/271774/ Интервью с Андреем Руденко: Официальный сайт Андрея Руденко (Английский): http://www.totalkustom.com/
3D-принтеры BetAbram.
Словенская компания «BetAbram», «Бет Абрамс» — одна из первых выпустила на рынок линейку 3D принтеров собственного производства. Принтер средних габаритов — «P2», имеет такую же высоту зоны печати 2 метра, но уже 12 метров в длину и 6 метров в ширину. 3dnews.ru. 3D-принтер BetAbram: недорогое устройство, которое «напечатает» вам дом: http://www.3dnews.ru/820938
Строительные 3D принтеры итальянской фирмы «WASP».
Официальный сайт фирмы «WASP», линейка принтеров фирмы: http://www. 3Dтодей. Почувствуй себя гончаром: http://3dtoday.ru/blogs/ermolife/feel-like-gonchar/ Версия строительного принтера «BigDeltaWASP сери Custom», с зоной печати трехметровой высоты. Для его установки необходимо только двое рабочих и два часа времени. В настоящее время, для строительства полноценного дома, такому принтеру требуется около двух недель. (Низкая для 3D печати скорость строительства, видимо, связана не с низкой производительностью принтера, а с длительным высыханием наносимых им глиняных слоев. То есть производительность машины можно значительно повысить, если добавить в смесь немного цемента) Интернет журнал идеи для бизнеса. 3D-принтер для печати/строительства домов: http://domashniy.biz/3d-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80-%D0%B4%D0%BB%D1%8F-%D0%BF%D0%B5%D1%87%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0-%D0%B4%D0%BE%D0%BC/ Взавтра нет. И принтер «Биг Дельта ВАСП 12», «BigDeltaWASP 12m» имеющий размеры, 12 метров в высоту и 6 метров в диаметре. В настоящее время самый крупны в Италии. По утверждениям разработчиков, система потребляет минимальное количество энергии, и способна печатать любыми материалами, включая глину. По мнению разработчиков, модификации принтера «Биг дельта», смогут работать и на других планетах, создавая обитаемые постройки для колонистов, относительно защищенные от радиации и метеоров и различные технические строения. Гиктаймс. Big Delta — самый большой 3D принтер в мире из Италии, способный строить дома: https://geektimes.ru/post/262800/ 3D print conference. Самый большой дельта принтер для печати домов от WASP: http://3dprintconf.
3D принтер Нидерландской компании «NNRGY Crops». Новая нидерландская компания «NNRGY Crops», ведет разработку строительного принтера, печатающего дома из так называемого «Биобетона», смеси песка, цемента и растительной волокнистой массы. В качестве источника растительного волокна, основатель компании NNRGY Crops, предприниматель Жан-Говерт ван Джилст, планирует использовать высокую, быстрорастущую траву «Китайский мискантус». Сайт N3D. Компания NNRGY Crops будет печатать дома из био-бетона: http://www.
Самодельный 3D принтер «Веста В2» «V2 Vesta». Принтер V2 Vesta, имеет поле печати 3 на 3 на 3 метра, и основан на файлах модели принтера «RepRap», рассчитанных на печать комплектующих на серийных принтерах, и сборку своими силами. Файлы семейства принтеров RepRap публикуются в свободном доступе. 3D пульс: http://www.3dpulse.ru/stroitelstvo/konstruktsiya-malenkii-dom-napechatana-na-3d-printere-iz-betona-vsego-za-24-chasa Сайт. 3Д принтеры «Vesta»: https://www.vestaprinter.com/blog/post/124959189223/smaller-prints
«3D Билдер», многоцелевой строительный 3D принтер — манипулятор из Амстердама.
В перспективе, принтер, так же можно оборудовать подъемной подъемной системой, для строительства многоэтажных зданий. 3D пульс: http://www.3dpulse.ru/stroitelstvo/novyi-stroitelnyi-3d-printer-3d-builder-predstavlen-v-amsterdame
3D печатные строительные блоки «Building Bytes».
http://www.n3d.biz/ Новинки 3D печати. Building Bytes: 3D — напечатанные керамические блоки для строительства крупных конструкций: http://www.
Нидерландская группа новаторов, «Сабин дизайн», разработала принтер для печати строительных блоков или кирпичей.
3Dтодей. Исследователи создали 3D — печатные кирпичи, соединяющиеся между собой без цементного раствора: http://3dtoday.ru/industry/issledovateli-sozdali-3d-pechatnye-kirpichi-soedinyayushchiesya-mezhdu-soboy-bez-tsementnogo-rastvor.html
Строительные 3D принтеры китайской компании «WinSun» «Вин — сун».
3Dтодей. Шанхайская компания «Вин сун», напечатала пятиэтажный дом и особняк: http://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/shanghai-company-winsun-has-printed-a-fivestorey-house-and-mansion/ Сейчас на счету фирмы напечатанные пятиэтажные здания и особняки площадью более 1000 квадратных метров. Один из последних проектов фирмы WinSun офисное здание в Дубае, площадью 250 квадратных метров, построенное за 17 дней. 3Dтодей. Вокруг света с 3D тодей. Дубай завершил строительство 3D — печатного «Офиса будущего»: http://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/around-the-world-with-3dtoday-3d-printing-of-microprosodic-through-the/ 3Dтодей. WinSun может заняться 3D печатью полутора миллионов домов в Саудовской Аравии: http://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/winsun-can-do-3d-printingone-and-a-half-million-homes-in-saudi-arabia/
Продолжение на следующей странице: http://spaceexpansion.ucoz.ru/index/0-33
|
Может ли 3D-печать стать будущим домостроения?
PALM BEACH COUNTY, Флорида. Даже издалека тракторный сарай Джима Риттера в округе Палм-Бич выглядит немного иначе.
При ближайшем рассмотрении видно, насколько он отличается от .
«То, что мы делаем, — это оболочка здания», — объяснил он.
Риттеру принадлежит машина, которая напечатала — да, напечатала — навес для трактора. Построен осенью 2020 года.
«Это было первое 3D-печатное здание, о котором я знаю, во Флориде», — сказал Риттер, владелец компании Printed Farms.
В нескольких милях от сарая стоит сама машина. Джастин Шейнберг из Sinter Form Designs помогает управлять им.
Проще говоря, это робот, управляемый компьютером или даже смартфоном, который может воплотить в жизнь цифровые проекты.
«Z (идет) вертикально. У нас проходит Y. А затем X идет вперед и назад», — сказал Шейнберг, объясняя, как работает 3D-принтер. «Только представьте, что вы сжимаете бутылку зубной пасты и просто строите ее поверх себя.
В прошлом году машина использовалась в Таллахасси для строительства первого дома во Флориде, напечатанного на 3D-принтере. По словам Риттера, на печать стен ушло шесть дней.
Сторонники этой технологии говорят, что она быстрее, эффективнее, дешевле и даже прочнее, чем традиционная конструкция.
«Они устойчивы к ураганам. Я бы получил пятую категорию по этому зданию, — сказал Риттер у сарая. «Я не верю в лес во Флориде. Особенно Южная Флорида. И этот материал настолько превосходит блок, что практически непроницаем для воды. ”
«Мы не придем с 3D-принтерами и не отнимем у людей рабочие места, — сказал Шейнберг. «Мы просто помогаем с самим спросом, и это то, что нужно. Стройка сейчас сходит с ума».
Юго-Западная Флорида еще не видела строительства домов, напечатанных на 3D-принтере. Шейн Джонсон, строитель в Форт-Майерс-Бич, сказал, что приветствует новую технологию.
«Я большой сторонник перемен. Изменения всегда стимулируют рост», — сказал Джонсон NBC2.
Тем не менее, он задается вопросом, будет ли сложнее получить разрешения на соответствие различным строительным нормам, и сказал, что подозревает противодействие со стороны некоторых представителей отрасли.
«Одной из предпосылок перемен всегда являются насмешки и сопротивление», — сказал Джонсон. «Поэтому, как только вы сможете проникнуть в сознание людей и показать им, что это лучший продукт, это важный шаг».
Наиболее оптимистично настроенные в отношении домов, напечатанных на 3D-принтере, такие как Шейнберг, считают, что они — будущее доступного жилья. Он сказал, что технология может быть на 20-30% дешевле текущих затрат.
«Идеально подходит для домов площадью от 900 до 1500 квадратных футов. Чтобы иметь возможность распечатать их и сделать их экономически эффективными для людей, только что закончивших школу, или обедневших семей, чтобы они могли их покупать», — сказал Шейнберг.
Риттер немного более консервативен в своих взглядах.
«Чтобы сделать его экономически эффективным, мы должны увеличить масштаб», — пояснил он. «Вы не можете иметь одну или две машины и сделать их доступными. Но да, в будущем эти машины смогут создавать очень прочные, устойчивые здания, подобные этому, которые будут служить долго».
Риттер сказал, что они планируют будущие проекты в Майами, Тампе и Лейк-Уорте. Есть и другие компании, работающие над внедрением технологии во Флориду.
Дома, напечатанные на 3D-принтере: потенциал позитивных изменений в жилищной отрасли
3D-принтеры уже используются в различных отраслях промышленности для производства ряда продуктов. Быстрый поиск в Google дает удивительное количество применений. Одна из отраслей, за которой нужно следить, — это жилищное строительство и использование 3D-принтеров для строительства домов на месте.
В Соединенных Штатах модульные переносные 3D-принтеры начинают использоваться для строительства домов на месте, которые полностью разрешены и пригодны для проживания. 3D-принтер следует сгенерированному компьютером набору планов для «печати» стен дома с использованием материала типа бетона. В этом видео показано, как одна компания, ICON, использует свою технологию 3D-печати для строительства стен дома.Крыша, окна, двери и другая отделка и отделка изготавливаются отдельно с использованием стандартных рыночных продуктов или готовых 3D-печатных версий, насколько это возможно. Конечный результат может быть очень впечатляющим. Просто взгляните на 3D-печатный дом площадью 1200 квадратных футов с 3 спальнями и 2 ванными комнатами, который был недавно построен в сотрудничестве между Habitat for Humanity и Alquist в Вильямсбурге, штат Вирджиния. Вот ссылка на новостную статью об этом доме.
(Фото с Fox 5 DC)
Что делает эту технологию 3D-печати такой впечатляющей и захватывающей, так это то, что 3D-печатные дома могут стать экологически безопасным решением проблемы нехватки жилья в Соединенных Штатах.Несколько основных причин, по которым Соединенные Штаты испытывают нехватку жилья, — это высокая стоимость строительства нового дома, отчасти из-за засоров в цепочке поставок и нехватки материалов; отсутствие рабочей силы; и время, необходимое для строительства дома. 3D-печатные дома на месте предлагают потенциальное решение этих проблем. Во-первых, для 3D-печатных домов требуется гораздо меньше пиломатериалов и других традиционных строительных материалов по сравнению с традиционными домами, а 3D-печатные дома могут быть построены по значительно более низкой цене, чем традиционные дома.Во-вторых, для управления 3D-принтером и наблюдения за строительством 3D-печатного дома требуется всего несколько человек. Наконец, строительство стен 3D-печатного дома занимает всего несколько дней (хотя в настоящее время 3D-печатные дома, как правило, по-прежнему требуют традиционного строительства крыши, установки окон и дверей, а также электропроводки и сантехники, которые могут замедлить окончательное время завершения строительства дома из-за нехватки рабочей силы и проблем с цепочкой поставок). Строительство 3D-печатных домов может быть более экологичным, чем традиционные дома, потому что 3D-печатные дома строятся на месте с использованием очень небольшого количества материалов, что снижает потребность в транспортировке материалов на строительную площадку и обратно, а также количество образующиеся отходы очень минимальны, поскольку дом построен с использованием точных компьютерных технологий.
Несколько недостатков домов, напечатанных на 3D-принтере, заключаются в том, что стены стилистически выглядят немного неряшливо с неструктурными недостатками. Конечно, эти стены можно скрыть с помощью традиционной отделки, такой как краска, гипсокартон или штукатурка, но эти варианты увеличивают стоимость дома. Другой недостаток заключается в том, что, вообще говоря, 3D-печатные дома, которые в настоящее время строятся в Соединенных Штатах, имеют только 1 уровень с возможностью построить больше уровней, используя традиционные методы строительства. Ограничения по высоте необходимо улучшить, поскольку плотность населения является важной частью решения проблемы нехватки жилья в Америке.По мере совершенствования технологии вполне вероятно, что многоуровневые 3D-печатные дома станут доступны в Соединенных Штатах.
На данный момент в Соединенных Штатах существует всего несколько законно пригодных для проживания 3D-печатных домов. Как и в случае с любой новой технологией, технология будет улучшаться по мере того, как она будет использоваться. Прошлой осенью ICON и Леннар объявили о партнерстве по созданию домашнего 3D-сообщества, состоящего из 100 домов в Остине, штат Техас. Ожидается, что проект будет запущен в начале 2022 года. Это будет крупнейший домашний проект 3D-печати в Соединенных Штатах, и он даст ценную информацию о будущих возможностях масштабирования этой технологии.
С юридической точки зрения, прежде чем приступить к 3D-печатному проекту дома, застройщик должен ознакомиться с местными зональными, строительными и другими муниципальными нормами, чтобы убедиться, что проект будет соответствовать (или, если не соответствует, разработать стратегию для получения необходимых муниципальных одобрения). Кроме того, поскольку 3D-печатное строительство дома включает в себя сложные технологии, недвижимость и потенциал для решения некоторых жилищных потребностей США, отрасль созрела для структурирования творческих совместных предприятий между компаниями, занимающимися 3D-принтерами, застройщиками, частными инвесторами. правительства и некоммерческие организации.Otten Johnson Robinson Neff & Ragonetti PC предлагает клиентам надежную и сложную юридическую практику в области землепользования, недвижимости и совместного предприятия.
3D-принтер Apis Cor заставит роботов строить дома на космическом побережье
Apis Cor открывает выставочный зал для 3D-печатных домов на авеню Вьера
Apis Cor вошла в Книгу рекордов Гиннеса, построив в 2019 г. Дубай в Объединенных Арабских Эмиратах.
Malcolm Denemark, Florida Сегодня
Поддержите местную журналистику.Разблокируйте неограниченный цифровой доступ к сайту floridatoday.com Нажмите здесь и подпишитесь сегодня.
Зайдите в новый демонстрационный зал Apis Cor, и вас встретит «Фрэнк», огромный робот для 3D-печати, который строит бетонные стены и может когда-нибудь произвести революцию в жилищной индустрии Космического побережья.
«Фрэнк — это автономный принтер, который, по сути, поможет вам печатать здесь дома в будущем», — сказал Эдгар Муньос, руководитель отдела развития бизнеса Apis Cor, опираясь на металлическую руку машины.
«Это система стрел, которая может выдвигаться до 16 футов. И он на самом деле может достигать 10 с половиной футов в высоту. Итак, это он — низкий и тощий — чтобы (поместиться) здесь, в нашем демонстрационном зале», — сказал он.
Муньос наклонился, чтобы коснуться экструдера Фрэнкса или прямоугольного «носа» на конце его стрелы. Здесь происходит вся магия. Вот куда идет весь материал», — сказал он,
Новое исследование U-Haul: Палм-Бэй-Мельбурн занимает 3-е место по росту среди U.S. города
7-11 Предложение: Предложено расширение Indialantic 7-Eleven, вызывающее опасения по поводу пробок в часы пик Авеню Вьера. Чиновники надеются запланировать церемонию перерезания ленточки в конце этого месяца.
Стартап по строительству домов вошел в Книгу рекордов Гиннеса в октябре 2019 года, построив самую большую в мире структуру, напечатанную на 3D-принтере (по объему), в Дубае, Объединенные Арабские Эмираты.
Это двухэтажное здание было изготовлено из 11,07 кубометров материала, напечатанного на 3D-принтере, отмечается в Книге рекордов Гиннеса. Структура была создана одним из роботов-предшественников Фрэнка — он является моделью четвертого поколения.
Теперь Apis Cor принимает заказы на жилые дома, напечатанные на 3D-принтере, строительство которых планируется начать в первом квартале 2023 года. Компания также проводит вводные семинары для строителей жилья и строительных компаний, надеясь сдать Фрэнка в аренду подрядчикам. третий или четвертый квартал этого года.
«Мы печатаем наружные и внутренние стены, которые обычно являются наиболее трудоемкими и финансово затратными частями проектов. Таким образом, мы экономим много времени и денег», — сказала Дженнифер МакКинни, бизнес-оператор. управляющий делами.
«Мы примерно на 30% дешевле, чем стандартный дом. И на 33% прочнее — и в девять раз быстрее строим», — сказал МакКинни. Бетон компании представляет собой запатентованную смесь.
Более того, МакКинни сказал, что Фрэнк может построить наружные и внутренние стены дома, используя всего двух рабочих.Она сказала, что в среднем стены дома площадью 2000 квадратных футов можно напечатать за 40-60 часов.
По всей стране множество компаний, занимающихся 3D-печатью, стремятся войти в отрасль жилищного строительства, которая пострадала из-за задержек с нехваткой рабочей силы и роста цен на материалы на фоне пандемии COVID-19.
Около трех лет назад компания Apis Cor перенесла свои операции из Бостона в Мельбурн. Виртуальный дизайн стартапа своего демонстрационного дома Impreza, напечатанного на 3D-принтере, получил бриллиантовую награду в октябре во время Парада домов Ассоциации строителей и подрядчиков космического побережья.
«Мы были очень взволнованы. Это было своего рода всплеском, чтобы увидеть, как нас примет публика, как нас примут строители», — сказал МакКинни.
Конструкция Impreza включает изогнутые внешние стены и смотровую площадку на крыше. Компания принимает заказы на дом площадью 2800 квадратных футов с двумя спальнями и двумя ванными комнатами. Стоимость: 750 000 долларов.
Brightline из Бреварда: Поезда Brightline начнут курсировать из Какао в Уэст-Палм-Бич — без пассажиров
Здесь не вывешивают грязное белье: NASA и Tide работают над давней космической проблемой: чистка белья астронавтов
«3D-печать — это удивительная технология, будущее которой безоблачно, поскольку спрос на доступное жилье продолжает расти», — сказал в электронном письме Джон Томас, генеральный директор Space Coast HBCA.
«Дома, напечатанные на 3D-принтере, могут помочь сделать мечту о собственном доме более доступной для всех», — сказал Томас.
Должностные лица Apis Cor надеются, что их технология расширит возможности выбора доступного жилья. 21 декабря на церемонии перерезания ленточки в Вильямсбурге, штат Вирджиния, был представлен первый в стране дом Habitat for Humanity, напечатанный на 3D-принтере.
Alquist, строительная компания, занимающаяся 3D-печатью, напечатала дом площадью 1200 квадратных футов с тремя спальнями и двумя ванными комнатами за 28 часов, сократив стандартный график строительства как минимум на четыре недели, говорится в сообщении в блоге Habitat for Humanity.
Представители Apis Cor говорят, что в будущем их технология может быть использована астронавтами для строительства убежищ во время колонизации Марса.
В 2019 году Apis Cor и Team SEArch+ стали финалистами конкурса NASA 3D-Printed Habitat Challenge, инженерного конкурса, посвященного изготовлению жилья из местных местных материалов, таких как грязь, глина и песок, на Луне, Марсе и других планетах.
Apis Cor является членом Groundswell Startups, бизнес-инкубатора высоких технологий в США 1 в Мельбурне.В ноябре Граундсвелл провел встречу «Пиво, эмпанадас и 3D-печать» и социальный час с Анной Чениунтай, основателем и генеральным директором Apis Cor.
Cheniuntai рассказал аудитории, что apis в переводе с латыни означает «пчела», а пчелы и осы используют естественный процесс экструзии для строительства своих сотовых домов.
Amplify South Melbourne, частный фонд из Граундсвелла, изучает возможность партнерства с компанией для строительства доступного жилья в близлежащих районах.
«Я думаю, это очень здорово, что они здесь, в округе Бревард.Я думаю, что будущее за аддитивным производством. Вот почему мы в Groundswell уделяем этому большое внимание», — сказал Джарин Айзенберг, главный операционный директор Groundswell. .
5 вещей, которые нужно знать о Фрэнке
1. Фрэнк — автономный робот для 3D-печати весом 2900 фунтов, выставленный в выставочном зале Apis Cor на авеню Вьера.
2. Его предшественник построил самую большую в мире конструкцию, напечатанную на 3D-принтере, в октябре 2019 года в Дубае, Объединенные Арабские Эмираты.
3. Фрэнк может печатать здания высотой до двух этажей неограниченной площади.
4. Он использует гусеницы танка, чтобы передвигаться по строительным площадкам, и его можно перевозить в пикапе.
5. Фрэнка на стройплощадках сопровождает «Гэри», переносная бетоносмесительная установка.
Рик Нил, репортер организации South Brevard Watchdog в FLORIDA TODAY (чтобы узнать больше о его историях, нажмите здесь).Твиттер: @RickNeale1
Поддержите местную журналистику. Подпишитесь сегодня.
Строительство с помощью 3D-принтеров может стать доступным жильем
Совместный проект по реконструкции дома в исторической Коконат-Гроув с использованием 3D-принтера для бетона закладывает основу для изучения новых строительных технологий Школой архитектуры и может служить прототип для решения жилищного кризиса.
Команда Школы архитектуры Университета Майами продвигает совместный проект с 3D-строительной фирмой Printed Farms, который обеспечит инновационное жилое пространство для семьи Майами, предлагая возможность улучшить эти новые технологии, которые обещают будущее жилья. .
«В строительной отрасли есть много возможностей для совершенствования — сегодня она в основном такая же, как и 100 лет назад», — говорит Армандо Монтеро, доцент кафедры профессиональной практики, курирующий проектную группу. «Мы изучаем использование строительных технологий в нашей учебной программе, и этот исследовательский проект — отличная возможность для университета и для нас изучить технологию, которая может серьезно повлиять на доступное жилье».
Монтеро отметил, что в состав консультативного совета, наблюдающего за развитием, входят представители ведущих строительных компаний Южной Флориды и даже некоторые глобальные представители.
Один из этих членов, У. Роберт «Боб» Миллер, который получил степень бакалавра наук в области архитектурного проектирования в университете в 1977 году, сыграл важную роль в привлечении школьной команды к реконструкции дома, расположенного в одном из заповедников района Коконат-Гроув. Районы.
Миллер, который является председателем Консультативного совета по управлению строительством в Школе архитектуры, является директором национального совета некоммерческой организации «Вместе восстанавливаем» и в течение многих лет сотрудничает с местной некоммерческой организацией «Вместе восстанавливаем Майами-Дейд». предоставляет бесплатные услуги по реабилитации малообеспеченным, пожилым и инвалидам домовладельцам.«Вместе восстанавливаем» определили дом в Коконат-Гроув, сильно поврежденный много лет назад, для реконструкции и договорились с городскими властями Майами о привлечении строителя.
Миллер обратился к городу Майами и предложил использовать новые технологии 3D-печати для реконструкции вместо традиционного строительства, признал Монтеро.
«Это открывает дверь для использования этой технологии и для того, чтобы спроектировать и построить дом», — сказал он.
Макс Ярош, директор по производству и ассистент лектора, возглавляет небольшую команду, занятую совместным проектом Coconut Grove.В то время как школа наиболее тесно сотрудничает с Printed Farms, которая рекламирует «самые быстрые и гибкие 3D-принтеры по бетону в мире», Ярош сказал, что сотрудничество с другими фирмами также развивается.
На прошлой неделе команда поделилась первоначальными проектами и, основываясь на отзывах, в настоящее время пересматривает планы, чтобы удовлетворить клиента и соответствовать колориту исторического багамского района, где расположен дом. По словам Яроша, процесс документации должен быть завершен, а процесс получения разрешений запущен в этом семестре.
Новые технологии создают определенные трудности для получения разрешений, но участие и поддержка Университета должны облегчить этот процесс, сказал он. 3D-печать бетона, которая занимает всего около 10 дней, должна начаться в апреле или мае.
Монтеро объяснил, что первая связь с Printed Farms была установлена несколько лет назад. Студенты-архитекторы отправились в Веллингтон, штат Флорида (центральный округ Палм-Бич), чтобы посмотреть на трехмерный сарай, который строила фирма.
«Студенты были очарованы — это замечательная технология с большими перспективами в строительной отрасли, — сказал Монтеро.«Мы решили изучить это подробнее, чтобы начать сотрудничество и каким-то образом выделить нашу программу».
Реконструкция дома в Коконат-Гроув и текущая экономическая ситуация предоставили такую возможность.
Монтеро сослался на нехватку рабочей силы и рост цен на пиломатериалы и другие строительные материалы.
«С нехваткой рабочей силы и ростом затрат лучше не становится. Преимущество 3D в том, что мы не тратим материалы впустую — у вас нет выброшенного хлама», — сказал он.«А 3D-принтер не устает после 10 часов работы, поэтому производительность выше».
Несколько лет назад школа участвовала в миссии на Гаити, чтобы попытаться помочь жителям перестроиться после землетрясения, сообщил Монтеро. Использование ресурсов, имеющихся в природной среде, было прагматичным и необходимым. Часть проблемы в то время заключалась в том, чтобы найти что-то, из чего они могли бы построить — почву, камни, что может быть полезно? Новые технологии лучше подходят для решения этой задачи.
С тех пор технология улучшилась, но существует ряд проблем и сложностей, которые необходимо изучить, прежде чем она сможет стать по-настоящему конкурентоспособной.
«Это одна из причин, по которой мы вскочили, чтобы мы могли помочь решить эти проблемы», — сказал Монтеро. «Мы можем начать экспериментировать. У нас есть лаборатория, и студенты уже печатают в меньшем масштабе, печатая архитектурные модели в миниатюре», — добавил он.
«Это почти то же самое, только вопрос масштаба и материалов», — продолжил он.«Эта технология имеет кривую развития; и хотя это не самый осуществимый прямо сейчас, он показывает многообещающие решения для удовлетворения потребностей отрасли».
Монтеро, проработавший в отрасли 40 лет, сказал, что низкая производительность и растрата ресурсов — две его главные проблемы. Это увеличивает стоимость строительства, что препятствует реализации проектов более доступного жилья. В этой кризисной области он указал на ряд преимуществ и «скрытый плюс», которые 3D-структуры предлагают по сравнению с традиционным строительством.
«В дополнение к проблемам устойчивости — рабочей силы и материалов — устойчивость намного выше к ветровым нагрузкам, а также отсутствие насекомых и пожаробезопасность из-за природы материала», — пояснил он, добавив, что даже страхование жилья будет ниже, потому что дом будет оценен как более безопасный и с меньшим риском. «Все это влияет на семью с ограниченным бюджетом».
Ярош добавил, что конструкция 3D-принтера устраняет клеймо, часто связанное с доступным жильем, что оно обычно не выглядит так красиво, и при этом сохраняет конкурентоспособную стоимость.
«Бетонный 3D-принтер позволяет создавать более сложные геометрические формы. Мы можем изменить стену с прямой на изогнутую по-разному, чтобы подчеркнуть различные условия местности и двигаться вокруг деревьев», — сказал он. «Нам не нужно отливать формы и бетон».
Сокращение сроков строительства также способствует снижению стоимости.
«С точки зрения строительства время — деньги», — заметил Монтеро. «Если мы устраним некоторые недостатки на экспериментальной стадии использования этой технологии, вы сможете напечатать дом, вероятно, за пару дней, в зависимости от того, какой процент может быть напечатан и сколько времени будет обработано вручную», — сказал он.
«Мы считаем, что скоро он станет очень конкурентоспособным по цене», — добавил Монтеро. «Это формулы, которые еще предстоит разработать, и этот проект дает нам возможность сделать именно это».
Стрингфилд должна была либо помочь построить свой дом, с чем справился сам 3D-принтер, либо записаться на курсы по домовладению, либо стать волонтером в Habitat ReStore. Джанет В. Грин, генеральный директор Habitat for Humanity Peninsula & Greater Williamsburg, признает: «Мы надеемся, что эта новая 3D-технология станет еще одним способом построить более доступные дома для семей с низким и средним доходом».
3D-печатные здания и UL 3401
3D-печать в настоящее время используется для строительства полноразмерных, полностью функциональных домов, офисов и других зданий. Поскольку отрасль готовится к быстрому расширению, необходимо руководство для обеспечения безопасности этих структур.
АНДЖЕЛО ВЕРЗОНИ
Январский будний день, я стою на лестничной площадке бостонского технологического центра Autodesk, рабочего места, занимающегося архитектурными и инженерными исследованиями и разработками, расположенного в похожем на пещеру промышленном здании в районе морского порта города. Ко мне присоединилась Анна Ченюнтай, которая вместе со своим мужем Никитой стала соучредителем компании Apis Cor, которая является резидентом предприятия Autodesk. Вместе мы смотрим на устройство, которое Чениунтай описывает как «будущее строительства».
Машина под нами представляет собой огромный 3D-принтер, который может создавать целые конструкции площадью в тысячи квадратных футов и на несколько этажей. Он состоит из коренастого круглого основания, поддерживающего сложный выдвижной рычаг с соплом на одном конце. Устройство предназначено для подачи бетона и других материалов через выдвижную руку к соплу, которое затем наносит смесь тонкими слоями, поскольку рука управляется специальным программным обеспечением — по сути, это гигантский роботизированный пистолет для уплотнения. В данный момент он отключен, но легко представить, как он усердно работает, откладывая слой за слоем стены, затем комнаты, а затем обретает форму целое здание.
Никита завершил проектирование машины в 2016 году, и в том же году была основана компания Apis Cor. За месяц до того, как я посетил офисы Apis Cor, компания вошла в историю отрасли, завершив создание крупнейшей в мире конструкции, полностью напечатанной на 3D-принтере прямо на месте. Двухэтажное здание в городе Дубай, Объединенные Арабские Эмираты, занимает площадь 6900 квадратных футов и включает в себя административные офисы правительства города.
Cheniuntai не одинок в своем видении будущего, полного конструкций, напечатанных на 3D-принтере.Ее компания — одна из нескольких, которые уже используют 3D-принтеры для строительства домов, офисных зданий и других сооружений по всему миру. Дубай, известный как мировой лидер в области строительных инноваций, поставил перед собой цель к 2030 году напечатать 25 % своих новых зданий с помощью 3D-печати. Государственный фонд Дубайского будущего говорит о цели.
Другие эксперты строительной отрасли рассматривают 3D-печать, также известную как аддитивное производство, как потенциальное решение проблемы доступного жилья во всем мире.«С 3D-принтерами мы можем строить быстрее и дешевле», — говорит Чениунтай. «Мы считаем, что можем заменить часть домов на одну семью, построенных из кирпича. Это будет новый способ строительства».
Но по мере того, как возможности 3D-печати в строительстве растут во всем мире, растет и потребность в руководстве по безопасности для этих новых конструкций и процессов, используемых для их создания. Это относится к органам власти, имеющим юрисдикцию (AHJ), а также к таким компаниям, как Apis Cor, обе из которых должны обеспечить безопасность этих сооружений во время пожаров и стихийных бедствий, а также их соответствие широко используемым строительным нормам.Вот где могут помочь такие организации, как NFPA, Международный совет по коду и UL. UL уже выпустила документ, который обеспечивает основу для оценки и утверждения зданий, напечатанных на 3D-принтере, и эксперты говорят, что они надеются, что это станет началом большего количества кода и других ресурсов, связанных со строительством с помощью 3D-печати.
«Самая большая проблема для должностных лиц по нормам и правилам сейчас — выяснить, как оценивать эти здания», — говорит Ховард Хоппер, глобальный менеджер службы регулирования в UL. «Даже чиновники, которые не сталкивались с этим в своих сообществах, знают, что скоро столкнутся с этим, и на них будет оказываться сильное давление, чтобы они одобряли здания, напечатанные на 3D-принтере, из-за соображений доступного жилья.Прямо сейчас, по большей части, у них нет технических знаний или опыта в оценке строительства зданий с помощью 3D-печати, и они ищут дополнительную информацию об оценке этой технологии в нормах и стандартах».
Почему 3D?
Первым в мире зданием, полностью напечатанным на 3D-принтере, считается 3D Print Canal House в Амстердаме, который был открыт в качестве исследовательского и дизайнерского проекта в 2014 году и по-прежнему доступен для публики в качестве аттракциона. Исследования и разработки в области использования 3D-принтеров для создания целых конструкций начались еще в конце 1990-х годов, когда разработчики поняли, что технология, которая использовалась для создания архитектурных моделей структур, может иметь потенциал для создания реальных зданий.
С тех пор, как Canal House был завершен, разработчики добились значительных технологических успехов в создании полнофункциональных зданий, напечатанных на 3D-принтере, и этот прогресс привел к тому, что отрасль готова взорваться. В отчете, опубликованном в сентябре исследовательской фирмой MarketsandMarkets, говорится, что строительная отрасль с 3D-печатью вырастет с примерно 3 миллионов долларов сегодня во всем мире до 1,5 миллиардов долларов к 2024 году. Большая часть этого роста будет происходить в Азиатско-Тихоокеанском регионе, говорится в отчете.
3D-печать в масштабе здания основана на тех же общих принципах, что и другие формы технологии. Подобно настольным 3D-принтерам таких компаний, как MakerBot, 3D-принтеры, предназначенные для печати зданий или строительных компонентов, запрограммированы на сборку конструкций практически в бесконечном количестве конфигураций. Чаще всего эти 3D-принтеры, которые обычно не выше пикапа, используют бетон для построения конструкции, выдавливая пастообразное вещество слоями, которые быстро затвердевают, образуя стены. Но множество материалов, включая пластмассы, металлы и даже живые организмы, можно использовать для печати зданий и строительных компонентов (см. «Помимо бетона»).
В 2015 году китайская компания по строительным технологиям WinSun использовала большие компоненты, напечатанные на 3D-принтере, для сборки пятиэтажного многоквартирного дома площадью 11 800 квадратных футов, который до сих пор экспонируется рядом с неоклассическим особняком, построенным в такая же мода от WinSun в индустриальном парке недалеко от Шанхая. Оба являются модельными структурами, которые на самом деле не используются.В то время идея зданий, напечатанных на 3D-принтере, была настолько надуманной, что некоторые люди думали, что новости, сообщаемые из Китая, были мистификацией. Но уже через год в Дубае открылось первое в мире офисное помещение, напечатанное на 3D-принтере. А в 2018 году французская семья из пяти человек стала первым человеком, переехавшим в дом, напечатанный на 3D-принтере.
В 2019 году отрасль добилась ряда заметных успехов. В июле в Патчоге, штат Нью-Йорк, на Лонг-Айленде был построен крупнейший в мире дом для одной семьи, полностью напечатанный на 3D-принтере на месте.Его площадь составляла около 500 квадратных футов, что почти вдвое превышает размер среднего гостиничного номера. В октябре ICON, строительная технологическая фирма в Остине, штат Техас, построила напечатанный на 3D-принтере дом, который первым в США получил разрешение на строительство. В декабре ICON также завершила строительство нескольких домов с 3D-печатью в бедном районе Мексики, а Apis Cor завершила свой проект в Дубае.
Преимущества зданий, напечатанных на 3D-принтере, очевидны, особенно сейчас, когда мир борется с такими кризисами, как бездомность, бедность и доступное жилье.Такие компании, как ICON, рекламируют свою способность печатать дома менее чем за 4000 долларов, не считая расходов на электропроводку, водопровод, крышу и т. д., менее чем за день. Эти преимущества особенно привлекательны для застройщиков, стремящихся строить в отдаленных или бедных районах, регионах, которые могли бы извлечь выгоду из новых подходов к строительству доступного стандартного жилья. По оценкам, 1 миллиард человек во всем мире живут в неформальных поселениях, где дома и другие постройки построены без соблюдения каких-либо норм. Часто жители используют такие предметы, как пластиковые брезент и картонные коробки, чтобы построить импровизированные дома в этих сообществах, которые страдают от масштабных смертоносных пожаров.
В статье 2018 года на новостном веб-сайте обрабатывающей промышленности Manufacturing Tomorrow отмечается, что «есть много людей, для которых приличное жилье по-прежнему является роскошью. 3D-принтер может помочь решить эту проблему… особенно в развивающихся странах». В статье добавлено, что, хотя у технологии «может быть, есть перспективы, если сравнивать традиционные средства жилья, это гораздо более прочный вариант, чем навесы».
Некоторые наблюдатели говорят, что здания, напечатанные на 3D-принтере, также могут дать ответ людям, населяющим космос, и есть компании, которые уже получили награды от НАСА за свою работу над такого рода проектами. В прошлом году НАСА выделило 500 000 долларов нью-йоркской дизайнерской и архитектурной фирме AI SpaceFactory за разработку дома, в котором астронавты могли бы 3D-печатать и жить на Марсе. В конструкции будут использоваться материалы, изготовленные из марсианской породы, что избавит от необходимости отправлять материалы с Земли, находящейся на расстоянии 140 миллионов миль.
«Совершенно не по правилам»
Как и в случае с любой новой технологией, строительство с помощью 3D-печати вызвало вопросы о том, как оно работает по сравнению с традиционными строительными материалами и методами: будет ли дом, напечатанный на 3D-принтере, служить так же долго, как дом, построенный традиционным способом? Будет ли он конструктивно прочным и безопасным в случае пожара или стихийного бедствия? Поскольку разработка технологии опережает обновления широко используемых кодов и стандартов таких организаций, как NFPA и ICC, у строителей и AHJ осталось мало источников ответов.
«Если кто-то хочет построить здание в США или где-либо в мире, он обращается к строительным нормам и говорит: «Хорошо, вот требования для строительства деревянной, бетонной или стальной конструкции», — говорит Хоппер. . «Но если вы пытаетесь использовать нетрадиционные строительные материалы и методы, в этих нормах нет требований».
«Строительные нормы и правила — это то, что вы строите одинаково, все время», — говорит Чениунтай. «С кирпичной кладкой, например, всего несколько конфигураций, и все они протестированы, сертифицированы и задокументированы.Есть строительные нормы и правила, которые устанавливают правила, но ничего подобного для 3D-печати нет».
Для AHJ одна из самых больших проблем, связанных с 3D-печатью, заключается в том, что все может измениться в любой момент. Например, смеси материалов, экструдируемых принтерами, могут меняться, поскольку компании постоянно работают над улучшением своих рецептур, которые часто являются собственностью и адаптируются к местным условиям. По словам Чениунтая, Apis Cor провела много времени, экспериментируя со своей смесью материалов, прежде чем найти тот, который сможет выдержать экстремальную жару пустыни Дубая.
«Традиционные материалы, такие как дерево и сталь, обладают заранее известными характеристиками, — говорит Хоппер. «Материалы, такие как дерево или виниловый сайдинг, например, должны соответствовать отраслевым стандартам и обладать долговечностью при воздействии элементов — они не разрушатся через год. Материалы, используемые в строительстве с помощью 3D-печати, и методы 3D-печати, используемые для формирования строительных конструкций, имеют неизвестные характеристики».
Бетон и бетоноподобные материалы чаще всего использовались в громких проектах, таких как проекты, возглавляемые Apis Cor и ICON, но Хоппер говорит, что ему также известно о 3D-печатных строительных сборках, изготовленных из термореактивных композитных материалов — смесей, обычно основанных на на стекле или углероде в сочетании со смолой.
В дополнение к неизвестным смесям материалов, процесс 3D-печати и конфигурации, с которыми построены стены 3D-печатных структур, также могут измениться, что может повлиять на целостность конструкции, а также на распространение дыма и пламени. Хотя бетон является знакомым материалом, например, процесс 3D-печати может сделать его почти неузнаваемым с точки зрения его характеристик для архитекторов, инженеров и чиновников, говорит Бентон Джонсон, инженер-строитель из чикагской SOM.Глобальная архитектурно-инженерная фирма работала над 3D-печатными строительными проектами для Инженерного корпуса армии США. «Хотя материалы могут быть самыми обычными, такими как бетон, технология приводит к чему-то совершенно выходящему за рамки строительных норм и правил», — говорит Джонсон. «Вы можете использовать 3D-принтер для создания структур полых стен… без идеальной связи между слоями».
Именно по таким причинам Джонсон вместе со своим коллегой, архитектором SOM Лукасом Трюггестадом, говорят мне, что, по их мнению, здания, напечатанные на 3D-принтере, все еще далеки от того, чтобы стать жизнеспособной альтернативой традиционному строительству. «Я не думаю, что технология еще существует, равно как и уровень комфорта ее использования», — говорит Трюггестад. Но и Джонсон, и Трюггестад говорят, что существует множество причин, по которым строительство с помощью 3D-печати должно и станет обычным явлением в будущем, например, творческая свобода, которую оно дает архитекторам, и скорость, с которой проекты могут быть завершены.
После того, как конструкции, напечатанные на 3D-принтере, будут построены, могут возникнуть дополнительные проблемы, поскольку дизайнеры работают над преобразованием бетонных коробок в жилое пространство. Бет Калвер, специалист по строительным нормам в Остине, штат Техас, говорит, что некоторые дизайнеры не знают, что делать, когда сталкиваются с бетонными стенами зданий, напечатанных на 3D-принтере.Именно ее отдел в прошлом году стал первым в США, утвердившим здание, напечатанное на 3D-принтере, проект ICON. «Где провести водопровод? Где вы проводите электричество? — говорит Калвер. «Из-за характера этой конструкции многие вещи должны быть установлены на поверхности внутри». Город также обнаружил, что у здания ICON есть проблемы с изоляцией, добавляет Калвер, и официальные лица сделали исключение, одобрив его, несмотря на то, что конструкция не соответствует местным энергетическим нормам.
Несмотря на эти проблемы, Калвер говорит, что официальные лица Остина по-прежнему гордятся тем, что используют эту новую технологию, потому что они понимают ее потенциал для решения таких проблем, как доступное жилье, вопрос, который, по ее словам, ее коллеги считают отдельной проблемой общественной безопасности.Трагическим примером был корабль-призрак, импровизированное жилое/рабочее пространство, занимавшее складское здание в Окленде, штат Калифорния. Столкнувшись с тем, что жилье в городе становится все более недоступным, группа художников и других лиц незаконно въехала в здание, в котором отсутствовали элементарные противопожарные меры и меры безопасности. В 2016 году в результате пожара в здании погибли 36 человек.
«Мы очень открыты для того, чтобы технология стала более распространенной в Остине, — говорит Калвер о перспективах 3D. «Мы готовы работать с разработчиками.
Путь вперед
Было проведено очень мало исследований, чтобы определить, какие материалы и конфигурации являются наиболее безопасными для зданий, напечатанных на 3D-принтере. В исследовании, опубликованном в 2018 году исследователями из Польского университета науки и технологии AGH, были проанализированы строительные материалы, напечатанные на 3D-принтере российской компании RENCA, и был сделан вывод, что ее запатентованный бетоноподобный материал, известный как Геоцемент, был огнестойким и обладал высокой прочностью на сжатие. Однако другие исследования показывают, что бетонные конструкции, напечатанные на 3D-принтере, слабее, чем стены, построенные из традиционных материалов.«Есть некоторые проблемы и ограничения, связанные с 3D-печатью, такие как низкая жесткость и прочность печатных строительных материалов», — говорится в исследовании 2019 года, опубликованном в журнале Frontiers in Built Environment. Из-за отсутствия исследований Apis Cor и другие компании взяли на себя проведение испытаний своих материалов и конструкций. По словам Чениунтай, цель на 2020 год состоит в том, чтобы Apis Cor нашла последовательный подход — материалы и дизайн, который он использует в каждом проекте, — который приведет к созданию зданий, одобренных AHJ.«Мы разрабатываем конструкцию стеновой конструкции, которую будем тестировать, сертифицировать и постоянно использовать, чтобы чиновники-строители знали, что она проверена и безопасна», — говорит Чениунтай.
Идея состоит в том, чтобы AHJ могли одобрять конструкции на основе альтернативных материалов и методов, предусмотренных нормами, такими как IBC и NFPA 5000®, Строительный кодекс и Кодекс безопасности®. Cheniuntai говорит, что предварительное тестирование компании показало, что стены, напечатанные на 3D-принтере, обладают большей прочностью на сжатие, чем стены, построенные традиционным способом.«Это доказывает, что мы находимся в правильном положении и можем двигаться вперед», — говорит она. Apis Cor еще не провела огневые испытания своих материалов и конфигураций, но планирует это сделать в следующем году.
Калвер говорит, что подход, описанный Чениунтай, открыт для официальных лиц в Остине. «Пока кто-то предоставляет нам данные испытаний и информацию для оценки, мы будем делать это совместно с пожарной службой Остина», — говорит она.
Этой осенью UL опубликовала UL 3401, План исследования строительства зданий с помощью 3D-печати, который можно использовать для оценки принтера, производственного процесса и используемых материалов, чтобы убедиться, что они постоянно производят строительные элементы с одинаковыми свойствами.По словам Хоппера, строители могут использовать этот документ для создания отчета о результатах, показывающего AHJ, что их строительные сборки соответствуют соответствующим нормам и стандартам, таким как UL 263, Стандарт огневых испытаний строительных конструкций и материалов, и NFPA 275, Стандартный метод огневых испытаний. для оценки тепловых барьеров. «Этот отчет предоставляет AHJ техническую информацию, необходимую им для проверки и утверждения зданий, напечатанных на 3D-принтере, в соответствии с положениями кодекса об альтернативных материалах и методах, и, в свою очередь, ускорит процесс утверждения», — говорит он.
, наряду с поддержкой нескольких должностных лиц строительных норм и правил в США, добилась того, что UL 3401 упоминается в издании Международного жилищного кодекса 2021 года, и он с оптимизмом смотрит на то, что будет добавлен аналогичный язык, относящийся к конструкции, напечатанной на 3D-принтере. к другим кодам в будущем.
Трейси Веккьярелли, главный инженер по противопожарной защите в NFPA и представитель NFPA в NFPA 5000, соглашается. «По мере совершенствования технологий и развития методов строительства наши нормы должны идти в ногу со временем», — говорит Веккьярелли.«Я ожидаю, что этот тип конструкции попадет в наши технические комитеты и, в конечном итоге, в наши правила».
По крайней мере, одна компания в Калифорнии уже использует UL 3401. Mighty Buildings, строительная компания, занимающаяся 3D-печатью в районе залива Сан-Франциско, недавно стала первой такой компанией, получившей сертификат UL на сборку здания на основе этого документа, говорит Сэм. Рубен, вице-президент компании по соблюдению нормативных требований, устойчивому развитию и партнерским отношениям. Как и Apis Cor, компания Mighty Buildings провела ряд испытаний, чтобы убедиться в безопасности своих материалов и конфигураций, соблюдая протоколы UL 723, Стандарт для испытаний характеристик поверхностного горения строительных материалов, и NFPA 286, Стандартные методы испытаний на огнестойкость для оценки. Вклад внутренней отделки стен и потолка в рост пожара в помещении.
«Пока все работает достаточно хорошо, — говорит Рубен. Mighty Buildings, пожалуй, единственная строительная компания, занимающаяся 3D-печатью, чей материал, не являющийся бетонным термореактивным композитным материалом, отверждается так быстро и твердо, что они могут строить из него крыши. «Мы разработали уникальный материал, который отверждается достаточно быстро, чтобы выдерживать собственный вес», — говорит Рубен.
Безопасность, добавляет он, всегда была в центре деятельности компании.