3D-принтер для строительства — наступившее будущее или хайп?

3D-печать — одна из самых «горячих» технологий начала столетия. Хотя первые примитивные 3D-принтеры появились еще в конце 80-х годов прошлого века, только в последние 10-15 лет они стали достаточно совершенными (и дешевыми), чтобы получить массовое распространение.

С помощью этой технологии сейчас печатают все: от пластиковых игрушек и макетов до сложных деталей ракет и органов. Строительную сферу тоже не обошли вниманием: сейчас 3D-принтеры для строительства активно разрабатывают десятки компаний, некоторые из которых уже достигли немалого успеха и применяют их на практике. Причем не только для создания скамеек и другого уличного декора, но и для возведения домов.

Разбираемся, что такое строительный 3D-принтер — будущее, которое наступило, или хайповая технология, которая останется только в нишевых проектах, когда интерес к ней схлынет.

3Д-принтер для строительства мало чем отличается от домашних устройств, на которых дети печатают игрушки из пластика. Но есть три существенных отличия: размеры, расходный материал и, конечно, цена. 

По сути, промышленный 3D-принтер для строительства домов — это ЧПУ-станок. Только вместо сверления отверстий или разрезания лазером металла, он по заданной траектории наносит тонкий слой расходного материала. Потом поверх первого слоя добавляется еще один, и еще, и еще — и так до тех пор, пока принтер слой за слоем не «напечатает» загруженную в его память объемную модель.

Для этого 3D-модель, например, садовой скамейки, создают в CAD-программе. Затем ее «разрезают» на тонкие слои, которые по очереди — от нижнего к верхнему — отправляют на «печать».

В итоге получается конструкция, которая чем-то напоминает слоеный пирог. Только с большими пустотами внутри.

Принцип работы 3Д-принтера для строительства дома всегда одинаков: 

• нанесли тонкий слой;
• дали ему высохнуть или набрать необходимую прочность;
• нанесли следующий слой;
• и так по кругу.

А вот способ нанесения этого слоя и его состав бывают разными. Как и конструкция самого принтера, но об этом отдельно и чуть ниже.

Итак, при строительстве с помощью 3Д-принтера расходный материал наносят обычно одним из трех способов: экструзией, порошковым методом или многоструйным моделированием.

Экструзия

В этом случае готовая строительная смесь из бункера выдавливается через специальную печатающую головку, которая может двигаться в трех плоскостях. Самый распространенный метод «печати» для строительных 3D-принтеров.

Порошковый метод

Технология двухэтапной 3D-печати: сначала наносится порошковая строительная смесь, а потом — специальный клей. Это позволяет получать стены с более ровной поверхностью. Кроме того, порошковый метод лучше приспособлен к полевым условиям — в частности, нет риска застывания строительной смеси в сопле в случае сбоя в работе.

Технология довольно редкая, поскольку строительные 3D-принтеры для строительства на ее основе сложнее экструзионных устройств.

Многоструйное моделирование

Очень редкий способ 3D-печати, который используется всего в нескольких устройствах. Этот метод очень похож на обычную струйную печать: есть несколько сотен сопел, через которые выдавливается строительная смесь. Каретка, на которой закреплены сопла, медленно движется и создает нужный рисунок.

Главное преимущество такого устройства — скорость работы, которая в разы или десятки раз выше, чем у принтера-экструдера.

Способов печати на строительных 3D-принтерах на самом деле больше. Ведь их используют не только для возведения домов и создания декора, но и для строительства сложных металлоконструкций, например, мостов. Но такие станки не тема этой статьи — нас интересуют частные дома.

Чаще всего в 3Д-принтерах для строительства используется модифицированный бетон. Но не обычный, а особый: со специальными присадками, пластификаторами, часто с армирующими элементами. В результате получается пластичная смесь с высокой степенью однородности, которая при этом быстро застывает и набирает прочность.

Причем 3D-принтеры по бетону разных производителей для строительства дома используют разные смесовые составы. Это связано с тем, что разработчики оборудования подбирают состав строительной смеси так, чтобы она не забивала сопло, не налипала на него и выходила аккуратной однородной массой без образования пузырей и других дефектов. А поскольку и экструдеры вообще, и сопла в частности у производителей уникальны, это сказывается и на смесях.

Второй по популярности тип строительного состава — это различные смеси на основе глины. Их используют по двум причинам: во-первых, они считаются более экологичными, во-вторых, они доступнее.

Это не имеет особого значения, если дом строится в городской черте или недалеко от города. Но использование бетонной смеси сильно ограничивает применение 3D-принтеров в строительстве зданий, расположенных в отдалении от крупных городов, поскольку вместе с оборудованием тогда придется везти и много тонн расходных материалов. Это как минимум неудобно и ведет к дополнительным расходам.

Не говоря уже о том, что замешивание бетонной смести для большей части строительных 3D-принтеров возможно только в заводских или лабораторных условиях, но никак не в полевых.

«Печать» из глины по большей части решает эту проблему — в этом случае везти с собой нужно только модификаторы. Это делает возможным, например, строительство домов 3Д-принтером на отдаленных территориях России.

Кроме глины, для печати используют смеси с землей, золой, соломой — это позволяет строить дома фактически из мусора и того, что вы добудете на участке.

Наименее распространены строительные 3D-принтеры, которые работают по инвертированной технологии и используют для строительства домов изоляционную пену из пенополиуретана. То есть 3D-принтер печатает не стены, а слой утеплителя на них. При этом работу устройства каждые 1-1,5 м высоты останавливают и заливают в стены бетонную смесь, используя теплоизоляцию в качестве несъемной опалубки.

Такие 3D-строительные принтеры особенно актуальны в России, поскольку позволяют сразу же решить проблему с утеплением дома. Причем среди используемых в частном строительстве теплоизоляционных материалов пенополиуретан самый эффективный.

Есть четыре основных разновидности строительных 3Д-принтеров:

1. Портальные. Такие 3D-принтеры состоят как минимум из двух вертикальных стоек и двух горизонтальных направляющих между ними. По получившейся раме передвигается каретка с закрепленным на ней экструдером. Это очень надежная конструкция, но «напечатать» с ее помощью можно только объекты, которые помещаются внутри каркаса.

2. Циркульные. Такой строительный 3Д-принтер предназначен для строительства больших домов и сооружений на удалении от городов. Представляет собой каретку, которая надета на способную поворачиваться на 360° основу. 

3. С манипуляторами. Это просто роботизированная «рука», которую адаптировали под 3D-печать. Самые сложные в управлении, но и самые гибкие модели.

4. Дельта-тип. В этом случае экструдер подвешивается на трех рычагах, которые закрепляются на стойках. В результате его позиция определяется положением рычагов.

При строительстве небольших домов с помощью 3Д-принтера обычно используют портальные модели, реже — циркульные. Устройства типа «дельта» хороши для больших или высоких домов, а манипуляторы — для создания небольших деталей, для которых важна точность позиционирования экструдера.

Применение 3Д-принтера в строительстве — новая, но очень перспективная технология. «Распечатанные» дома:

1. Дешевые — «коробка» обходится в несколько тысяч долларов.
2. Можно построить быстро — небольшие дома могут быть готовы меньше чем за сутки.
3. Прочные, поскольку фактически монолитные.
4. Могут быть почти любой формы — фантазия архитектора ограничена только прочностью конструкции.
5. Такие, как на картинке — любой ЧПУ работает с высокой точностью, поэтому дверные и оконные проемы будут точно такой же ширины, как проекте.

Тем не менее, 3D-печать — это далеко не волшебная палочка. Минусов у этой технологии немало, причем один из них делает невозможным строительство 3Д-принтером в России. Да и не только в ней.

Этот минус — стандартизация. Во многих странах мира технологии и требования к строительным конструкциям строго стандартизированы. И Россия — один из чемпионов в этом. В свое время великая Заха Хадид была вынуждена изменить свой проект Dominion Tower в Москве, потому что вылеты бетонных плит не соответствовали нормативам. Получится ли в России ввести в эксплуатацию дом, который даже не построен, а распечатан на строительном 3D-принтере — вопрос риторический.

Остальные минусы тоже весомые:

• чрезвычайно дорогое оборудование;
• отделку и остальные внутренние работы, включая устройство инженерных сетей, все равно нужно делать по традиционным технологиям;
• нужны очень квалифицированные рабочие для контроля качества;
• специфический внешний вид, который понравится не каждому.

Технология 3D-печати в строительстве — инновационная и трендовая, но пока имеет мало общего с практикой. Потенциально это способ быстро строить невероятно дешевые дома любой формы, хоть самой футуристичной. В реальности эта технология пока применяется единично, поскольку даже просто покупка строительного  3D-принтера — это огромные инвестиции. А отсутствие упоминаний этой технологии в нормативах и вовсе делает практически невозможным ввод таких зданий в эксплуатацию.

---

Будьте в курсе!

Подпишитесь на новостную рассылку

Строительная 3D-печать в ожидании прорыва / Хабр

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Стены, напечатанные строительным 3D-принтером.

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

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

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

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

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

На фото выше видна слоистость 3D-печатных стен.

С этой задачей можно работать в нескольких направлениях:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Александр Корнвейц

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

 

3Д принтер для строительства дома

На 3D-принтерах сегодня можно печатать как жилые, так и нежилые постройки. Речь идет не только о миниатюрных летних домиках, но и о многоэтажных конструкциях, пригодных для круглогодичного проживания. Их изготавливают на основе бетона, поэтому по своим техническим характеристикам они почти идентичны стандартному жилью. С помощью 3D можно создавать здания необычной формы и конфигурации, воплощать в жизнь самые авангардные дизайнерские решения. Это намного проще и дешевле, чем пытаться реализовать ту же задумку по традиционной строительной технологии.

Основные перспективы 3D-печати в строительстве относятся к двум направлениям. Первое — это экономически рациональное создание уникальных построек по авторским проектам. Второе — это обеспечение малоимущих слоев населения долговечным, экологичным, удобным жильем с минимальными финансовыми вложениями. К сожалению, развитию обоих этих направлений сегодня препятствует отсутствие законодательной базы для 3D-строительства. В отсутствие единых для всей отрасли стандартов и нормативов эта технология не может стать по-настоящему массовой. В этой статье будет дан обзор уже реализованных проектов 3D-строительства, описаны нюансы строительных смесей и принтеров, а также перечислены объективные плюсы и минусы данной технологии.

Технологии строительных 3D-принтеров

Строительные 3D-принтеры оснащены экструдерами, из которых выдавливается бетон и укладывается послойно, формируя внешние и внутренние стены будущего здания. Чертеж здания предварительно разрабатывается в виде трехмерной модели в компьютерной CAD-программе. Чтобы придать бетону необходимую жидкую консистенцию, его смешивают с водой и добавками. Полученную смесь под давлением подают в шланг, подсоединенный к головке принтера. Из головки материал поступает на предыдущие напечатанные слои или непосредственно на строительную площадку.

Если сравнивать с обычным строительным бетоном, материал для 3D-строительства по своим характеристикам будет больше всего напоминает марку М50. Чтобы придать ему дополнительную прочность, стены постройки армируют. С этой целью в раствор добавляют фиброволокно либо укладывают в стены стекловолоконную арматуру.

 ВНИМАНИЕ : Стены готовой постройки не будут идеально гладкими. Живым строителям придется выровнять их, оштукатурить, выполнить облицовку.

3D-печать не слишком удобна для создания длинноразмерных конструкций. В отсутствие законодательства, которое регламентировало бы ее применение для поточной застройки, эта технология будет использоваться в первую очередь для создания:

• беседок;
• ландшафтных построек;
• клумб и скамеек;
• небольших мостов;
• дачных домиков;
• детских городков;
• гаражей;
• построек хозяйственного предназначения.

Этого уровень среднего и малого 3D-предпринимательства, но не крупных городских застройщиков.

 ВНИМАНИЕ : Площадка для 3D-строительства должна быть безупречно ровной. Это требуется и для укладки направляющих рельсов, и для обеспечения их последующей параллельности.

Типы строительных 3D-принтеров

XYZ-принтеры

Такие устройства известны также под названием портальных. Это рамы, по осям XY у которых перемещается печатная головка. Чтобы подвесить головку к раме, задействуют порталы (обычно их три). Для перемещения порталов используют высокоточные шаговые двигатели.

Используют XYZ-принтеры тремя способами:

1. Если постройка компактная, ее можно распечатать целиком.
2. Если постройка большая, принтер поставят в цех, и он будет печатать компоненты постройки по отдельности.
3. Если поместить принтер внутрь возводимой постройки, он сможет распечатать для нее внутренние стены.

Дельта

Дельта-принтеры способны создавать более изощренные объекты, если сравнивать с XYZ-устройствами. Они не привязаны к трехмерным направляющим. Их печатающие головки висят на тонких рычагах, закрепленных за вертикальные направляющие.

Роботы

Принтеры этой разновидности представляют собой роботов-манипуляторов промышленного типа. Они оснащены экструдерами, управляет ими компьютер.

D-Shape

Аппараты D-Shape выделены в отдельную категорию по объективной причине: их филамент представляет собой не раствор, а сухой порошковый материал. Филамент укладывается послойно с желаемой толщиной и уплотняется, потом его пропитывают связующей субстанцией из сопла принтера. Затем с готового элемента снимают излишнее сырье.

Строительные смеси

3D-печать в строительстве производится на основе бетона. При прохождении материала через экструдер могут возникать трудности, поэтому консистенция бетона должна быть такой, чтобы он не растекался и ложился равномерными слоями. Материал должен быстро схватываться, чтобы сохранять форму — однако если процесс будет происходить на слишком высокой скорости, накладываемые слои утратят химическую активность и не сформируют в месте соприкосновения единую структуру. Кроме того, если бетон начнет схватываться чересчур быстро, он забьет сопло, и принтер выйдет из строя. Прочность бетона повышается за счет добавления пластифицирующих веществ. Благодаря им смесь становится более подвижной, водоцементное отношение уменьшается.

 ВНИМАНИЕ : Для 3D-печати применяют не тот же самый бетон, что для традиционного строительства. В 3D нужны мелкозернистые смеси, которые каждое предприятие изготавливает по собственной рецептуре. При составлении рецептуры учитывается специфика целевых объектов, а также нюансы конструкции принтера и его сопла.

Примеры домов, напечатанных на строительном 3D-принтере

Дома, распечатанные по 3D-технологии, уже возведены во многих странах мира: России, Китае, США, ОАЭ. Вот несколько наиболее ярких тому примеров.

АМТ «Спецавиа»

Это ярославское предприятие сначала специализировалось на производстве ЧПУ-станков, а теперь переориентировалось на разработку строительных 3D-принтеров. Визитной карточкой этой компании стала постройка для охранников Екатеринбургского цементного завода, стилизованная под замок Винтерфелл из «Игры престолов». Первый объект недвижимости площадью 165 кв. м АМТ распечатали в 2015 году: часть конструкции создавалась на площадке, а часть поставлялась с завода в разобранном состоянии.

Apis Cor

Иркутское предприятие Apis Cor пользуется любопытной технологией: печатная головка размещена на телескопической штанге, которая регулируется по высоте и размещается на поворотной платформе. Такая установка печатает из гипсовой смеси стены вокруг себя. После завершения работ принтер легко транспортировать на новую строительную площадку с помощью обычного подъемного крана. В 2019 году компания возвела в Дубае дом площадью 640 кв. м, для чего потребовалось 500 часов работы принтера. В Ступино аналогичная постройка была возведена для демонстрационных целей, не для проживания.

Winsun

Китайская компания Winsun присутствует на рынке с 2003 года и успела за это время зарегистрировать 225 национальных патентов. Прагматичная цель ее такова: обеспечить доступным жильем малоимущие слои населения, вдвое сократить строительные издержки и за счет применения экологичных материалов добиться того, чтобы в китайских городах не стояла дымка смога.

В 2014 году Winsun сделали амбициозное заявление о том, что готовы напечатать 10 жилых домов за 10 суток. В итоге они действительно возвели 10 домов площадью 200 кв. м и стоимостью всего $4 800 каждый. Конфигурация у домиков была самая примитивная, но в них можно было заселяться.

В 2015 году в промышленном парке в Сучжоу Winsun реализовали более сложные 3D-проекты: уютный особняк площадью 1 100 кв. м и пятиэтажный жилой дом. Габариты принтера, который использовался для этих работ, составили 6 × 10 × 40 м. Блоки печатались по отдельности, а затем монтировались в цельную конструкцию. Для производства строительной смеси задействовали строительные и промышленные отходы, стеклопластик, песок, цемент и специализированный отвердитель. И стройматериалов, и времени потребовалось в 3 раза меньше, чем на возведение построек по традиционной технологии, а состав строительной бригады уменьшился в 5 раз.

CyBe Construction

В 2019 году к этой голландской компании обратились клиенты из ОАЭ. Они хотели бы, чтобы к 2025 году 25 % всех новых зданий в Дубае возводились по 3D-технологии. Первое в мире офисное здание, построенное в 3D, находится именно в Дубае. CyBe Construction пригласили продемонстрировать свои возможности в парке SRTI — исследовательском центре, специализирующемся на водных технологиях, возобновляемых источниках энергии, экологических технологиях, цифровизации, промышленном дизайне 4.0, мобильности и умных городах. Строительный 3D-принтер CyBe Construction работает со скоростью до 600 мм/с и создает все несущие конструкции для здания менее чем за час. Он может выполнять опалубку, стены, канализационные ямы, полы.

D-Shape

Как уже упоминалось выше, печатная технология D-Shape несколько отличается от остальных. Она задействует метод стереолитографии, а в качестве филамента выступает песок с неорганическим связующим составом. По своему внешнему виду такой материал напоминает мрамор, а по прочности и долговечности превосходит и железобетон, и каменную кладку. Для полного высыхания смеси достаточно лишь 24 часов. Уже в 2012 году компания заявляла о готовности распечатывать двухэтажные здания с внутрикомнатными стенами, лестницами, трубопроводами, сводчатой крышей, колоннами и прочими элементами. Приоритетом развития D-Shape считают создание домов нестандартной формы, которым не страшны ураганы, землетрясения и прочие стихийные бедствия.

BatiPrint

В 2017 году на Неделе дизайна в Нанте (Франция) компания BatiPrint распечатала жилой дом под названием Yhnova House. Этот социальный проект был разработан учеными из Нантского университета. Сначала его открыли для просмотра и посещений, а затем в дом заселились люди. Площадь Yhnova House составляет 95 кв. м, в нем 5 комнат. Постройка является энергоэффективной, поэтому счета за услуги ЖКХ у ее обитателей ниже, чем у жителей обычных домов. BatiPrint задействовали для печати руку робота, направляемую лазером. Процесс строительства не зависел от капризов погоды, для постройки не потребовалось возводить леса. Создатели проекта особенно акцентировали внимание на том, что отходов и вреда для экологии от него было намного меньше, чем при традиционном строительстве.

WASP

Итальянцы WASP в сотрудничестве с архитекторами из Mario Cucinella Architects возвели в Болонье необычные жилые дома легко узнаваемой скругленной формы. Этот проект получил название Tecla. Для строительства домов задействовали вторсырье и XYZ-принтер под названием Crane. Ранее компания распечатала дом GAIA, созданный в буквальном смысле из сырой земли. Строители руководствуются принципом «нулевого километра» — им важно, чтобы стройматериалы были местного происхождения, и их не приходилось бы везти из других регионов или стран.

Само название бренда WASP переводится как «оса». Его команда черпает вдохновение у природы и стремится в первую очередь к экологичности и энергоэффективности. Компания ставит своей задачей возведение не отдельных построек, а экопоселков, призванных решить проблему перенаселения планеты и дефицита традиционных ресурсов. В основу планировки таких поселков положены пчелиные соты. Несмотря на то что постройки от WASP внешне напоминают летние домики, они рассчитаны на круглогодичную эксплуатацию.

Contour Crafting

Американская компания Contour Crafting обладает более чем 100 патентами и рассматривает скорость строительства как основной приоритет. На строительство одного дома она планирует тратить менее недели, а заселяться туда можно через 2–5 дней после завершения строительства. 3D-принтер от Contour Crafting весит всего 360 кг, а стандартный радиус его действия составляет 12 м и допускает возможность увеличения. По заявлению представителей компании, их технология более перспективна, чем та, что используют в Winsun. Китайцы сочетают 3D-технологии с традиционным подходом, а Contour Crafting стремится полностью автоматизировать процесс, тем самым максимально ускорив и удешевив его. Дом не придется собирать по частям: принтер послойно возведет его из цемента прямо на строительной площадке.

Плюсы и минусы

Темпы развития 3D-технологий позволяют предположить, что недостатки, с которыми строителям пока приходится мириться, будут преодолены в самом ближайшем времени.

Плюсы

• Постройку с оригинальным дизайном гораздо проще и дешевле напечатать в 3D, чем выстроить по традиционным технологиям.
• 3D-печать позволяет воплотить в жизнь практически любые фантазии архитекторов и дизайнеров.
• Процесс печати происходит быстро и точно. Принтер безошибочно переносит все детали проекта в материальную реальность. Если что-то пошло не так — значит, в проекте была ошибка либо попался некачественный филамент.
• Потребность в человеческом труде практически отпадает.
• От строительства остается меньше мусора и отходов. Все компоненты распечатываются точно в нужном количестве под конкретный проект. Если какие-то компоненты по непредвиденным причинам остались неиспользованными, их можно утилизировать (то есть изготовить из них новый филамент).
• Строительный процесс создает ощутимо меньше рисков и угроз как для людей, так и для окружающей среды.

Минусы

• Живые строители, производители традиционных строительных материалов, предприятия по аренде строительной техники остаются без работы.
• Тем живым работникам, которые все-таки будут задействованы в процессе, придется срочно получать новые навыки и повышать квалификацию.
• Сегодня многие принтеры способны печатать только на одном типе филамента.
• Выбор строительных филаментов ограничен.
• С хранением и транспортировкой принтеров с одной строительной площадки на другую могут возникать проблемы.
• Разработку моделей для печати зданий можно доверять только экспертам, которых пока крайне мало. Недостаток знаний или опыта может привести к обрушению конструкции и прочим малоприятным последствиям.
• Сборка готовых компонентов на месте в ряде случаев может оказаться такой же длительной, как и строительство по традиционной технологии.
• Современное законодательство недостаточно совершенно для того, чтобы поставить 3D-строительство на поток.

3D-технологии уже сейчас позволяют строить комфортные жилые дома для круглогодичного проживания. Это могут быть как компактные домики с минимальной площадью и стоимостью, так и просторные особняки и пятиэтажные многоквартирные дома. С технологической точки зрения эти объекты такие же прочные и долговечные, как их аналоги, возведенные по традиционным технологиям.

Более того, они более экологичны и энергоэффективны, а затраты на их производство существенно ниже (и по расходу материалов, и по затраченному времени и труду). Однако на поток 3D-строительство пока что не может быть поставлено ввиду отсутствия соответствующего законодательства.

Сегодня строительство в 3D вынуждено ограничиваться локальными проектами от малого и среднего бизнеса. В перспективе эта технология поможет решить проблему перенаселения планеты, нехватки социального жилья и доступных ресурсов. Кроме того, 3D-печать позволяет воплотить в жизнь практически любые фантазии архитекторов и дизайнеров.

• 25 мая 2020
• 5760

Получите консультацию специалиста

Прочитать статью о первых 3D-печатных домах?

3D-печать в строительстве применяется уже не первый год. В этой статье вы узнаете о первых напечатанных на 3D-принтерах настоящих домах.

3D-печать домов еще совсем в новинку обывателю. При том, что технологии строительной 3D-печати разрабатываются уже много лет, только некоторые «реальные» проекты уже увидели свет. Мы все еще далеки от того, чтобы технология взяла верх над обычными методами строительства. Но с каждым новым проектом она приближается к тому, чтобы стать мейнстримом.

У 3D-печати есть много преимуществ. Например, стоимость 3D-печатного дома может быть намного ниже. И времени на строительство потребуется намного меньше.

Чтобы подвести черту под тем, что уже достигнуто в этой сфере, и показать некоторые интересные проекты, мы посвятили статью «первым» и лучшим. Эти проекты всегда останутся важными вехами в индустрии строительной 3D-печати, поскольку они заложили основы для будущих достижений в этой области.

Первый 3D-печатный дом в Германии

Германия — страна, которая часто ассоциируется с передовой инженерией, поэтому давайте начнем наш список с первого в истории 3D-печатного дома в Германии.

Сам дом расположен в Беккуме, городе, который частично расположен в Северном Рейн-Вестфалии, рядом с Голландией и Бельгией. Это первый 3D-печатный дом, который полностью сертифицирован в соответствии с официальными строительными нормами. Этот проект даст путь многим другим строительным 3D-печатным проектам в Германии, а также в остальной Европе.

Проект является результатом сотрудничества между немецкой строительной компанией Peri и датской фирмой COBOD, специализирующейся на строительной 3D-печати. Peri — крупная корпорация, которая работает не только в Германии, но и по всему ЕС. В ее портфеле много продуктов, включая строительные леса и опалубочные решения, которые нужны каждой строительной площадке.

Peri следила за строительным сегментом 3D-печати в течение многих лет, прежде чем приобрести долю в COBOD в 2018 году. Теперь они продвигают технологию вместе и дальше. Строительство дома в Беккуме началось через два года после приобретения доли.

Для 3D-печати дома был использован модульный 3D-принтер BOD2 фирмы COBOD. Сама печать заняла чуть более 100 часов.

• Построен: (начато) 17 сентября 2020 года
• Введен в эксплуатацию: лето 2021
• Где: Беккум, Северный Рейн-Вестфалия, Германия
• Кем: Peri, COBOD

Первый заселенный 3D-печатный дом в США

В США было напечатано несколько домов, но этот дом является первым, официально занятым владельцем, по утверждению CNN. Его создатели: строительная компания Alquist и гуманитарная организация Habitat for Humanity Peninsula.

Издалека можно подумать, что это обычный дом. Однако, при приближении к нему становится заметна слоистая структура бетонных стен. Ведь 3D-печать создает объект послойно.
Удивительно, но бетонная конструкция дома площадью 111,5 квадратных метров (была напечатана примерно за 12 часов, что значительно быстрее, чем позволили бы традиционные методы строительства.

Сообщается, что дом был куплен Эйприл Спрингфилд, которая живет там со своим сыном и собакой. Она купила дом через жилищную программу организации Habitat for Humanity. Учитывая, что цель некоммерческой организации, – способствовать решению глобального жилищного кризиса, имеет смысл использовать 3D-печать для создания доступных по цене домов. Так будут реализованы мечты о домовладении многих людей.

• Построен: 2021
• Введен в эксплуатацию: 22 декабря 2021 года
• Где: Уильямсбург, Вирджиния, США
• Кем: Alquist 3D, Habitat for Humanity Peninsula, Greater Williamsburg

Первый пятиэтажный 3D-печатный дом

Этот проект, выполненный китайской компанией WinSun, является настоящим рекордсменом. Это 3D-печатный пятиэтажный жилой дом высотой 10 метров – самое высокое 3D-печатное здание до сих пор.

Дом расположен в промышленном парке Сучжоу в провинции Цзянсу в восточном Китае. Он стоит рядом с особняком, который также был построен WinSun с помощью бетонного 3D-принтера. 

Глядя на проекты WinSun, вы не можете не заметить, что они не выглядят как напечатанные на 3D-принтере. Обычно 3D-печатные конструкции имеют серый цвет, линии слоев четко прослеживаются. Но WinSun добавляет цвет и делает стены более гладкими. Нигде не указано, как в компании добиваются гладкости стен, но мы предполагаем, что рабочие сглаживают их вручную. Проекты WinSun не похожи на те, к которым мы привыкли.

• Построен: Зима 2014
• Введен в эксплуатацию: Не указано
• Где: Сучжоу, Цзянсу, Китай
• Кем: WinSun

Первый 3D-печатный дом из биоразлагаемых материалов

Вы бы догадались, что в стенах этого дома есть рис?

Большинство 3D-печатных зданий создаются из бетонной смеси. Но этот проект отличается от остальных. С целью создания жилищных решений практически без воздействия на окружающую среду итальянская компания WASP 3D напечатала дом Гея с использованием почвы и сельскохозяйственных отходов.
WASP разработала экологическую смесь в сотрудничестве с компанией Ricehouse, которая специализируется на использовании природных и сельскохозяйственных материалов, таких как глина и рис, в строительстве.

Дом назван Гея в честь древнегреческой богини земли. Фактически, 25% смеси содержит местную почву, 10% гидравлической извести, 25% рисовой шелухи и 40% измельченной рисовой соломы (побочный продукт производства риса при сборе урожая).

Новаторское решение имеет место не только применительно к материалу, но и к дизайну самих стен. Специфическая волнистая структура использовалась для обеспечения вентиляции в теплые дни, а также изоляции в холодные периоды, практически устраняя необходимость в кондиционерах.

Дом Гея небольшой — около 20 квадратных метров. Печать стен заняла всего 10 дней, в то время как ориентировочная стоимость материалов составляет чуть менее 1000 долларов.

• Построен: не указано
• Введен в эксплуатацию: 7 октября 2018
• Где: Масса-Ломбарда, Равенна, Италия
• Кем: WASP, Ricehouse

Первый 3D-печатный дом на AirBnB

Идеальное место для отдыха на выходные.

На AirBnB можно найти много разных типов жилья, но как насчет 3D-печатного дома?

Так называемый дом Фибоначчи — это первый 3D-печатный дом, который будет предложен для бронирования через AirBnB. Учитывая, что он расположен в сельской местности Британской Колумбии, отдых в нем будет прекрасный.

Хотя дом Фибоначчи выглядит маленьким, он может много чего предложить отдыхающим. Около 35 квадратных метров достаточно, чтобы вместить до четырех человек.
Бетонные стены дома были спроектированы и напечатаны голландской строительной 3D-печатной фирмой Twente. 20 бетонных деталей были изготовлены за пределами площадки всего за 11 дней. Материал был произведен фирмой Laticrete. Позже детали были перевезены и собраны на их нынешнем месте.

• Построен: 2020
• Введен в эксплуатацию: Не указано
• Где: Кутенейс, Британская Колумбия, Канада
• Кем: Twente Additive Manufacturing

Первый плавучий 3D-печатный дом

Prvok — не только первый 3D-печатный дом в Чешской Республике, но первый в мире плавучий 3D-печатный дом, находящийся на понтоне.

Проект выполнила компания стартап Scoolpt. Бетонная конструкция плавучего дома печаталась всего 22 часа.

Около 43 квадратных метров жилой площади разделены на ванную комнату, спальню и гостиную с кухней. Вес обычно не обсуждается в контексте домов, но, учитывая, что этот находится на воде, интересно отметить, что Prvok весит 43 тонны.

Дом оснащен встроенным рециркуляционным душем и резервуарами для питьевой и коммунальной воды и имеет срок службы не менее 100 лет.

• Построен: июнь 2020
• Введен в эксплуатацию: 18 августа 2020 года
• Где: Прага, Чехия
• Кем: Scoolpt

Первый жилой 3D-печатный дом в Европе

Не каждый 3D-печатный дом имеет видимые линии слои.

Чаще всего 3D-печатные дома являются демонстрационными образцами, сделанными для того, чтобы показать, на что способна технология. По большинству из них нет информации о действительных жильцах. Но в 2017 году пара действительно переехала жить в 3D-печатный дом, расположенный в Нанте, во Франции. Так, дом «Янова» стал первым в своем роде, который был заселен в Европе.

Дом — проект Университета и Лаборатории цифровых наук города Нант. Интересный аспект проекта — специальная техника, используемая в его строительстве, от компании BatiPrint3D. Вместо 3D-печати бетонной конструкции роботизированная рука создала оболочки стен с использованием полиуретана  — материала, который используется для изоляции. Позже эти мембраны были заполнены бетоном.

В общей сложности на печать потребовалось 54 часа. Чтобы полностью закончить строительство, ушло чуть более 4 месяцев. В основном из-за того, что остальные компоненты создавались с использованием обычных средств. Площадь дома – 95 квадратных метров.

• Построен: 2017
• Введен в эксплуатацию: март 2018
• Где: Нант, Франция
• Кем: Университет Нанта, Лаборатория цифровых наук Нанта

Первый 3D-печатный дом в Индии

Это здание было построено за пару дней.

Первый в истории 3D-печатный дом в Индии был завершен еще в 2020 году. Проект был выполнен строительным стартапом Tvasta, основанным выпускниками Индийского технологического института Мадрас. Фактически, кампус института в Ченнаи был выбран в качестве местоположения здания.

Значение этого проекта заключается в его возможном влиянии на решение жилищного кризиса во всем мире и в Индии, в частности. Возможность построить такой дом в течение нескольких дней и за небольшую стоимость нельзя недооценивать.

Дом 55,7 кв.м. с просторной планировкой, одной спальней, объединенной кухней и гостиной.

Бетонная конструкция дома была напечатана на 3D-принтере за пределами площадки, а детали позже были перевезены и собраны в кампусе. Фундамент, тем временем, был построен с использованием обычного метода заливки бетона в землю.

• Построен: 2020
• Введен в эксплуатацию: Не указано
• Где: Ченнаи, Индия
• Кем: Tvasta Construction

Первый 3D-печатный дом в Африке

Еще в 2019 году в марокканском городе Бен-Герир испанская фирма Be More 3D создала первый 3D-печатный дом в Африке. Проект возник во время участия команды в Solar Decathlon в Африке. Это международное соревнование, во время которого команды проектируют и строят дома, работающие на солнечных батареях. 

Be More 3D напечатала дом 32 кв.м. примерно за 12 часов, заняла первое место и получила звание самого инновационного стартапа.

Be More 3D не остановилась на строительстве в Африке и позже создала первый 3D-печатный дом в Испании, а также разработала собственный бетонный 3D-принтер в партнерстве с несколькими корпорациями из индустрии автоматизации и материалов.

• Построен: 2019
• Введен в эксплуатацию: Не указано
• Где: Бен-Герир, Марокко
• Кем: Be More 3D

Первый 3D-печатный дом для продажи в США

Последним в нашем списке является первый 3D-печатный дом, выставленный на продажу в США.

Этот дом был напечатан на том же месте фирмой SQ4D, специализирующейся на разработке роботизированных строительных систем. Здание было напечатано системой экструзии бетона Arcs фирмы SQ4D и имеет 50-летнюю гарантию на печатную конструкцию.

Жилая площадь размером 130,7 кв.м. с тремя спальнями и двумя ванными комнатами. Есть также гараж на 2 машины.

Дом был выставлен на продажу в январе 2021 года за 299 999 $. Учитывая размер дома и тот факт, что его цена на 50% ниже стоимости сопоставимых недавно построенных домов в том же районе, сделка довольно хорошая.

• Построен: 2020
• Введен в эксплуатацию: 2021
• Где: Риверхед, Нью-Йорк, США
• Кем: SQ4D

Источник перевода: https://m.all3dp.com/2/first-3d-printed-house/

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

17 реальных зданий, напечатанных на 3D-принтере — Будущее на vc.ru

Технологии 3D-печати развиваются чрезвычайно быстро и используются в самых разных сферах жизни человека.

41 008 просмотров

В последнее время большое внимание уделяется печати зданий, и напечатанные дома все чаще появляются в последние годы в разных странах мира — в США, Саудовской Аравии, Мексике, Франции, России, ОАЭ и других. Я подготовил список существующих на 2020 год зданий, возведенных методом строительной 3D-печати.

Что собой представляет 3Д-принтер для строительства.

Существующие на сегодняшний день строительные 3D-принтеры, отличаются конструкциями и методами возведения стен. Наиболее часто встречаются принтеры портальной конструкции, двух- и четырех- опорной конструкции, на базе руки-манипулятора или циркульной конструкции. Оборудование позволяет создавать малые архитектурные формы и элементы сооружений для последующей их сборки на месте, либо позволяют печатать здание целиком на строительной площадке. Высота и размеры печатаемого здания зависят от технических характеристик используемого принтера.

Как происходит процесс печати.

Экструдер выдавливает быстротвердеющую бетонную смесь с различными добавками. Каждый последующий слой наносится поверх предыдущего, благодаря чему образуется вертикальная конструкция. Бетонные слои, находящиеся снизу, таким образом, уплотняются, тем самым растёт их способность выдерживать следующие слои, а значит, и весь вес конструкции. Для упрочнения конструкции производится ее армирование, которое может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Укладка горизонтального армпояса производится между слоями, вертикальную арматуру устанавливают по окончании затвердевания состава, а затем заливают бетоном.

Преимущества 3D печати перед другими методами строительства.

Изготовление конструкций 3D-принтером открывает большие возможности для предприятий строительной и смежных отраслей. Практическое применение выявило следующие преимущества аддитивного производства:

• Снимает ограничения с фантазии дизайнеров и архитекторов, проектирующих здания, так как даёт возможности, не доступные при строительстве привычными нам методами.
• Высокая скорость возведения зданий и сооружений.
• Полная автоматизация процесса.
• Низкое энергопотребление оборудования.
• Значительная экономия в сравнении с классическими методами строительных работ за счёт снижения затрат на оплату труда персонала и энергоресурсы и ускорения сроков строительства.
• Полностью исключается образование отходов стройматериалов.
• Минимизация человеческого вмешательства в процесс строительства не только позволяет строить в недоступных для людей местах, но и на обычных территориях нивелирует человеческий фактор и уменьшает вероятность ошибки.

1. Июнь 2014. Китай. Китайская компания Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co представила дома, построенные с помощью техники 3D-печати в промышленном парке в китайской провинции Цзянсу. Всего было создано десять домов, каждый из которых стоил немногим больше трех тысяч фунтов стерлингов. За последовавшие десять месяцев технология была усовершенствована, и компания изготовила для выставки несколько разнотипных зданий, самое высокое из которых насчитывает пять этажей.

2. Август 2014. США. Компания Totalkustom Андрея Руденко отпечатала замок. Печать заняла в общей сложности 2 месяца.Скорость печати машины составляла 50 см за 8 часов. Основная часть замка размерами 3 м х 5 м и 3,5 м в высоту, была напечатана как единое целое, а башни затем были напечатаны отдельно.

3. Июль 2015. Китай. Китайская компания Zhuoda собрала двухэтажный дом в рекордно короткий срок. Модульный дом состоящий из шести модулей, созданных с помощью технологии 3D печати, были собран на месте менее чем за 3 часа. Конечно на самом деле около 90% работ были выполнены в цехах компании, а на участке они уже были только собраны в единое здание.

4. Сентябрь 2015. Филиппины. Компания Totalkustom Андрея Руденко построила апартаменты на территории гостиницы на Филиппинах, размерами 10,5 м х 12,5 м и высоту 3 метра. Здание было построено с применением местных материалов — песка и вулканического пепла.

5. Май 2016. ОАЭ. Китайская компания Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co отпечатала сборные конструкции для последующей сборки офисного здания в Дубае. Площадь одноэтажного здания составляет около 250 кв. м.

6. Март 2017. Россия. Компания Apis Cor представила первое полностью отпечатанное на строительной площадке здание площадью 37 кв. м.. Напечатанный дом имеет интересную форму, но как говорят сами участники: это лишь для того, чтобы показать гибкость технологии печати, форма построек может быть и привычной квадратной. В сравнении с другими строительными 3D-принтерами, этот принтер весьма компактный (4×1,6×1,5 м), весит 2 тоны, благодаря чему может спокойно транспортироваться на место строительства.

7. Октябрь 2017. Россия. В Ярославле компания Спецавиа представила первый в Европе и СНГ жилой дом, построенный с помощью технологии строительной 3D-печати. Строительство дома началось в 2015 году. Коробка здания была отпечатана портальным принтером по частям, а затем смонтирована на фундаменте за один месяц в декабре 2015 года. Летом 2017 завершено устройство крыши и проведен основной объем внутренних отделочных работ.

8. Март 2018. Франция. Компания Yhnova представила пятикомнатный одноэтажный дом с площадью 95 квадратных метров. Для его возведения инженеры использовали большой манипулятор, на конце которого закреплен экструдер для монтажной пены. Во время работы он наносил пену в соответствии с загруженной в него 3D-моделью здания. После нанесения пены строители периодически заливали возведенную часть бетоном, а также вставляли рамы дверей и окон.

9. Март 2018. США. Американская компания Icon возвела прототип дома в Техасе для подтверждения работоспособности своей технологии. Площадь здания составила 32 кв.м., печать выполнялась портальным типом 3D-принтера, передвигающегося по установленным на площадке рельсам.

10. Июль 2018. Испания. Компания Be More 3D отпечатала здание из бетона площадью 24 м2. Для постройки использовался двухопорный 3D-принтер , ширина которого составляет 7 метров, а высота 5 метров.

11. Сентябрь 2018. Дания. Компания 3D Printhuset отпечатала в Нордхавне офис площадью 50 квадратных метров. Используемый для печати 3D-принтер относится к типу «портальный» и имеет размер 8 x 8 x 6 метров. Скорость печати 2,5 метра / мин. Каждый слой 50-70 мм. Материал для печати — бетон, изготовленный в значительной степени из переработанных плиток и песка.

12. Октябрь 2018. Италия. Компания Crane Wasp используя трехопорный строительный 3D-принтер возвела здание за десять дней. В доме используется технология пассивного солнечного нагрева и естественная вентиляция.Состав для печати был создан на основе отходов от выращивания риса (он на 25% состоял из местной почвы (глина и песок), на 40%, из – из соломы, еще на 25% – из рисовой шелухи и на 10% – из гидравлической извести).

13. Ноябрь 2018. Италия. Компания Arup в коллаборации с архитектурным бюро CLS Architetti возвели здание за 1 неделю площадью 100 кв.м. Здание печаталось сегментами с последующей сборкой на строительной площадке.

14. Ноябрь 2018. Саудовская Аравия. Нидерландская компания CyBe Construction завершила строительство здания площадью 80 кв.м. На 3D-печать необходимых элементов ушло около недели, а на сборку чуть больше суток. Стены состоят из 27 напечатанных блоков, на изготовление парапетов понадобилась еще 21 блоков.

15. Август 2019. США. Компания S-Squared 3D Printers (SQ3D) показала прототип жилого дома, который можно от пола до крыши возвести всего за двенадцать часов. Дом имеет площадь 46 м2. В процессе печати использовался 3D-принтер двухопорной конструкции.

16. Октябрь 2019. ОАЭ. Компания Apis Cor объявила о завершении строительства крупнейшего в мире здания с помощью технологии 3D-печати. Расположенное в Дубае, здание площадью 650 кв. метров имеет высоту здания 9,5 метров и вошло в Книгу рекордов Гиннесса как самое большое здание, отпечатанное непосредственно на строительной площадке.

17. Декабрь 2019. Мексика. Американская компания Icon возвела два жилых здания по заказу некоммерческой организации New Story, в юго-восточной Мексике. Отпечатанные здания имеют плоскую крышу, изогнутые стены и площадь 46,5 квадратных метров

Как видно из внушительного перечня завершенных проектов, прогресс в сфере строительной 3D печати явно не стоит на месте, постоянно внедряются новые методики, создаются различные материалы, в том числе из переработанного сырья, разрабатывается высокотехнологичное оборудование. За короткий промежуток времени технология заинтересовала большое количество предприятий, которые занимаются разработкой оборудования, специальных строительных смесей, библиотек конструкционных решений для проектирования зданий под 3D-печать, а также подготовкой законодательно-нормативной и регуляторной базы.

Уверен, что в будущем весь процесс строительства сможет стать полностью автоматизированным, без вмешательства людей не только при печати фундамента и стен, но и при печати перекрытий и крыш, автоматически устанавливать инженерные коммуникации, двери и окна. Также, возможно, в будущем мы не будем ограничиваться печатью домов в 2-3 этажа, а сможем перейти к многоэтажному строительству. Все это уже не является чем-то невозможным и перестало звучат как фантастические мечты о высокотехнологическом будущем. Нужно лишь дать время для естественного хода эволюции технологии 3D строительства.

В Ставрополе печатают уникальные дома на 3D-принтере

«Что нам стоит дом построить? Нарисуем – будем жить». Мы помним эти слова с детства. Инновационная технология, применяемая ставропольской компанией Smartbuild, позволяет дом напечатать. Без всяких кавычек, в прямом смысле слова. Здесь силами собственного конструкторского бюро разработали 3D-принтер и сами его изготовили. У Smartbuild есть также и подразделение по металлообработке.

Один из учредителей компании Илья Медведев называет происходящее полевыми испытаниями строительства первого в России и седьмого в мире двухэтажного здания с помощью 3D-принтера. Потому и интерес прессы к событию повышенный. Подобной технологией печатания домов располагают три страны. Теперь и Россия в их числе.

© Фото: Дмитрий СТЕПАНОВ

© Фото: Дмитрий СТЕПАНОВ

Новый проект реализуется на территории Ставропольского краевого индустриального парка «Мастер», давшего крышу уже многим инновационным предприятиям, успешно решающим вопросы импортозамещения.

Выглядит процесс примерно, как если бы из кондитерского шприца вы украшали торт, рисуя всякие вензеля. Только здесь этот процесс жестко запрограммирован. Принтер ходит по периметру будущего дома, выдавливая специальную смесь, таким образом вырастает полая стена, которая позже будет заполнена пенобетоном. Фантастика: на ваших глазах растет здание, которое к тому же будет еще и двухэтажным.

«В России есть еще компания, которая печатает дома, но такого уровня промышленного принтера у них нет, – комментирует происходящее один из учредителей Smartbuild Илья Медведев. – Мы сами его придумали и воплотили идею в жизнь. Сегодня для компании печатание домов – как бы дополнительная услуга. Плюс к другим направлениям, которые мы развиваем в сфере строительства. Но ближайшее будущее, не сомневаюсь, у этой технологии масштабное. Люди очень скоро убедятся в преимуществе возведения зданий с помощью 3D-принтера».

© Фото: Дмитрий СТЕПАНОВ

© Фото: Дмитрий СТЕПАНОВ

© Фото: Дмитрий СТЕПАНОВ

Смесь для печатания включает в себя цемент, песок и различные присадки, которые усиливают прочностные характеристики и скорость ее схватывания. Нижняя часть стены, уже подсохшая, легко устояла под ударом молотка. Так Илья Медведев продемонстрировал надежность конструкции, причем пока еще полой внутри.

И еще одно сравнение из кондитерского искусства.

«Пенобетон вспениваем до состояния безе и заполняем полую стену. Может для этих целей также использоваться керамзит, – объясняет тонкости производства Илья. – И не сомневайтесь, дом получится прочный. Прочнее в несколько раз, чем из шлакоблока или красного кирпича».

В ближайшей перспективе компания намерена продемонстрировать это наглядно. На улице Березовой в Ставрополе скоро начнется возведение двух домов. Один будут строить обычным способом – из кирпича, другой с помощью 3D-принтера. Чтобы будущий клиент мог на конкретном примере убедиться в надежности напечатанного дома. Фундамент для него уже заложен. Так что скоро инновационному оборудованию предстоит работать на свежем воздухе. На будущий напечатанный дом уже выстроилась очередь из тех, кто хотел бы его приобрести. Дом-то будет исторический, потому что первый такой. Наш спикер не исключает, что желающих на него посмотреть будет достаточно, вплоть до представителей мировой прессы. Ну а что, не стоит исключать такой перспективы.

© Фото: Дмитрий СТЕПАНОВ

Стены дома можно напечатать за 24 часа, так что на следующие сутки можно будет уже стеклить окна и возводить крышу. Возведение двухэтажки под крышей СКИП «Мастер» намеренно печатают по замедленному сценарию, растянув процесс на две недели, чтобы больше людей могли убедиться в реальности нового подхода к строительству домов. Если задать принтеру новую программу, он за сутки управился бы с поставленной задачей.

Кстати, этот печатный дом послужит помещением для работы сборщиков микроэлектроники. Вот большая рабочая зона, выделены отдельно склады комплектующих и готовой продукции, на втором этаже разместится кабинет руководителя данного производства.

Отделка может быть самой разной. Главное – не придется выравнивать стены с помощью штукатурки, как это часто бывает. Углы и поверхности идеальные, отклонение возможно не более 3 – 4 миллиметров, что, собственно, трудно назвать погрешностью. Выходит, и отделка напечатанных комнат упрощается. Можно просто покрыть стены грунтовкой и покрасить – получится модный сегодня стиль лофт. Еще одно преимущество – большой выбор архитектурных форм. С помощью принтера можно построить здание любой конфигурации. Большой простор для полета архитектурной мысли.

© Фото: Дмитрий СТЕПАНОВ

© Фото: Дмитрий СТЕПАНОВ

Себестоимость такого строения, конечно, будет более бюджетной. Но дело даже не в цене. Главное преимущество, по оценке Медведева, состоит в том, что новая технология станет своеобразной защитой от засилия гастарбайтеров, которые зарабатывают деньги в России и увозят в другое государство. Все, что касается печатания домов, – это прежде всего рабочие места, которые могут замещать только высококвалифицированные специалисты. И конечно, это будут наши, а не заезжие сотрудники. Здесь уже думают об их наборе и обучении.

«Таким образом, наше производство будет способствовать остановке трудовой миграции, – считает Илья. – Сегодня двух-этажное здание. В ближайшем будущем можно строить здания высотой до пяти этажей».

Людмила КОВАЛЕВСКАЯ

В Ставрополе печатают уникальные дома на 3D-принтере / Газета «Ставропольская правда» / 18 мая 2022 г.

Обзор 3D-принтера для бетона

: промышленность и возможности Обзор 3D-принтера для бетона

: промышленность и возможности — MudBots

В нашу компанию каждую неделю звонят люди и компании
, которые заинтересованы в том, чтобы узнать больше о новой отрасли
3D-печати бетоном. Людей заинтриговали возможности,
, но отрасль такая новая. У них много вопросов, и
чем больше ответов на вопросы, тем новые они открывают.

Правда в том, что бетонная печать произведет революцию в строительстве
, чего мы не видели со времен изобретения трактора.
Наша материнская компания является производителем робототехники, поэтому мы понимаем
так же хорошо, как и большинство предстоящих нам изменений. Автоматизация грядет, и те
, кто примет ее, обнаружат явные преимущества перед своими конкурентами.
Это пионеры, которые находятся в авангарде технологий
, и их компании будут лидировать в будущем.

Возможности безграничны

От печати фонтанов и статуй до декоративных ограждений, памятников и, конечно же, домов и складов. Это новая отрасль, но она будет развиваться очень быстро во многих направлениях.

Прежде чем звонить нам, мы рекомендуем вам уделить немного времени и ознакомиться с приведенной ниже историей и информацией, которая может оказаться вам полезной.

3D-печать бетона — новая отрасль?

В то время как мир постепенно узнает о 3D-печатном замке,
и подобные видео начинают распространяться, предприниматели
во всем мире очарованы и очарованы
мыслями о потенциальных возможностях. Нет никаких сомнений в том, что
эта технология навсегда изменит строительство,
но по мере того, как начинают появляться тысячи любопытных перспектив,
становится очевидным, что стоимость обучения публики
будет высокой. У всех так много вопросов,
, но на самом деле никто не разговаривает.

На первый взгляд идея печати бетона кажется простой.
В конце концов, все видели 3D-принтер или столы для фрезерных станков с ЧПУ
, так где же настоящая загадка?
Поскольку сотни людей стремятся воспроизвести то, что они видели на YouTube,
, они делают это с очень наивным подходом.

Интеграция технологии 3D-печати бетона

Идея перемещения бетона с помощью компьютерного контроллера совсем не сложна. Любой, у кого есть фрезерный стол с ЧПУ, может установить воронку и несколько разбрызгивающих труб, чтобы имитировать большинство видеороликов, которые мы начинаем видеть. И 90% быстро обнаруживают, что настоящая загадка заключается в контроле и финишировании грязи. Большинство людей, с которыми мы разговариваем, очарованы этой идеей, но почти все ненавидят то, как слой за слоем выглядит готовый продукт. Тем не менее, идея оштукатуривания готового продукта является жизнеспособным решением, но предпочтение будет отдаваться возможности отделки по ходу дела и устранению еще больших расходов на ненужном этапе.

Таким образом, в то время как многие компании с ЧПУ только начинают выливать свое первое ведро грязи через воронку, подключенную к столу с ЧПУ, и обнаруживают трудности работы с материалом, который меняется каждую минуту, настоящие игроки уже работают над созданием способ обеспечить отделку, которая не требует присутствия бригады штукатуров и придания готовому изделию хорошего вида.

Настоящая задача

с этим новым решением

Так что, даже если у вас есть тысяча часов, потраченных на выяснение формулы для смешивания правильной грязи, которая будет поддерживать себя, не превращаясь в плоскую массу или не падая при попытке консольно провести третью и четвертый проход, следующий шаг требует, чтобы команда инженеров разработала функцию затирки, которая может следовать по напечатанному пути и вращаться при каждом повороте. Именно здесь другие обычно теряют интерес, потому что для этого требуется компетентная группа инженеров-программистов и инженеров-механиков, которые понимают динамику 5-осевой робототехники, а также структурные характеристики строительства из строительного раствора.

Немцы сейчас лидируют, но они не заинтересованы в продаже того, что построили. Их бизнес-модель заключается в том, чтобы предоставлять услуги, а не продавать свою печатную машину. Несколько китайских компаний пытаются нажиться, но на сегодняшний день они не показали ничего, кроме выталкивания какого-то раствора из 2-х осевого стола ЧПУ. Все, чего они добились, — это линейная печать, а не 3D-печать, о чем свидетельствуют их видео. Группа, которая начала большую часть этого с 3D-печатного замка, опередила большинство, но до сих пор не имеет решения для нежелательной отделки, которая всех беспокоит.

Те, кто занимается этим год или два, знают достаточно, чтобы осознать сложность управления механическим устройством, которое может поворачиваться на каждом углу и двигаться таким образом, чтобы не сбивать работу, проделанную в попытке затереть, как вы. -идти. Это реальная задача.

Итак, теперь, когда мы поделились взглядами на то, на каком этапе находится эта отрасль, давайте посмотрим, кто мы такие.

Есть вопросы о

Технология 3D-печати бетоном ?

напечатанных на 3D-принтере домов: лучшие проекты со всего мира

Новости 3D-печати Новости 3D-печатные дома: более пристальный взгляд на завершенные проекты со всего мира

Опубликовано 29 июля 2022 г. автором Carlota V.

Как вы знаете, аддитивное производство становится все более важным в строительстве рынок. Новые технологии позволяют создавать более сложные формы, быстрее строить стены и сокращать трудозатраты. Многие строительные компании уже начали 3D-печать зданий или домов. Однако будьте осторожны с термином «3D-печатный дом»: в большинстве случаев только стены изготавливаются на 3D-принтере из бетона, который печатает их слой за слоем. Это уже само по себе новшество, позволившее строить дома в труднодоступных, неблагополучных или конфликтных районах. В наши дни мы начинаем видеть все больше и больше домов, напечатанных на 3D-принтере, и в них начинают заселяться первые семьи. Тем не менее, на данный момент все еще трудно оценить устойчивость такой структуры, и только время покажет. показать, является ли этот метод производства более жизнеспособным в целом. Тем не менее, мы уже можем поделиться с вами некоторыми проектами 3D-печатных домов, которые были реализованы по всему миру.

3D-печатный дом в Японии

Менее чем за 24 часа и менее чем за 25 500 долларов компания Serendix спроектировала этот небольшой дом с 3D-печатными стенами. Даже если сложно представить, что в нем может жить кто угодно, проект все равно интересен и демонстрирует всю гибкость 3D-печати бетоном. При площади поверхности всего 10 квадратных метров структура имеет сотовую форму и не имеет армирования. Цель Serendix — создавать аварийное жилье во время кризиса, когда в стране регулярно происходят землетрясения и тайфуны. Потребовалось три часа, чтобы собрать различные напечатанные на 3D-принтере детали, и в общей сложности 23 часа и 12 минут, чтобы получить окончательный результат.

Alquist 3D и проект Virginia Project

Американская компания Alquist 3D недавно объявила о запуске одного из своих новых проектов для 3D-печати домов. Расположенные в штате Вирджиния 200 домов, составляющих проект, будут созданы с помощью аддитивного производства с целью снижения общей стоимости инфраструктуры в сообществах с экономическими проблемами. По данным компании, которая специализируется на 3D-печати домов из бетона, эта инициатива призвана стать одним из крупнейших проектов жилищного строительства, при этом Пуласки и Роанок станут первыми городами, выбранными для него, в связи с ростом спроса на жилье. которые эти области испытали в последние годы. После завершения проекта Habitat for Humanity эта новая идея теперь направлена ​​​​на то, чтобы помочь компании выйти на рынок 3D-строительства.

Дом Фибоначчи, первый напечатанный на 3D-принтере дом на Airbnb

Следующий дом в нашем списке интересен не только своим дизайном, но и тем, что он является первым полностью напечатанным на 3D-принтере домом, размещенным на Airbnb. Twente Additive Manufacturing (TAM), одна из ведущих компаний в области 3D-печати бетоном, создала этот дом в форме спирали, следуя последовательности Фибоначчи, знаменитой математической последовательности, также известной как золотое сечение, которое часто встречается в природе и дало название дому. Спираль позволяет перемещать пространство от широко открытой внешней части к закрытому и более теплому пространству в самой узкой части спирали. Крошечный дом можно арендовать минимум на две ночи в Прокторе, Британская Колумбия, Канада, на Airbnb примерно за 128 долларов за ночь.0007

Mvule Gardens — крупнейший в Африке жилищный проект, напечатанный на 3D-принтере

Продолжая тенденцию использования 3D-печатных домов для доступного жилья, Mvule Gardens — это район, состоящий из 52 домов. Это крупнейший в Африке проект доступного жилья, напечатанный на 3D-принтере. Построенный 14Trees, совместным предприятием Holcim, мирового лидера в области решений для устойчивого строительства, и CDC Group, инвестора правительства Великобритании, проект надеется решить проблему нехватки жилья в Кении. Дома были построены с использованием принтера BOD2 от COBOD и сухого раствора для 3D-печати под названием TectorPrint от Holcim, что гарантирует, что дома достаточно прочны и могут быть изготовлены с уменьшенным углеродным следом. Доступны дома как с двумя, так и с тремя спальнями, и 14Trees отмечает, что они надеются, что они помогут сделать экологичное, доступное и малообеспеченное жилье реальностью для Африки.

3D-печатные дома Azure для устойчивого строительства

Стремясь построить дома быстрее, экономичнее и с меньшим воздействием на окружающую среду, Росс Магуайр и Джин Эйдельман воплотили в жизнь 3D-печатные дома Azure в 2019 году. Объединив многолетний опыт строя и развивая недвижимость по всему миру, компания уже смогла напечатать на 3D-принтере несколько экологически чистых домов. Компания использует переработанные отходы для создания конструкции домов, которые затем изготавливаются на крупномасштабном 3D-принтере всего за 24 часа. Azure 3D Printed Homes предлагает множество офисов и домов на заднем дворе, одним из примеров является модель Azure Marina. Эта студия площадью 360 кв. футов состоит из спальни, кухни и ванной комнаты и может быть настроена и заказана на веб-сайте компании.

Habitat for Humanity Uses AM Для домов в районах с низким доходом

Некоммерческая организация Habitat for Humanity из Атланты смогла поддержать миллионы людей во всем мире, помогая строить и сохранять дома и убежища. В прошлом, 2021 году, организация завершила свой первый дом с использованием технологий 3D-печати. Дом площадью 1200 квадратных футов, расположенный в Вильямсбурге, штат Вирджиния, стал первым напечатанным на 3D-принтере домом в Соединенных Штатах. Чтобы создать дом, Habitat for Humanity сотрудничала с компанией Alquist 3D, занимающейся 3D-печатью, которая использовала крупномасштабный 3D-принтер для бетона, чтобы изготовить дом всего за 28 часов. В доме есть кухня, три спальни и два полноценных санузла. Некоммерческая организация также работает над строительством 3D-печатных домов в других штатах, включая Аризону.

Дом 1.0, первый в Европе крошечный дом, напечатанный на 3D-принтере

Дом 1.0 — это первый крошечный дом, напечатанный на 3D-принтере в Европе. Это было сделано датским стартапом 3D-печати 3DCP Group с использованием бетонных 3D-принтеров. Цель компании с этим домом — построить лучше, быстрее, экологичнее и уменьшить количество усилий, необходимых в процессе строительства. Крошечный дом спроектирован так, чтобы быть максимально экономичным и предоставить владельцам все необходимые удобства, несмотря на его небольшой размер всего 37 м2.

SQ4D выпускает на рынок первый 3D-печатный дом

SQ4D — компания, которая завершила строительство самого большого в мире известного 3D-печатного дома. Дом, который был напечатан и построен полностью на месте, имеет площадь около 180 м2 и потребовал всего сорок восемь часов времени печати, которое было распределено в течение восьми дней. Материалы, использованные в производственном процессе, имели общую стоимость менее 6000 долларов. Компания продолжает стремиться к инновациям и планирует сократить время печати вдвое для последующих проектов в будущем.

 

Првок, 3D-печатные дома в Чешской Республике

Будь то в деревне, в городе или даже на воде, 3D-печатный дом под названием Првок родился в Чешской Республике и был создан благодаря сотрудничество Burinka, дальновидной компании из строительного сектора, и скульптора Михаэля Трпака. Построенный из бетона дом можно напечатать всего за 22 часа благодаря скорости печати 15 см в секунду и размерам 13,35 м x 3,5 м x 3,1 м. Таким образом, рука робота производит жилую площадь 43 м2. В общей сложности три комнаты — ванная комната с туалетом, гостиная с кухонной зоной и спальня — здание можно даже укрепить на плавучем полом корпусе, что делает его пригодным для проживания на воде круглый год.

Viliaprint, проект, сочетающий аддитивное производство и традиционное строительство

Этот проект сочетает в себе аддитивное производство и традиционные методы строительства домов. Проект под названием Viliaprint был открыт в июне этого года во французском городе Реймс, а точнее в его эко-районе под названием Réma’Vert. Всего благодаря сотрудничеству заинтересованных сторон было построено пять домов с жилой площадью от 77 до 108 м2 каждый. Многообещающий проект направлен на улучшение социальных, экономических и экологических аспектов. В процессе 3D-печати, который не выполнялся непосредственно на месте, дизайнеры домов, напечатанных на 3D-принтере, уделяли особое внимание бетону, который высыхает как можно быстрее после нанесения каждого слоя, чтобы он мог выдерживать собственный вес.

Партнеры COBOD и PERI в строительстве невероятных домов с использованием AM

PERI — компания, основанная в 1969 году. В 2018 году группа приобрела миноритарный пакет акций COBOD, лидера в области 3D-дизайна, и с тех пор две компании работать вместе. В 2020 году они построили первый в Германии напечатанный на 3D-принтере дом и самый большой многоквартирный дом в Европе. Дом, напечатанный в Рейнской области Северной Вестфалии, представляет собой двухэтажный дом площадью 160 квадратных метров для одной семьи с трехслойными изолированными полыми стенами. Для строительства был использован принтер COBOD BOD2, который характеризуется способностью экструдировать бетон со скоростью до 100 см в секунду, что приводит к желаемому размеру проекта, гладким и прямым стенам и высочайшим требованиям к качеству. С принтером CODOB можно построить до 300 квадратных метров на 3 этажах с беспрецедентной скоростью. PERI твердо верит, что однажды 3D-печать произведет революцию в строительной отрасли.

Веха проекта, 5 напечатанных на 3D-принтере домов в Нидерландах

Этот следующий жилой проект расположен в городе Эйндховен в Нидерландах. Он состоит из пяти бетонных домов, напечатанных на 3D-принтере. Хотя дома уже проданы, их можно арендовать в риелторской компании. Каждый из них состоит из 24 отдельных бетонных деталей, на печать которых слой за слоем ушло 120 часов. Затем эти 24 элемента были перемещены на место, где в настоящее время находится дом, и собраны, прикреплены к фундаменту и снабжены крышей, окнами и дверями. Здания имеют футуристический дизайн, из-за чего дома выглядят заброшенными, напоминающими скалы в оазисе, окруженном деревьями. Дома отвечают максимальным потребностям в комфорте и были построены экологически безопасным и энергоэффективным способом. Окрестности светлые, но тихие, и это прекрасное место для отдыха.

Что вы думаете об этих разных проектах? Каково влияние 3D-печати на строительный сектор? Дайте нам знать в комментариях ниже или на наших страницах Facebook и Twitter! Подпишитесь на нашу бесплатную еженедельную рассылку, чтобы получать все последние новости в области 3D-печати прямо в свой почтовый ящик!

Первый в своем роде дом, напечатанный на 3D-принтере из смеси бетона и дерева

Заливая слои бетона, как ряды зубной пасты, промышленный 3D-принтер на этой неделе продолжил строительство второго этажа дома в Хьюстоне, который станет первым многоэтажная печатная структура в Соединенных Штатах.

В дополнение к этому достижению, дизайнеры Лесли Лок и Саса Живкович, доценты архитектуры в Колледже архитектуры, искусства и планирования (AAP) и соруководители проектного бюро HANNAH, говорят о двухэтажном односемейном home демонстрирует инновационные процессы строительства, которые можно масштабировать до многоквартирных и многофункциональных застроек, помогая решить проблему нехватки жилья.

Авторы и права: Лесли Лок и Саша Живкович/Предоставлено

Строительный 3D-принтер COBOD BOD2 строит структурные элементы дома в Хьюстоне, который станет первой многоэтажной структурой, напечатанной на 3D-принтере в Соединенных Штатах.

Их первая в своем роде гибридная конструкция соединяет структурные элементы, состоящие из бетона, напечатанного на 3D-принтере, с традиционным деревянным каркасом, характерным для большинства жилых домов США. Комбинация показывает, как каждый материал можно использовать там, где он работает лучше всего, с минимальными отходами, для создания зданий, которые будут эффективными, устойчивыми к все более интенсивным погодным явлениям и потенциально более доступными.

«Наш гибридный подход к строительству создает строительную систему, которая структурно эффективна, легко воспроизводима и чувствительна к материалам», — сказал Лок. «Проект также подчеркивает захватывающий дизайнерский потенциал массово настраиваемых архитектурных компонентов для удовлетворения потребностей домовладельцев и упрощения интеграции строительных систем».

Живкович добавил: «Эти усилия по проектированию направлены на повышение воздействия, применимости, устойчивости и экономической эффективности 3D-печати для будущих жилых и многоквартирных зданий в США».

12 сентября представители СМИ были приглашены понаблюдать за ходом печати дома с тремя спальнями и тремя ванными комнатами, а также гаражом на две машины и 40-футовым дымоходом, что делает дом одним из самых высоких печатных домов. структур на сегодняшний день.

Дом строится в сотрудничестве с компанией PERI 3D Construction, которая выполнила шесть 3D-печатных конструкций в США и Европе; Хьюстонский инженерно-строительный подрядчик CIVE; и другие партнеры строительной отрасли. Команда проекта продолжает искать отраслевых партнеров и спонсоров.

Для Лока, который возглавляет Лабораторию инноваций сельского и городского строительства в AAP, и Живковича, который возглавляет Лабораторию роботизированного строительства, проект является последним результатом многолетних исследований потенциала 3D-печати для обеспечения «массовой настройки» без увеличения расходы. Ранее они экспериментировали с гибридным дизайном, используя бетон, напечатанный на 3D-принтере, и переработанную древесину для проекта Ashen Cabin в северной части штата Нью-Йорк. Установка Lok HoloWall на Arts Quad исследовала настройку с использованием неоднородных строительных материалов и инструментов цифрового моделирования. Предыдущее исследование Живковича связано с разработкой новых методов печати бетона и механически изготовленных деревянных компонентов.

Хьюстонский проект площадью 4000 квадратных футов продвигает эту работу в более крупном масштабе, что потребует еще одного американского «первого» — переноса большого портала, поддерживающего принтер, размером примерно 60 футов в длину, 30 футов в ширину и 30 футов в высоту. , чтобы завершить структуру.

Авторы и права: Лесли Лок и Саша Живкович/Предоставлено

Визуализация двухэтажного дома в Хьюстоне, спроектированного Лесли Локом и Сашей Живковичем, который отличается первым в своем роде гибридным дизайном с использованием бетона, напечатанного на 3D-принтере, и деревянного каркаса.

В различных системах — от изоляции напыляемой пеной до системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, более распространенной в коммерческих зданиях — проектировщики говорят, что дом объединяет процессы проектирования и строительства, хорошо подходящие для многоквартирных застроек, которые потребуются для увеличения жилой площади. в быстрорастущих городах, таких как Хьюстон.

Разработчики заявили, что их подход также может ускорить сроки строительства и снизить затраты, поскольку бетонные принтеры могут обслуживать всего три-четыре человека. Это также сводит к минимуму отходы, поскольку материал можно смешивать по требованию и печатать только для структурно важных секций, а также можно более эффективно интегрировать деревянный каркас в модульную конструкцию.

«Помимо технологии печати, важными аспектами реализации такого проекта являются интеграция печати со строительным дизайном и строительными материалами, а также оптимизация процесса строительства», — сказал Живкович. «Мы используем этот проект, чтобы продемонстрировать, что 3D-печать не только готова к выходу на рынок, но и способна создавать хорошо спроектированную и высокопроизводительную архитектуру».

Для дома в Хьюстоне печатные материалы получают из местных источников и используют цемент с уменьшенным углеродным следом, смесь, которая может включать летучую золу, шлак и другие промышленные побочные продукты. Дизайнеры сотрудничают с коллегами из Инженерного колледжа в исследованиях, касающихся экологически чистых строительных материалов, в том числе потенциала бетона для хранения метана, мощного парникового газа. Деревянный каркас, тем временем, является возобновляемым ресурсом, но часто является продуктом лесных монокультур и может перевозиться на большие расстояния.

Лок и Живкович сказали, что в доме в Хьюстоне оптимизируется использование обоих материалов, в то же время лучше используется потенциал их дизайна, чем во многих конструкциях, ограниченных только одним из них.

«Нет ни одного проекта, — сказал Лок, — в котором рассматривается многоквартирный дом с использованием этих двух систем вместе».

Вирджиния запускает крупнейший в мире жилищный проект, напечатанный на 3D-принтере

Эта статья является частью еженедельного справочника Future Explored по технологиям, меняющим мир. Вы можете получать новости, подобные этой, прямо на свой почтовый ящик каждый четверг утром до  9 0199 подписаться здесь .

Крупнейший в мире проект строительства жилья с помощью 3D-печати находится в стадии реализации.

В течение следующих 5 лет строительная компания Alquist 3D, занимающаяся 3D-печатью, планирует построить 200 домов в сельской местности Вирджинии. Если это начинание — «Проект Вирджиния» — увенчается успехом, это станет лучшим доказательством того, что 3D-печать может помочь решить кризис доступного жилья в Америке.

Почему это важно

Владение домом — один из лучших способов улучшить свое экономическое положение в США, поскольку он позволяет вам увеличить капитал и улучшить свой кредитный рейтинг.

Платежи по ипотеке часто ниже и более стабильны, чем арендная плата, которая находится на рекордно высоком уровне, а домовладельцы получают налоговые вычеты, недоступные арендаторам. Это упрощает планирование и откладывание других крупных финансовых вложений, таких как пенсионные или студенческие фонды.

«[Покупка дома] является признаком прибытия… Это очень важно для этой страны».

Anthony Alofsin

Количество вакансий в сфере аренды жилья находится на рекордно низком уровне, а это означает, что может быть трудно даже найти арендное жилье — владение может обеспечить душевное спокойствие, которое приходит со стабильным жильем, плюс просто приятно иметь возможность перестройте и украсьте свой дом, как вы хотите.

«[Покупка дома] является признаком прибытия. Это признак психологической и эмоциональной безопасности», — сказал NPR архитектор Энтони Алофсин. «Это имело огромное значение для этой страны».

Задача

Сейчас невероятно сложно превратиться из арендатора в домовладельца.

Отчасти это связано с тем, что средние цены на жилье всегда высоки, но более серьезной проблемой является нехватка домов — согласно отчету ипотечного финансиста Фредди Мака, в конце 2020 года в США не хватало 3,8 миллиона домов. там, где это необходимо для удовлетворения спроса.

По оценкам Realtor.com на июнь 2021 года нехватка домов составляет более 5 миллионов, чтобы не отставать от скорости формирования новых домохозяйств.

Нам не хватает не только жилья в целом, но и отдельных видов домов: таких, которые могут себе позволить покупатели нового жилья.

В США уже не строится столько домов начального уровня, как раньше. Предоставлено: Freddie Mac / Бюро переписи населения США

По словам Фредди Мака, самым большим фактором является огромный спад в строительстве домов начального уровня — домов на одну семью площадью менее 1400 квадратных футов. В начале 19В 80-х годах они составляли 40% вновь построенных домов, но к 2019 году этот показатель снизился до 7%.

«Проще говоря, мы должны строить больше жилья начального уровня для одной семьи, чтобы решить эту проблему, которая имеет серьезные последствия для благосостояния, здоровья и стабильности американских сообществ», — написала компания.

Спаду строительства способствует множество факторов, но два основных из них, упомянутых в отчете Freddie Mac, — это постоянная нехватка рабочей силы и рост стоимости материалов.

3D-печать может помочь отрасли справиться с обеими задачами.

3D-печатные дома

По своей сути процесс 3D-печати домов такой же, как и 3D-печать чего-либо еще.

Сначала в компьютерной программе создается модель объекта. Затем 3D-принтер выдавливает жидкий строительный материал из своего сопла, чтобы построить объект с нуля, добавляя слой поверх слоя, иногда с паузами для высыхания материала, пока строительство не будет завершено.

Разница в том, что в настольных 3D-принтерах строительный материал обычно представляет собой пластик, а поверхность представляет собой небольшую стеклянную пластину. При 3D-печати домов строительным материалом обычно является бетон, а поверхность представляет собой участок земли размером с дом.

Принтер должен быть массивным , чтобы построить что-то размером с дом — для Project Virginia Alquist будет использовать принтер NEXCON Black Buffalo 3D, который весит 19 тонн и может печатать конструкции высотой до 3 этажей, благодаря его портальная и гусеничная система.

Один из 3D-принтеров NEXCON, который будет использоваться в проекте «Вирджиния». Предоставлено: Black Buffalo 3D

В декабре 2021 года Alquist работал с Habitat for Humanity над созданием первого дома, напечатанного на 3D-принтере.

Эта постройка заняла всего 28 часов, что сократило график на 4 недели и снизило стоимость строительства на 15% на квадратный фут. Экономия была в основном из-за потребности в меньшем количестве рабочих и меньшем количестве пиломатериалов, которые являются более дорогими и трудными для получения, чем раньше.

Alquist теперь продолжает эту постройку с проектом Вирджиния, планом по строительству 200 подобных домов в Вирджинии.

В проекте будет использовано как минимум четыре различных проекта, и каждый готовый дом будет стоить от 175 000 до 350 000 долларов, согласно Alquist.

Цель состоит в том, чтобы к концу 2022 года было построено несколько домов, а все 200 построены в течение четырех или пяти лет, что должно дать группе достаточно времени для определения строительных площадок, 3D-печати экстерьеров и завершения всей остальной работы. в строительство дома.

«Нет ничего особенного в одном из наших домов по сравнению с любым другим домом, за исключением того, что внешние стены сделаны из бетона, а не из дерева», — сказал TIME генеральный директор Alquist Закари Мангеймер.

«В остальном эти дома построены почти одинаково», — продолжил он. «Наш процесс включает в себя выдавливание бетона с помощью гигантского робота, что дает вам экономию времени, труда и материалов».

Компания Alquist 3D сообщает, что дома Проекта Вирджиния будут похожи на дома Habitat for Humanity, показанные здесь. Предоставлено: Habitat for Humanity

Project Virginia стартовал 29 апреля с демонстрации принтера NEXCON в Пуласки, штат Вирджиния, где Alquist начнет строительство первого дома в рамках инициативы — одноэтажного дома площадью 1280 квадратных футов с 3 спальнями. и 2 ванные комнаты — летом 2022 года.

Пуласки и Роанок были выбраны в качестве первых двух городов в рамках Проекта Вирджиния из-за недавнего роста спроса на жилье, вызванного Volvo, Blue Star Manufacturing и American Glove Innovations, создав 3000 новых рабочих мест в область.

«Поскольку модели миграции меняются из-за пандемии, климата и экономических проблем, у небольших сообществ, таких как Пуласки, есть огромная потребность — и удивительная возможность — построить доступное жилье для новых жителей», — сказал Мангеймер.

Общая картина

С помощью 3D-типографий такие компании, как Alquist, могут помочь решить проблему нехватки доступного жилья в США, но такой подход сам по себе не решит проблему, по крайней мере, не в ближайшем будущем и не без резко масштабируется.

Одна из проблем заключается в том, что компаний просто недостаточно, чтобы удовлетворить спрос, и они недостаточно велики. Только Alquist получает в среднем от 20 до 50 запросов на новые дома каждый час с тех пор, как они объявили о своей постройке вместе с Habitat for Humanity, сказал Мангеймер TIME.

«На данный момент в Америке менее 10 компаний используют эту технологию, — сказал он. «Чтобы действительно преодолеть кризис доступного жилья, нам нужно больше 50».

Многие строители сталкиваются с проблемами с оценщиками, регулирующими органами и другими официальными лицами при планировании проектов 3D-печати.

Поскольку в крупных городах, где остро ощущается острая нехватка жилья, земля стоит дорого, было бы разумнее, если бы новое строительство было более высоким, состоящим из нескольких единиц, чего 3D-принтеры пока не могут сделать. Так что на данный момент технология лучше всего подходит для сельских или пригородных домов.

3D-печать также ускоряет строительство каркаса дома, но это только часть процесса — технология не может решить проблему нехватки рабочей силы и материалов, связанных с электрическими системами, сантехникой, окнами, бытовой техникой и многим другим.

Есть и внешние препятствия. Дома, напечатанные на 3D-принтере, могут быть функционально идентичны своим традиционным аналогам, но они выглядят по-другому и до сих пор являются новинкой, поэтому многие строители сталкиваются с проблемами с оценщиками, регулирующими органами и другими официальными лицами при планировании проектов.

«У нас могут быть должностные лица, занимающиеся зонированием, которые могут просто сказать: «Нам не нравится, как это выглядит», — сказал Эндрю Маккой, профессор Центра жилищных исследований Вирджинии, который помогал строить дом Habitat for Humanity. Проволока. «Они могут найти к чему придраться».

3D-принтеры могут обрабатывать только часть процесса строительства дома. Предоставлено: Alquist 3D

В конечном счете, Мангеймер уверен, что 3D-печать сможет преодолеть существующие препятствия и стать будущим строительства.

Недавно он сказал Business Insider, что ожидает, что вы найдете 3D-принтер на каждом коммерческом и жилом объекте до завершения проекта «Вирджиния».

Успех проекта «Вирджиния» может сыграть важную роль в реализации видения будущего, и Alquist имеет преимущество государственной поддержки проекта — город Пуласки фактически связался с компанией по поводу 3D-печатных домов в городе и А не наоборот.

«Мы давно не работали, и сейчас наше время», — сказал мэр Пуласки Шеннон Коллинз о проекте «Вирджиния». «Мы входим в 21 век с этим, и мы входим в жару».

Будем рады услышать от вас! Если у вас есть комментарий к этой статье или совет для будущей статьи о Freethink, напишите нам по телефону  [email protected] .

Каково это на самом деле — жить в доме, напечатанном на 3D-принтере

В этом году на фестивале South by Southwest (SXSW) присутствовало обычное количество групп и фильмов, но на столе была другая, более актуальная тема. «Нам жизненно необходимо найти новые способы защитить себя», — говорит Джейсон Баллард, соучредитель и генеральный директор Icon, строительного стартапа из Остина. «Дома и здания нашего будущего должны сильно отличаться от сегодняшних». Для Icon и других новаторов в строительной отрасли решение заключается не в оптимизации человеческого труда или материалов, а в строительстве с помощью роботов.

Крупномасштабные 3D-принтеры Icon создают архитектурные формы с помощью аддитивного процесса с использованием запатентованного материала под названием Lavacrete, высокопрочного бетона, который смешивается на месте в зависимости от климатических условий и потребностей строительства.

Баллард и его компания представляют себе будущее, в котором все наши потребности в жилье будут напечатаны на 3D-принтере с использованием передовых технологий. «Настало время для искусственной среды присоединиться к цифровой автоматизированной роботизированной революции, которая принесла так много пользы другим отраслям», — говорит Баллард.

Четыре года назад компания Icon представила на выставке SXSW первый в мире дом, напечатанный на 3D-принтере. Этот дом был спроектирован как прототип доступного жилья, а позже он был преобразован в несколько крошечных жилых деревень, которые компания помогла построить. В этом году Icon представили свое последнее достижение House Zero.

Компания Icon представила свой последний напечатанный на 3D-принтере дом House Zero на выставке SXSW в начале этого года. Проект House Zero, разработанный студией Lake Flato Architects, исследует новые возможности 3D-печати в жилищном строительстве.

Разработанный Lake Flato Architects по подобию резиденции в стиле ранчо, эта модель дома, возможно, является самым передовым формальным выражением дизайна жилых домов, напечатанным на 3D-принтере на сегодняшний день. Его волнообразные, текстурированные бетонные стены чередуются с окнами, простирающимися от пола до потолка, где их венчает плоская традиционная деревянная крыша. «Важно делать намеренно провокационные дома, такие как House Zero», — говорит Баллард. «Речь идет о том, чтобы изменить представление людей о том, каким может быть современное жилье».

Внутри House Zero выглядит и ощущается как традиционный дом, но с волнообразными внешними стенами, напечатанными на 3D-принтере, которые придают интерьеру элемент текстуры и движения.

«Для нас важно создавать заведомо провокационные дома, такие как House Zero», — говорит Джейсон Баллард, соучредитель и генеральный директор Icon. Баллард надеется, что House Zero поможет изменить общее представление о том, как может выглядеть дом, напечатанный на 3D-принтере.

Хотя приглашать людей мечтать — это хорошо, но как насчет обещания 3D-печати создать и предоставить убежище? Это то, чего люди хотят или в чем нуждаются? А что это за убежище, собственно?

Для избранной группы граждан мира, которые оказались в домах, напечатанных на 3D-принтере, реальность может быть не такой гламурной, как House Zero, но тем не менее она оказалась на удивление удобной.

Шон и Маркус Шиверс стоят у истоков своего нового дома в Темпе, штат Аризона, который был построен с использованием портального 3D-принтера и нацелен на сертификацию LEED Platinum.

Семьдесят пять процентов дома Шиверсов были напечатаны на 3D-принтере, включая все внутренние и внешние стены, а остальная часть, включая крышу, была построена с использованием традиционных методов строительства.

«Я волновался, — признается Маркус Шиверс, житель Финикса, штат Аризона, о своей первой реакции на известие о том, что он может переехать в дом, напечатанный на 3D-принтере. «На макетах это выглядело как хороший дом, но меня больше всего беспокоило то, что технология была новой — мне было интересно, кто на самом деле знает, как работать с домом, если что-то пойдет не так».

Маркус и его жена Шон были мотивированы шансом остаться в районе Темпе, где они жили в течение десятилетий (но быстро потеряли цену), поэтому они рискнули и подписали контракт, чтобы стать владельцем дома. дом, который недавно был завершен Habitat for Humanity Central Arizona.

Habitat for Humanity Central Arizona использовала принтер Build on Demand (BOD2), поставленный немецкой компанией PERI Group, который разработан таким образом, что строители могут работать в зоне печати во время процесса печати, оптимизируя эффективность.

Принтер BOD2 использует композитный бетонный материал под названием Laticrete в процессе аддитивного строительства. Последовательные слои строятся для формирования внутренних и наружных стен.

Нацеленная на Платиновый уровень LEED, новая резиденция Дрожащих является первым домом Habitat for Humanity, напечатанным на 3D-принтере в стране, и некоммерческая организация надеется масштабировать дизайн для создания других домов в Темпе и за его пределами. Все стены дома с тремя спальнями были сформированы портальными принтерами на месте с использованием Laticrete, композитного бетонного материала, а потолок и крыша были построены с использованием традиционных методов строительства.

Теперь, когда они переехали, первоначальные сомнения Шиверсов уступили место восторгу. «Он такой энергоэффективный и герметичный, а стены такие толстые», — говорит Маркус. «Нам редко приходится включать кондиционер, а когда приходится, мы выключаем его через пять минут». Шон соглашается: «Похоже на крепость, но не слишком закрытая. Сквозь стены вообще не слышно, и мне нравится безопасность и прочность конструкции», — говорит она.

Пещерное качество домов, напечатанных на 3D-принтере, заставило некоторых потенциальных домовладельцев насторожиться, особенно когда дизайнеры используют органические волнообразные формы, которые естественным образом дает 3D-печать (а-ля House Zero). В Голландии архитекторы из Houben/Van Mierlo спроектировали первую в мире недвижимость для законного проживания с несущими стенами, напечатанными на 3D-принтере, которая имеет форму гигантского валуна с округлыми стенами и формой крыши. Бунгало с двумя спальнями, построенное в 2021 году проектом Milestone, в настоящее время является домом для Элиз Лутц и Харри Деккерс, которые с самого начала были заинтригованы его уникальной формой.

Элиз Лутц и Харри Деккерс в настоящее время живут в этом доме в стиле Флинтстоунов в Эйндховене. Завершенный проектом Milestone, это был первый законно пригодный для проживания дом в Европе с несущими стенами, напечатанными на 3D-принтере.

Дом имеет жилую площадь 94 квадратных метра (1011 квадратных футов) с гостиной, столовой и кухней открытой планировки, а также двумя спальнями.

«В течение 40 лет у нас был магазин, торгующий современными украшениями, поэтому нам нравился дизайн, и форма этого здания нас заинтересовала», — говорит Элиз. «Это похоже на бункер, но внутри уютно». Гарри соглашается, но отмечает, что он никогда не чувствует себя закрытым. «Внутри он чувствует себя очень безопасно, как в коконе, но когда двери открыты, вы можете видеть весь дом, и это очень открытое ощущение», — говорит он. . Сейчас Project Milestone работает над вторым и третьим из пяти запланированных домов в Эйндховене, строительство которых планируется завершить к концу года.

EYRC Architects сотрудничает со строительной компанией Mighty Buildings из Окленда в создании нового жилого комплекса с 3D-печатью в Дезерт-Хот-Спрингс, Калифорния. Строительство первого блока началось в начале этого года, и в рамках этой инициативы используется набор деталей для стеновых панелей, напечатанных на 3D-принтере, которые затем собираются на месте.

Архитектор Мэтью Чейни из Лос-Анджелеса. Фирма EYRC Architects работает со строительной компанией Mighty Buildings над проектированием и строительством нового сообщества с 3D-печатью в Дезерт-Хот-Спрингс. Он отмечает, что этот тип объемного изготовления идеально подходит для раскрытия всего потенциала 3D-печати. «Органические формы обладают большей стабильностью формы, что делает их лучшими для 3D-печати», — объясняет он. «Тем не менее, 3D-печать, как правило, представляет собой гибрид органических форм и традиционных форм жилой архитектуры, потому что, например, вы не можете легко напечатать бетонную крышу».

В отличие от других компаний, занимающихся 3D-печатью, Mighty Buildings использует в своих принтерах резонирующий каменный композит под названием Light Stone Material, который затвердевает под воздействием УФ-излучения, обладает высокой прочностью и термостойкостью.

По мере того, как такие компании, как Icon, продолжают развивать технологии, объединяя 3D-печатные формы с типичными архитектурными элементами, жители домов, напечатанных на 3D-принтере, находят их удивительно удобными. Тим Ши, который переехал в Иконный дом в 2020 году в Community First! Village, застройка площадью 51 акр, предназначенная для обеспечения жильем бездомных людей в Остине, была довольна тем, насколько удобным и уютным он нашел свой дом площадью 400 квадратных футов. «В доме нет острых углов, а округлость обволакивает», — говорит он. «Внутри мне тепло, безопасно и уютно — как будто меня обнимает мой дом».

Эти дома площадью 400 квадратных футов были спроектированы компанией Logan Architecture для проекта площадью 51 акр под названием Community First! Деревня, целью которой является предоставление жилья бездомным людям в Остине. Компания Icon 3D напечатала дома на месте с помощью своих принтеров Vulcan II.

Внутри напечатанного на 3D-принтере дома Тима Ши уютная мебель и текстиль дополняют многослойные стены, напечатанные на 3D-принтере. «Когда меня спросили, хочу ли я изучить возможность переезда в дом, напечатанный на 3D-принтере, я прыгнул выше крыши и ухватился за эту возможность», — говорит Ши. «В моем прекрасном доме уже почти два года, и я просто обожаю его. Это пространство, в котором я наслаждаюсь и чувствую себя комфортно».

Пока еще неизвестно, сможет ли 3D-печать выполнить свое обещание обеспечить человечество адекватным жильем, но для тех немногих, кто в настоящее время живет в домах, напечатанных на 3D-принтере, этот опыт стал поучительным. «Этот дом — новый взгляд на то, как строить и каким может быть дом», — говорит Элиз Лутц, которая вместе со своим партнером Харри только что продлила срок аренды своего дома в Эйндховене, потому что они очень довольны.

Для Джейсона Балларда из Icon технология всегда была средством для достижения цели — тем, что позволяет создавать максимально удобные, прочные и достойные дома. «Сейчас мы считаем, что дома, напечатанные на 3D-принтере, — лучшие дома», — говорит Баллард. «Но я обещаю, что если бы завтра мы придумали лучшее решение, мы бы начали это делать».

Связанное чтение:

на SXSW, 3D-напечатанный дом. Первые жильцы этого напечатанного на 3D-принтере дома в форме валуна

Взгляните на первый в мире напечатанный на 3D-принтере дом, полностью сделанный из глины

Опубликовано

23 мая 2022 г.

Последнее обновление

24 мая 2022 г.

Темы

Главная Новости TechDesign

3D-печать домов наконец-то стала реальностью?

За пределами индустрии аддитивного производства (AM) часто можно встретить концепцию аддитивного строительства, называемую «домашней 3D-печатью» или «3D-печатной конструкцией». Просто посмотрите результаты GoogleGOOG ниже. Отчасти это указывает на уровень осведомленности широкой общественности об этом конкретном секторе, поскольку большинство основных новостей освещают растущее число домов, которые в настоящее время строятся с использованием конкретных технологий 3D-печати. Тем не менее, аддитивное строительство в настоящее время достигает точки, когда этот сектор ценится за 3D-печатное жилье и не только.

Скриншот результатов по запросу «3D-печать дома» и связанных терминов, сгенерированных инструментом Google AdWords … [+] подсказки ключевых слов.

Изображение предоставлено автором.

Аддитивное строительство наконец сделало свое дело

Об этом свидетельствует ряд событий, в первую очередь количество чрезвычайно крупных игроков, которые вошли в пространство. Многие из заголовков, которые мы видим сегодня, генерируются некоторыми небольшими стартапами, включая ICON и COBOD, которые создают системы 3D-печати для строительства. Тем не менее, их клиенты являются одними из крупнейших на планете.

Например, COBOD, поддерживаемый группой PERI стоимостью 1,8 миллиарда долларов, является поставщиком для GE, которая недавно построила крупнейший в мире завод по производству добавок для 3D-печати бетонных оснований для ветряных турбин. Holcim, цементный гигант горячей воды стоимостью около 28 миллиардов долларов за заключение сделок с ИГИЛ в Сирии, является еще одним клиентом COBOD. Компания использует машины COBOD для 3D-печати домов и школ в Африке через свою некоммерческую группу 14trees.

17 ноября 2020 г., Бавария, Вайсенхорн: Стены построены слоями на первом этаже здания … [+] оболочка с использованием 3D-принтера для бетона. Дом, который в готовом виде будет состоять из трех этажей, по словам производителя, является самым большим печатным жилым домом в Европе. Фото: Карл-Йозеф Хильденбранд/dpa (Фото Карл-Йозеф Хильденбранд/picture Alliance через Getty Images)

Альянс dpa/picture через Getty Images

Клиенты ICON, возможно, даже больше. Помимо сотрудничества с небольшими застройщиками, основными партнерами ICON являются НАСА и Министерство обороны США. Для армии США у ICON есть напечатанные на 3D-принтере укрытия для транспортных средств и массивные казармы.

БОЛЬШЕ ОТ FORBES ADVISOR

Тем временем в этот сектор входят и другие конгломераты, в том числе CEMEX, пятая по величине компания по производству строительных материалов в мире; Sika, швейцарский химический гигант с текущей рыночной капитализацией в 38 миллиардов долларов; и Saint-Gobain, одна из старейших и крупнейших в мире транснациональных корпораций строительных материалов с доходом около 47 миллиардов долларов.

Откуда появилось аддитивное строительство?

Wohlers Associates, работающая при поддержке ASTM International, является старейшей и наиболее уважаемой консалтинговой фирмой в области 3D-печати. В апреле 2022 года эксперт по строительной 3D-печати Стефан Мансур присоединился к Wohlers в качестве младшего консультанта, что стало еще одним признаком успеха аддитивного строительства. Мы знаем, что строительная 3D-печать — это больше, чем просто «домашняя 3D-печать», но откуда она взялась? У Мансура были ответы.

По словам специалиста, аддитивное строительство получило значительный импульс на Ближнем Востоке, где Объединенные Арабские Эмираты объявили о своем видении до 2030 года, а Саудовская Аравия представила свой проект NEOM. Первая стремилась к 2030 году напечатать 25 процентов зданий Дубая на 3D-принтере, а вторая вложила 500 миллиардов долларов на планирование и строительство из Государственного инвестиционного фонда Саудовской Аравии и международных инвесторов.

«В ответ на это генеральные подрядчики предприняли усилия по дальнейшему изучению и внедрению добавки для строительства в качестве инструмента для достижения поставленных целей», — сказал Мансур. «В число известных компаний и ключевых игроков в регионе Персидского залива входили BAM Infra, BESIX, Freyssinet, Vinci, ACCIONA и Consolidated Contractors Company. Европейские достижения и достижения в области добавок для строительства за последние шесть лет являются прямым результатом деятельности ранее упомянутых компаний. Базируясь в Европе и работая в сотрудничестве с различными поставщиками материалов, техническими учреждениями и стартапами в области 3D-печати, они стремятся реализовать добавки для строительства в качестве инструмента в этом секторе».

Этому также способствовало сочетание последствий пандемии и негативного воздействия традиционных строительных технологий на нашу экосистему. По словам Мансура, такие проблемы, как пробелы в цепочке поставок, сокращение рабочей силы, растущий спрос на строительство, рост стоимости материалов и затраты на обеспечение устойчивости клиентов, «подталкивают сектор AEC к переосмыслению статус-кво и переходу к добавкам для строительства».

Что дальше для строительной 3D-печати?

По мере того, как происходит это более широкое внедрение, по словам Мансура, есть две ключевые области, которые представляют собой следующий этап развития аддитивного строительства: совершенствование технологии и повышение ее устойчивости. В первой области мы увидим такие функции, как автоматический мониторинг печати за счет использования датчиков и искусственного интеллекта, используемого для улучшения качества печати. Кроме того, будет оптимизирован процесс ввода в эксплуатацию и вывода из эксплуатации оборудования для 3D-печати, особенно для печати на месте.

Что касается устойчивости, мы уже знаем, что если бы цементная промышленность была страной, она была бы третьим по величине источником выбросов углекислого газа в мире после Китая и США. Проекты Мансура уменьшили зависимость от этого материала в пользу метакаолина, самана , известняк, переработанные строительные отходы, хвосты шахт, сланцы и многое другое. Аналогичным образом будут изучены новые армирующие материалы, в том числе пенька и конопляная арматура, графен, встроенное волокно и стеклянные заполнители.

Конечно, аддитивное строительство используется не только для 3D-печати бетонных домов, и не будет использоваться в будущем. Мансур указал на ряд приложений, выходящих за рамки того, что освещается в большинстве основных средств массовой информации, таких как цифровая инвентаризация для учета накладных расходов, сроков выполнения заказов и логистики; оптимизация деталей и запасных частей для 3D-печати для стареющей строительной техники; более устойчивые методы создания фасадов, облицовки и структурных соединителей; и внедрение кругового подхода с использованием переработанных материалов, таких как пластик и древесные отходы, для 3D-печати мебели и приспособлений.

Стандарты аддитивного строительства

В дальнейшем самое большое препятствие для сектора может быть не технологическим по своей природе, а связанным со стандартами аддитивного строительства.

«В строительстве ничего не бывает без стандартов. В строительстве нет «переделки»; конструкция должна быть построена так, чтобы быть безопасной и выдерживать испытание временем и элементами. Строительный сектор не прочь принять новые подходы и технологии, но должен быть уверен, что «печатаемые» конструкции безопасны и соответствуют или превосходят требования. Именно здесь стандарты играют решающую роль», — сказал Мансур. «Стандарты обеспечивают массовое принятие и признание, что способствует созданию здорового конкурентного рынка, который поощряет дальнейшее развитие материалов и подходов и обеспечивает конкурентоспособные цены».

По этой причине Мансур взял на себя обязательство создать комитет для решения этой проблемы в марте 2021 года. То, что стало комитетом ISO/TC 261/JG 80, разработало проект стандарта ISO/ASTM 52939, который должен пройти второй обзор и процесс комментариев перед официальной публикацией к концу 2022 года.

«Это своевременно, поскольку это соответствует нескольким правительственным инициативам, таким как недавнее предложение Европейской комиссии от 30 марта ^th , 2022, где добавка для строительства явно адресовано и где Европейский комитет по стандартизации ( CEN и CENELEC ) после публикации одобрили принятие ISO/ASTM 52939 в качестве стандарта CEN ISO/ASTM», — отметил Мансур.

No related posts.