3D принтеры в строительстве — когда мы будем печатать дома. 3D принтер бетоном


3D принтер для строительства домов как бизнес: оборудование, видео

ЗД принтер печатает дом

Мало кто знает, что 3D принтер для строительства домов как бизнес может стать очень выгодным приобретением. Активно набирающая популярность 3d печать домов приносит отличную прибыль: использование такого оборудования в строительстве позволяет сократить срок возведения конструкции до нескольких дней и удешевить весь процесс в несколько раз. В этой статье мы расскажем о том, как приобрести 3Д принтер для печати домов и как организовать строительный бизнес на базе такого оборудования.

Как строить дома с использование 3д-принтера

Вопреки распространенному мнению появившиеся недавно строительные 3д-принтеры печатают дома и строительные конструкции не из пластика или силикона, как его обычные «братья», а из бетона. Как правило, для такой печати применяются стандартные составы, в основе которых лежит цемент марки 500. Такие составы недороги, и их компоненты свободно можно приобрести в любом городе мира.

Как и в случае с обычными 3д-принтерами, в основе принципа работы строительного принтера лежит экструзия. Сначала необходимо подготовить строительный раствор, в состав которого входят цемент, стекловолокно, иногда керамзит и иные материалы. Затем принтер выдавливает этот раствор через специальные сопла, нанося его слой за слоем на основание, что позволяет возвести стены небольшого здания всего за пару-тройку часов.

Принтер позволяет быстро «напечатать» все стены и прочие конструкции, например, лестницы, но кровлю нужно делать традиционными методами – принтеров, способных напечатать качественную крышу, пока что не существует. Само собой, после завершения строительства потребуется внешняя и внутренняя отделка, прокладка коммуникаций, монтаж окон и дверей.

Как быстро можно строить с 3d-принтером

Средняя скорость печати современного строительного принтера составляет от семи до десяти кв. метров в минуту, а в Китае уже сейчас активно используются устройства, способные за минуту напечатать более 50 «квадратов». Всего за пару часов такие установки могут напечатать целый дом площадью в 200 квадратных метров. С учетом отделки и прокладки всех необходимых коммуникаций строительство занимает от одного месяца до полугода.

Сколько стоит строительство домов с применением 3д-принтера

Указать стоимость строительства здания с использованием 3д-принтера невозможно, поскольку он позволяет строить здания любой конфигурации, создавать архитектурные элементы почти любой сложности, возводить стены любой толщины.

Для примера: себестоимость строительства небольшого, около 100 квадратных метров, типового дачного домика составляет всего 2,5-3,5 тысячи долларов. Себестоимость такого дома с дверями, окнами, кровлей, коммуникациями, с внешней и внутренней отделкой – порядка 8-10 тыс. долларов. Аналогичное строение из кирпича обойдется как минимум в два раза дороже. Продать напечатанный дом с полной отделкой можно за 16-25 тыс. долларов.

Столь низкую стоимость строительства обеспечивают невысокие цены на материалы и предельно точное их дозирование, а также высокое качество строительства: печать не дает каких-либо отклонений по углам, и впоследствии не приходится ничего «дорабатывать» – все стены, проемы для дверей и окон практически идеально ровные, щелей также нет – стена получается монолитной.

Стоимость 3d-принтера для строительства

Пока что индустрия строительства домов с применением 3д-печати находится на начальном этапе своего развития, и оборудование производят немногие компании. Дешевле всего купить принтер производства Китая. Немногим дороже обойдутся продукты российской компании ЗАО «Спецавиа», которая базируется в Ярославле. По соотношению цены и качества они являются лучшими из представленных на рынке.

Модели строительных 3d-принтеров

Рассмотрим несколько моделей 3d-принтеров, предлагаемых компанией «Спецавиа»:

  • S-4063: это небольшое устройство используется для печати малых архитектурных форм, отдельных элементов для домов, бетонных конструкций площадью до 18-ти квадратных метров. Стоимость устройства: 8,5 тыс. долларов.
  • S-6045: устройство может использоваться для печати сложных конструкций размером до 12,6 квадратных метров. Стоимость устройства: 21 тыс. долларов.
  • S-1160: этот принтер позволяет печатать крупные конструкции и здания площадью до 280-ти квадратных метров. Стоимость устройства: 29 тысяч долларов.

Инвестиции и окупаемость

Приобретение печатного устройства и материалов обойдется примерно в 35 тысяч долларов. Еще не менее пяти тыс. долл. потребуется на зарплату рабочим и работы по завершению строительства после возведения бетонных конструкций.

При строительстве коттеджей и дачных домов себестоимостью до 10 тысяч долларов (срок строительства от двух до трех месяцев) и их продаже за 17-18 тысяч долл. чистая прибыль составит порядка трёх-четырёх тысяч долларов в месяц, с одного построенного дома.

Срок окупаемости бизнеса – до полутора лет.

Как видите, печать домов может быть очень выгодным бизнесом, тем более, что сегодня конкуренция в этой сфере все еще достаточно невысока.

Видео по теме:

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:

p-business.ru

3D-принтеры в строительстве – миф или реальность

разработки 3дВ настоящее время появилось много информации о 3D-принтерах, способных печатать объемные объекты. Но в нашей стране большая часть населения не воспринимает эти публикации всерьез. Возможно, это происходит потому, что мы хорошо осведомлены с какой черепашьей скоростью у нас внедряются новые разработки.

Но так происходит не во всем мире. Уже сейчас 3D-принтеры широко используются для печати отдельных объемных деталей для разных отраслей промышленности. И, конечно же, их возможности не могли пройти мимо архитекторов и строителей.

Высказанная впервые, идея печати готовых зданий практически всем показалась бредовой. Но как только начались работы в этом направлении и идея начала обретать материальное воплощение, степень скептицизма резко пошла на убыль.

Разработка новых технологий 3D-печати крупных объектов

трудности печатиРабота в этом направлении ведется сразу в нескольких странах6 Великобритании, США, Нидерландах.

Трудность печати крупных объектов заключается не столько в отсутствии оборудования, сколько в необходимости разработки соответствующих смесей, которые можно использовать для строительства т технологий, способных заменить традиционное строительство без потери прочности возводимых зданий.

На данный момент необходимо решить три основных задачи 3D- билдинга:

что необходимо решить

  1. Существующие модели 3D-принтеров в качестве строительного материала основном используют бетонную смесь, которая методом экструзии выкладывается горизонтально на ранее выложенный принтером слой.Пока нет такого 3D-принтера, который бы предусматривал самостоятельное автоматическое армирование конструкции. И, если укладку горизонтальной арматуры еще можно осуществить вручную, то о вертикальном армировании пока приходится только мечтать.Проблема в том, что как бы ни была хороша бетонная смесь, без арматуры построенная из нее конструкция долго не прослужит. Были идеи использовать для строительства вместо бетона АБС-пластик, который гораздо прочнее, но вопрос уперся в деньги – пластик примерно в 30 раз дороже бетона.
  2. При изготовлении бетонных конструкций традиционным способом для повышения прочности конструкций всегда используется метод виброусадки бетонной смеси, который позволяет удалить из тела конструкции пустоты, поры и воздух. В конечном итоге прочность конструкции во многом зависит от качества проведения этой процедуры.Технология же 3D-строительства не может использовать вибрацию как метод уплотнения бетонной смеси, так как в ней не предусмотрено использование опалубки. Если же повергать вибрации только что уложенную принтером бетонную смесь, то вся конструкция просто потеряет форму и расползется.
  3. Какой метод 3D-строительства вообще более целесообразен? Стоит ли ломать голову над тем, чтобы полностью автоматизировать все процессы, исключив человеческий труд?

В связи с этим предлагается 3 основных варианта, выгоду применения которых еще предстоит просчитать:

просчет выгоды

  • Супер-сложный 3D-билдер и один оператор, работающий с ним. Предположительный срок возведения дома – 1 день.
  • Сложный 3D-билдер и небольшая бригада работников (2-3 человека), которые решают несвойственные технике задачи (сложные формы здания, нестандартные решения стен и перекрытий). Предположительный срок постройки дома – 1-2 дня.
  • Более простой и недорогой 3D-билдер и довольно многочисленная бригада рабочих (5 – 10 человек), решающая все несвойственные ему задачи. Предположительный срок постройки дома 2 – 3 дня.

Использование технологии в разных странах

современные технологииВ настоящее время в различных странах множество инженеров пытаются решить все вышеизложенные проблемы. К примеру, ученые из британского университета Loughborough University создали уникальный по свойствам цементный состав, использование которого позволяет печатать изделия практически любых форм: кубических, выпуклых, изогнутых, креугольных.

Эта технология позволяет создавать как небольшие конструкции вроде строительных блоков , вазонов, скамеек, так и крупные строительные конструкции. Получившиеся бетонные фигуры легко поддаются необходимой корректирующей обработке и отделке.

Для увеличения прочности конструкции инженеры используют многослойную печать.

опыт разных странУченые из Южнокалифорнийского университета, вдохновленные британским опытом, предлагают создавать огромные принтеры для печати прямо на строительной площадке. Они создали проект под названием Contour Crafting, основой которого является использование просто громадного 3D-принтера, который будут собирать на строительной площадке и использовать не только для печати несущих конструкций, но и для создания канализации и электропроводки.

Если в Британии и Америке пока еще ведутся опыты, то шанхайская компания Shanghai WinSun уже создали и собрали собственный 3D-принтер гигантских размеров (150*10 м), с помощью которого можно создавать здания высотой до 6 м.Строительным материалом здесь служит цемент, смешанный со стекловолокном, выполняющим роль арматуры.

Правда, пока это оборудование используется для печати одноэтажных домов несложной формы. Причем строительство таких домиков обходится вполовину дешевле, чем построенных традиционным способом. Это позволит даже не слишком обеспеченным людям приобретать собственное жилье.

Производство строительных принтеров

Пока на рынке не слишком много производителей 3D-принтеров для строительства. Одним из них является компания из Словении BetAbram, которая уже производит 3 модели этого оборудования.

производство принтеровСтоимость самой бюджетной модели составляет 12000 евро, для дорогих моделей этот показатель составит более 20000 евро. Такой принтер, не смотря на свою небольшую высоту, может напечатать здание объемом до 144 куб м.Итальянская компания Wasp в данное время завершает работу над оборудованием, которое в качестве строительного материала будет использовать глину.

В нашей стране производством строительных принтеров занимается компания Спецавиа, которая предлагает пока 2 модели, с помощью которых можно сооружать дома размерами 1*7*3 м и 5*3,2*2,8 м.

Идеальная конструкция подобного принтера пока не создана, поэтому в разных странах постоянно ведутся работы в этом направлении. Создаются принтеры, способные использовать самое различное доступное сырье. Изучаются возможности использования оксида алюминия, керамики, стекла, что позволит печатать все необходимые для дома элементы.

Как еще используются 3D-принтеры в строительстве

дополнительное предназначениеНесмотря на привлекательность идеи печати дома целиком, не все компании считают это целесообразным. К примеру, в Нидерландах решили пойти другим путем и использовать возможности объемной печати для изготовления керамических кирпичей, названных PolyBricks.

При этом разработчики решили отказаться от использования для соединения кирпичей клеящих составов. Вместо этого за основу взяли столярные технологии соединения деталей между собой. В итоге строительные блоки имеют коническую форму и создаются таким образом, чтобы соединяющей силой являлась сила тяжести. Блоки проходят обжиг огнем, после чего их внешний вид напоминает глазурованный кирпич.

Возможность создания на принтере сложных и поистине уникальных по форме деталей, позволяет архитекторам не ограничивать свою фантазию наличием стандартных элементов и создавать необычные проекты.

Скоро ли в России будут печатать дома?

результаты в РоссииВ нашей стране разработка таких устройств пока ведется не особенно активно, но ученые работают над созданием собственных уникальных технологий.

К примеру, В Набережных Челнах создают установку, которая будет размещаться не над зданием, строя его снизу-вверх, и внутри него. Строительство несущих конструкций будет производиться роботом, печатающим не «под собой» а «вокруг себя». Закончив работу, он просто выедет из готового здания через созданный им же самим проем.

Купольная форма будущих построек позволит решить многие вопросы, касающиеся снижения расхода строительного материала и более равномерного распределения нагрузок.

сложности с материаламиВедется также и работа над изобретением новых строительных материалов. Одним из них будет смесь водостойкого гипсового вяжущего с измельченными отходами полимеров, картона, стекла и бумаги. Также в данный момент проходит испытания улучшенный стеклофибробетон, приспособленный для использования в строительных принтерах.

Как скоро в нашей стране начнут строить здания таким способом, сказать трудно. Думается, что сначала будут возводить простейшие небольшие конструкции или использовать объемные принтеры для создания блочных конструкций.

Сложность заключается еще и в том, что Россия является страной с довольно холодным климатом, поэтому при строительстве 3D-билдером придется решать гораздо больше задач, связанных с необходимостью утепления возводимых конструкций.

diskmag.ru

3D-принтер для строительства - архитектор Я.В.А.

Сегодня 3D печать вызывает самый живой интерес общественности. За достаточно короткий промежуток времени, прошедший с момента появления первых 3D-принтеров, люди научились печатать посуду, одежду, игрушки, расходные материалы для принтеров и сами принтеры, машины, и даже человеческие органы и ткани. Следующим шагом на пути развития технологии 3D-печати стала печать строительных конструкций и жилых домов.

Группа учёных под руководством доктора Сунгву Лима (Sungwoo Lim) из британского Университета Лафборо (Loughborough University) разрабатывает новые подходы к применению 3D-печати в строительстве. Проект финансируется из средств Исследовательского совета инженерных и физических наук (EPSRC) при Исследовательском центре по Инновациям в промышленности и строительстве Университета Лафборо.

Учёные, задействовав технологию 3D-печати и усовершенствованную формулу цемента, научились печатать как небольшие конструкции типа цветочниц, вазонов, лавочек и строительных блоков, так и полноразмерные конструкции для строительства. Новая технология обеспечивает полную свободу творчества при проектировании зданий, которые отныне могут иметь любые формы и линии: изогнутые, выпуклые, кубические, краеугольные и т.д. 

Не так давно исследователи продемонстрировали конструкцию под названием «Чудесная скамейка» размером 1х2х0,8 м. Прочность материала, изготовленного для печати 3D-скамейки, составила 95 % от прочности бетона. Фотография полученной конструкции представлена на рисунке 1.

3D-скамейка, напечатанная строительным 3D-принтером

Рис. 1. «Чудесная скамейка», напечатанная строительным 3D-принтером

Строительный 3D принтер в своей работе использует технологию экструдирования, при которой каждый новый слой строительного материала выдавливается из принтера поверх предыдущего слоя. О высоком разрешении печати в данном случае говорить не приходится, да это и не критично для строительства, так как бетон легко поддаётся последующей обработке и отделке. Зато 3D-печать позволяет получить уникальные бетонные формы без опалубки, существенно сократив при этом затраты живого труда и время сдачи объекта.

Чтобы конструкция получилась прочной и гладкой, учёные решили использовать вместо обычной печати многослойную. В результате была создана первая в мире пустотелая панель с двойными закруглёнными контурами. Учёные изготовили и другие конструкции, которые можно с успехом использовать для строительства (рисунок 2).

Пустотелая панель с двойными изогнутыми контурами

Рис. 2. Пустотелая панель с двойными изогнутыми контурами

Разработчики уверены, что технологии 3D-печати уготовано большое будущее. В ближайшее время планируется заменить 3-осную систему роботизированной руки на 7-осную, увеличив тем самым скорость печати, качество готовых конструкций и обеспечив возможность запечатывания больших объектов.

Ещё один проект, связанный с использованием строительных 3D-принтеров, разработала группа учёных из Южно-Калифорнийского университета под руководством профессора Берока Кошневиса (Behrokh Khoshnevis). Идея, положенная в основу проекта, проста и понятна. Авторы предлагают установить на строительную площадку гигантский 3D-принтер, подключив к нему компьютер с особым программным обеспечением. После этого остаётся лишь обеспечить непрерывную подачу на 3D-принтер бетона. По команде оператора 3D-принтер будет заливать фундамент будущего здания, формировать его стены. Бригаде строителей останется лишь контролировать процесс 3D-печати и укладывать плиты перекрытия на разных стадиях возведения здания.

Макет 3D-принтера для печати зданий и сооружений показан на рисунке 3.

Макет 3D-принтера

Рис. 3. Макет 3D-принтера для печати зданий и сооружений

Применение строительных 3D-принтеров повысит точность возведения зданий и многократно сократит сроки их сдачи. Автоматизация ручного труда позволит сократить численность строительных рабочих и минимизировать риск производственных травм.

Строительный 3D принтер для печати бетоном в сложенном состоянии

3D принтер для печати бетоном в сложенном состоянии

Строительный 3D принтер для печати бетоном 3D принтер для печати бетоном на строительной площадке

Строительный 3D принтер возводит строительные конструкции

3D принтер возводит из бетона строительные конструкции

Рис. 4. Визуализированная модель строительного 3D-принтера

Технология 3D-печати зданий и сооружений, предложенная  группой учёных из Южно-Калифорнийского университета, была названа Contour Crafting, она включает в себя огромный 3D-принтер, который устанавливается над местом строительства дома. Принтер возводит стены, накладывая друг на друга многочисленные слои бетона, на ходу добавляя проводку и сантехнику. В итоге получается готовое здание, только без дверей и окон. Принтер может также красить стены и укладывать плитку. Таким образом, принтер способен выполнить до 90 % операций, связанных с возвещением зданий.

А вот так работает прототип 3D-принтера для печати бетоном (рисунок 5).

Строительный 3D-принтер печатает бетоном строительную конструкциюСтроительный 3D-принтер печатает бетоном строительную конструкцию

Строительный 3D-принтер печатает бетоном строительную конструкциюСтроительный 3D-принтер печатает бетоном строительную конструкцию

Рис. 5. 3D принтер печатает бетоном строительную конструкцию

3D-принтер с системой Contour Crafting был разработан специально для строительства бюджетного жилья. Однако со временем он может быть модифицирован для строительства более дорогого жилья класса «Люкс», а также для более объёмных нежилых помещений.

На данном этапе развития технологии 3D-печати планируется строить дома общей площадью до 230 кв.м не более чем за 20 часов.

Применение 3D-принтеров в строительстве позволит отойти от традиционных форм зданий и создавать дома неправильной формы, с изогнутыми контурами и линиями (рисунок 6).

Дом, который можно напечатать при помощи 3D-принтера

Рис. 6. Дом с изогнутыми линиями, который можно напечатать при помощи 3D-принтера

При помощи 3D-печати можно возводить роскошные креативные дома с уникальными элементами конструкций. Представьте себе нечто эстетически совершенное и при этом выстроенное всего за несколько часов без потенциальной опасности для строителей.

3D печать бетоном будет также полезна для строительства домов в местностях, пострадавших от стихийных бедствий, в бедных развивающихся странах и во всех других случаях, когда требуется за короткое время обеспечить жильём большое количество людей.

В настоящее время концепция строительства зданий при помощи 3D-принтеров уже заинтересовала несколько крупных строительных компаний, которые готовы использовать данную технологию на практике. Нет никаких сомнений, что в ближайшем будущем использование 3D-принтеров в строительстве станет реальностью. По самым смелым замыслам 3D-принтеры можно будет использовать не только для строительства небольших коттеджей, но и для возведения небоскрёбов.

www.freeapx.com

Строительные 3d принтеры, технология 3d печати домов, строительство зданий, строений, сооружений

 3d печать постепенно входит во все сферы нашей жизни. В Москве напечатали на строительном 3d принтере жилой дом площадью 38 км.м за 20 часов. Материал применяемый для строительной 3d печати — цементная смесь с добавками фибры (полимерное, стеклянное, полиэфирное волокно), так же в разработке полимер бетон. В этой статье подробно рассмотрим как работают строительные 3d принтеры, программы для 3d печати при возведении домов, различных зданий и сооружений.

Строительные 3d принтеры пытаются использовать уже достаточно давно, прогнозируется что в течение 5 лет, применение 3d печати может координально изменить строительную отрасль. Произойдет настоящая революция, в результате которой низкоквалифицированный труд строителей и рабочих будет сведен к минимуму их место займут машины с числовым программным управлением — строительные 3d принтеры. 

 Технология 3d строительства ничем не отличается от самого популярного способа 3d печати методом экструзии расплавленным пластиком — FDM, разве что сопло гораздо большего диаметра — около 50 мм, а вместо пластика самоотверждающийся композитный материал на основе цемента и армирующих добавок — фибро волокна, полимеров и т.д. Простыми словами экструдер укладывает бетон по заданной траектории. Фактически задача принтера сформировать стены заданной геометрической формы, а затем в полости заливается бетон и закладывается арматура. Надежный фундамент и крышу проще пока делать традиционными способами.

 Сначала необходимо составить проект, учесть все строительные нюансы, пожелания клиента, точно рассчитать нагрузки. Пожалуй это самый ответственный этап, т.к. от него зависит прочность и надежность будущего сооружения. Затем создать 3d модель строения, слайсером сформировать gcode и отправить на печать. Поверхность предварительно должна быть подготовлена и выровнена относительно горизонтали, в противном случае фундамент, т.е. основу будущего строения должным образом уложить не получиться. В случае с большими зданиями понадобиться свайный фундамент с заглублением.

 Многочисленные испытания уже доказали, что такие материалы могут обеспечить достаточную несущую способность, морозостойкость и сопротивление паропроницаемости. Не менее важный параметр цементной смеси — это пластичность, она влияет не только на качественное заполнение сооружения, но и обеспечение соблюдения точности сложных геометрических форм. На этапе 3d моделирования необходимо учесть где будут проложены коммуникации и армирующие элементы.

В зависимости от конструкции здания, а также для большей надежности в процессе формирования стен закладывают железную или стеклопластиковую арматуру, для фундамента это обязательное условие. Горизонтальная арматура укладывается во время 3d печати, вертикальность армируется в полостях и заливается бетоном. В качестве заливки так же можно использовать газобетон, пенобетон, различные засыпные и жидкие утеплители, для улучшения теплоизоляционных св-в.

 В местах с холодным климатом, стены необходимо спроектировать таким образом, что бы можно было в дальнейшем заложить утеплитель.

Для отделки стен используют финишную штукатурку, но в случае если принтер печатает с высокой точностью, этот этап можно исключить — сразу покраска, обои или то что душа пожелает.

 Примеры возведения зданий с помощью 3d печати можно посмотреть на видео:

 3d печать опалубки и стен:

 3d печать несъемной опалубки фундамента:

 Если вы сомневаетесь что стены напечатанные на строительном 3d принтере недостаточно прочны, предлагаем посмотреть ниже приведенный ролик:

 На таких принтерах можно изготавливать не только дешевые дома, здания, строения и сооружения любой геометрической сложности, но и различные декоративные элементы, плитку, бассейны, статуи, камины и многое другое.

В заключении:

getfab.ru


Смотрите также