3D technológiák az építőiparban.  Építőrobotok csapatmunkája.  A fejlesztők azt mondják, hogy a nyomtató használható

3D technológiák az építőiparban. Építőrobotok csapatmunkája. A fejlesztők azt mondják, hogy a nyomtató használható

A 3D nyomtató egy olyan eszköz, amely digitális 3D modell alapján háromdimenziós terméket hoz létre. A számítógépről származó fájl a csatlakoztatott 3D nyomtatóra kerül, amely fogyóeszközökből állítja elő a terméket. A nyomtatási folyamat egy ismétlődő ciklus anyagrétegek egymásra helyezésével. Anyagként műanyag cérna, fotopolimer gyanták, kerámiapor, fémagyag használható.

3D konstrukció: jellemzők és költségek

Van egy speciális eszköztípus - építőipari 3D nyomtatók. Ez a kész modell szerinti házak építésének módja sokszor gyorsabb, mint a kézi építés, és a költségek megfizethető határokon belül maradnak. A 3D nyomtatót házépítés során is használhatja, hogy pontosan másoljon egy tipikus architektúrát, akár centiméteres pontossággal.

Az építőipari 3D nyomtatók lehetővé teszik a kézi munka minimalizálását, de nem tudják átvenni az összes folyamatot. Például a nyomtató nem tudja kinyomtatni a tetőt, jobb, ha kézzel kezeli a tetőt. A 3D-s építés a már leírt elv szerint történik, csak sokkal nagyobb léptékben és más anyagok, például speciális cementhabarcs felhasználásával. Egy 3D nyomtató kész betontömböket „nyomtat ki” vele, a kívánt formára rétegezve.

A beton itt tintaként működik. Sőt, mint a valódi tinta a papírra, bármilyen formát meg tudnak rajzolni. Néhány óra alatt 6 méter magas épületszerkezet felállítására alkalmas egy 3D nyomtató, amely lehetővé teszi az automatizált építkezést.

A 3D nyomtató előnyei, és helyettesítheti-e a betonkeverőt

A hagyományos építési módokhoz képest az épületek 3D-s nyomtatásának számos olyan előnye lehet, amelyet a közeljövőben alternatívaként érdemes fontolóra venni.

  • Nincs szükség betonzsaluzatra, ami jelentősen csökkenti az építési időt és pénzt.
  • Az építési folyamat során a házasság és a késések kizárva. Az autó nem fárad el, nem hackel és nem megy "füstszünetekre".
  • Megtakarítás a tömeges építésben. Természetesen a 3D-s házépítés nem olcsó. A 3D nyomtató költségvetési modelljének költsége 12 000 és 20 000 dollár között van. De nagyszabású építkezéssel vagy több épület megépítésével a projektben ez már sokkal olcsóbb lesz, mint a munkások fizikai munkája.
  • Kiválóan alkalmas kis építészeti objektumok építésére. Például a városi parkokban már 3D nyomtatón készült szerkezeteket telepítenek (gyönyörű modellek-híres épületek másolatai).

Manapság a 3D-s építkezést tartják a legígéretesebb alternatívának a kézi munka mellett. Ennek ellenére a berendezés még nem olyan népszerű, és sokan még mindig szívesebben dolgoznak kézzel. Most megnézzük, miért van ez így.

A 3D építőipari nyomtatók hátrányai

Úgy tűnik, semmi sem akadályozza meg a fejlesztőket abban, hogy építőipari 3D nyomtatókat vásároljanak és elkezdjék az építkezést, de ez csak a jövőben lehetséges. A mai napig ennek a fajta munkának számos hátránya van.

  • Normál működés csak meleg éghajlaton, 15 Celsius fokos hőmérsékleten.
  • Példák hiánya nagy épületek építésére. Egyelőre csak kis épületek, szabványos modellek és házak vannak. A gyártók azt állítják, hogy a technológia lehetővé teszi az épületek építését, beleértve a nagyokat is, nagy bonyolultságú tervezéssel. De ez csak a jövőben.
  • A hosszú távú működésre vonatkozó példák hiánya. Az első üzembe helyezett épület - egy ház Dubaiban - csak 2013-ban épült. Természetesen nincs okunk azt állítani, hogy 150 évig nem áll tétlenül az épület (az építő cég szerint), de ez még nem mondható biztosan.
  • A jogi és szabályozási keret hiánya. Oroszországban a 3D-s építkezés semmilyen módon nem szabályozott.

A haladás nem áll meg. Valószínűleg javulni fog a 3D-s építés, és idővel teljes területeket építünk majd 3D nyomtatóval.

A minket körülvevő valóság fantasztikus gyorsasággal töltődik fel a technológia különböző területein felfedezett új felfedezésekkel, és benőtt az új technológiák. Közöttük - 3D technológia, amely alig másfél évtized alatt szilárdan belépett a mérnöki és orvostudományba, az élelmiszeriparba, valamint a csúcsdivat, az építészet, sőt az építőipar világába is.

Házi nyomtatási technológia

A 2000-es évek óta különböző tudóscsoportok próbáltak 3D nyomtatót használni lakóépületek építéséhez.

Házak nyomtatására használják építési objektum felépítésének réteges módszere. Ehhez maga a nyomtató az építkezés közepén található - egy óriási eszköz, amely speciális sínek mentén mozoghat az épülő objektum körül. Az építőipari nyomtató magassága általában magasabb, mint az épülő épület magassága. Például egy körülbelül 10 m széles és 150 m hosszú készülék néhány óra alatt felállítja egy 6 m magas épület dobozát.

A "patronok" neki vannak speciális összetételű betonkeverék.Úgy jön ki a nyomtató fúvókájából, mint a fogkrémet egy tubusból. A számítógépes program szerint szállított beton "tinta" rétegenként egy adott szerkezetet alkot. A fedőrétegek nyomása miatt az alsó rétegek fokozatosan tömörödnek, megszerezve a szükséges szilárdságot. A falvastagság általában 30 cm, a rétegmagasság pedig 10 cm.

A nyomtató fokozatosan építi az alapot, rakja le a falakat, építi a keretet. Ebben a szakaszban a dolgozók feladatai csak a megoldás ellátásának ellenőrzésére korlátozódnak. A kézi munka pedig az ajtók és ablakok beszereléséből áll az előkészített nyílásokba, a tető felállításából és a kommunikáció lefektetéséből.

A rétegenkénti hegesztésnél használt cementkompozíció lehetővé teszi bármilyen alakú, íves és köbös építőelemek készítését. Az üvegszál cementhez való hozzáadása pedig nagyon tartós szerkezetek előállítását teszi lehetővé.

A 3D-s szerkesztés javításának módjai

A 3D építési technológiát folyamatosan fejlesztik. Vannak már ilyen projektek otthoni nyomtatás a vezetékekkel és vízvezetékekkel együtt. Eddig magáról az épületdoboz felépítéséről volt szó. Azonban sikerült feltalálni egy polimert, amelyet sikeresen használnak belső válaszfalak nyomtatására és belső dekorációra.

Az építőipari nyomtatók használatát a különböző országokban eltérően közelítik meg. Mondjuk Hollandiában nem otthon, hanem egyedi téglákat nyomtatnak. Alakjuk olyan, hogy egyetlen gravitációnak köszönhetően nagyon erős szerkezeteket alkotnak ragasztóanyag nélkül.

A nyomtatott építési technológia még mindig a tesztelési szakaszon megy keresztül, hiszen nem mentes a hiányosságoktól. Ezek közé tartozik a különféle kommunikációs eszközök felszerelési nehézségei, az otthoni nyomtatók lenyűgöző mérete és magas költsége, valamint az ilyen épületek hosszú távú működése során fellépő repedésektől való félelem. Az építőipari cégek eddig elsősorban földszintes házak, garázsok, pavilonok stb. építése mellett döntöttek.

2014-ben kínai építők egy kis falu (10 kis ház) nyomdáiba merészkedtek. Az erősség érdekében üvegszálat használtak erősítő anyagként. Erősségüket heves esőzések, szél és csípős fagyok teszik próbára. Nincsenek lakóik.

Egy évvel később 3D nyomtató segítségével befejezték egy ötemeletes lakóépület építését.

Maga a technológia jelentős munkaerő- és anyagmegtakarítást biztosít. Az építkezés sebessége pedig olyan, hogy már egy nap alatt "nyomtathat" egy kis házat. Ezenkívül az óhatatlanul megjelenő építési törmeléket hozzáadják a betonhoz, ezáltal megtisztítják az építkezést.

Építőrobotok csapatmunkája

A teljesen elképesztő újdonságok közé tartozik egy csapat háromdimenziós robot (Minibulder), amely különféle méretű épülettárgyakat képes nyomtatni.

A robotok építési "kollektívája" több modellből áll. Mindegyikük bizonyos funkciókat lát el, összehangolva a cselekvéseket egymással. Az egész csapatot egy központi számítógép irányítja. A robotok – az előadók különféle érzékelőkkel és olyan rendszerrel vannak felszerelve, amely adatátvitelt biztosít a vezérlő számítógéphez. A kapott információkat elemezve feladatokat állít fel az egyes robotok számára. A modellek „kötelezettségei” a következőképpen oszlanak meg:

  • Az első robot folyékony cementet szállít "kollégáinak".
  • A második képezi az alapot.
  • A harmadik - falakat nyomtat (felállít), azonnal megszárítja a betont, áthidalókat és mennyezeteket képez.
  • A befejező munka funkcióját negyedik "testvérük" látja el. Vákuumos tapadókorongokra közvetlenül a falra szerelve gipszet hord fel és kisimítja az egyenetlenségeket. Ezeknek az építőrobotoknak a mérete nem haladja meg a 42 cm-t A Kercsi-szoroson átívelő híd teljesen egyedi megépítését megelőzte annak 1:50 méretarányú, nyomtatóra nyomtatott kicsinyített másolatának elkészítése. Ő volt az, aki sikeresen átment minden teszten a szélcsatornában.
  • Oroszországban saját 3D nyomtatókat gyártanak, amelyek különböző technológiát használnak az építőiparban.

Nehéz előre látni, hogy az építőiparban milyen újításokra kell számítani a jövőben. Valószínű, hogy a közeljövőben ezt a technológiát nemcsak a Földön, hanem a Hold felszínén is sikeresen használják majd épületek építésénél.

Ha ez az üzenet hasznos volt számodra, szívesen látlak

Az építőipar és a számítástechnika között az évek során kialakult a kapcsolat, melynek előnyei ma már nyilvánvalóak a különböző területek szakemberei számára. Főleg virtuális modellező eszközöket használnak, amelyek lehetővé teszik az építészeti és tervezési projektek nagy pontosságú kidolgozását. De az új technológiákban rejlő lehetőségek nem korlátozódnak erre. Nem is olyan régen elkezdődött a 3D nyomtatók népszerűsítése, amelyek virtuális komponensekkel azonos tervezési megoldások alapján működnek. A koncepció folytatása egy építőipari 3D nyomtató volt. Oroszországban Andrey Rudenko sajátítja el ezt az ötletet, gyors módot kínálva falak és egyes mérnöki szerkezetek építésére. Hasonló technológiák fejlődnek Kínában, Hollandiában és az USA-ban is.

Általános technológiai folyamat

Általában a folyamat megismétli a hagyományos konstrukciót. A munka az épület általános koncepciójának kidolgozásával, a tervezési megoldás kidolgozásával és az anyagok kiválasztásával kezdődik. Az építkezés kezdeti szakaszaiban számítógépes szimulációt is alkalmazhatnak – mindenesetre a közvetlen telepítési tevékenységek a számítógépek erejével járnak.

Ezután betonkeveréket képeznek, amely alapján a falakat lefektetik. Valójában az építőipari nyomtatók első modelljei csak egyszerű falszerkezet-lerakási feladatokat tudtak elvégezni. A modern eszközök nemcsak a különféle konfigurációjú szerkezetek elrendezését teszik lehetővé, hanem az építési szakaszok szigetelési és homlokzati munkákkal történő kiegészítését is. Természetesen még nem beszélünk teljes értékű kész objektumok építéséről, azonban a berendezésgyártók az utófeldolgozást nem igénylő kivitelezés ötletére törekednek.

Építési technika

Technológiai szempontból ez a módszer hasonló a hagyományos 3D nyomtatók működéséhez. Csak a hagyományos változatban állítólag speciális, műanyag és polimer alapú tömegekből kis méretű tárgyakat formál. Az építőipari járművek esetében két alapvető különbség van. Először is a nyomtató méretei. A technológiai folyamat kivitelétől és jellemzőitől függően méretében teherautódarunak és kisteherautónak egyaránt megfelelhet. Másodszor, egy építőipari 3D nyomtató betonhabarcsot használ munkamasszaként. A keveréket egy speciális extruderen keresztül is táplálják, amely automatikus üzemmódban működik.

A műveletek nagy pontosságát egyébként pontosan a nyomtatófej pontos pozicionálása határozza meg. Így lehetséges az alapozás, a falak, a mennyezet, a lépcsők és egyéb szerkezetek lerakása. A nyomtató típusától függően kis nyílások, műszaki lyukak és kommunikációs fülkék készíthetők. Egyes esetekben az építőipari 3D nyomtató lehetővé teszi speciális lyukak létrehozását a merevítőrudak további bevezetéséhez.

A kínai 3D konstrukció jellemzői

A kínai fejlesztők úttörők ebben az építési irányban. Olyan technológiát készítettek, amely szerint egy nap alatt fel lehet építeni egy házat. A másik dolog az, hogy az épület költségvetési lesz, és az olcsó lakhatás ebben a kategóriában rejlő hátrányaival. Ebben az esetben nem csak betonkeveréket használnak az épülettömeg alapjául, hanem környezetbarát ipari hulladékot is. Ez a döntés az eljárás költségeinek csökkentésére irányuló vágynak köszönhető.

Ezenkívül a kínai technológia szerint előírja az üvegszál felvételét a tömeg fő összetételébe. Ez jelentősen javítja az eredmény minőségét, mivel a könnyű kompozit erősítés nemcsak számos szilárdsági mutatót és súlyt tekintve felülmúlja a hagyományos fémet, hanem leegyszerűsíti a beépítési folyamatot is. Ráadásul egy nyomtató esetében magában a masszában zúzott üvegszálat használnak, ami kiküszöböli azokat a tervezési hibákat, amelyek akkor keletkeznek, amikor a kész nyílásokba fémerősítést vezetnek be.

Holland technológia

A holland mérnökök számos más utat keresnek az építőipari nyomtató koncepciójának továbbfejlesztése érdekében. Nem a keverékek lerakására, hanem az építőanyagok és szerkezetek gyártására összpontosítanak. A kerámia tégla gyártása, amelyet extruderrel állítanak elő salaktömb tömegéből, meglehetősen sikeressé vált.

Az alacsony nyersanyagköltség és magának az anyagnak a minimális előállítási költsége ezt a technológiát pénzügyileg indokolttá teszi. De a házak építésének folyamata nem maradt észrevétlen. A tény az, hogy a házépítéshez használt 3D nyomtató kúpos alakú blokkokat állít elő, így a dolgozóknak nem kell kötőanyag-keverékeket használniuk. Egyes cégek az épületek keretszerkezetét is elsajátítják. Ebben az esetben a nyomtató teljes értékű rögzítőpaneleket nyomtat, amelyekből később házkészletek készülnek.

Nyomtatók sorozatgyártása

Az építőipari nyomdák alkotói egyelőre nem merik teljes mértékben bemutatni termékeiket a piacon.

Bár ilyen próbálkozások biztosan léteznek. Elég csak a BetAbram modellt és a SpetsAvia hazai fejlesztéseit említeni. Ugyanakkor a fogyasztók széles köre számára elérhető eszközök két osztályba sorolhatók. Ez egy nagyméretű építési 3D nyomtató, amelynek méretét tekintve gyakorlatilag nincs korlátozás a tipikus épületek építésére, valamint a sínkomplexumokban lévő kis eszközökre. A második lehetőség a pénzügyek szempontjából megfizethetőbb, és lehetővé teszi a tervezés megváltoztatását az építési feladatok követelményeitől függően.

További opcionális

A klasszikus értelemben vett építési folyamat számos művelet végrehajtását foglalja magában. Ez nem csak a falak lerakását, válaszfalak beépítését és a tető alatti szerkezetek beépítését jelenti, hanem homlokzati munkákat, nyílások elrendezését is. A házépítéshez használt 3D nyomtató szinte minden modern verziójában lehetőség van betonkeverék lerakására. Más műveletekhez azonban a gyártók kiegészítő eszközöket biztosítanak. Például az ugyanazon a tetőn végzett szerelési tevékenységekhez hidraulikus emelőt kínálnak, a befejező munkákhoz pedig nagynyomású mosó használható.

Egyes verziókban biztosított, és javítja a berendezés alapvető képességeit. Például egy habarcskeverő megkíméli a felhasználót a betonkeverék önálló előkészítésétől. Rajta létrehozhatja az optimális tömeget a technológia által biztosított jellemzőkkel. A házak nyomtatóval történő építése szintén speciális tápegységet igényel. Ennek a résznek a megszervezéséhez a fejlesztők bevezető vezetékeket és elektromos tápszekrényeket kínálnak.

Az építőipari nyomtatók előnyei

Az új technológiára építkezést csak egyes irányokban célszerű alkalmazni. Különösen a monolitikus szerkezetek fektetésekor figyelhető meg a kiváló minőség. Például egy alapozó létrehozása sebességében és teljesítményében észrevehetően felülmúlja a hagyományos technikákat. Külön fejlesztések vonatkoznak kifejezetten a betontömeg vibrokompressziójának cseréjére, mivel az építés automatizálása az esztrich precíz rétegenkénti kialakításával kiküszöböli a légüregek képződését. Általában véve az ilyen nyomtatók felgyorsítják a folyamatot, és optimalizálják azt, ami vonzza a nagyvállalatokat.

Az építőipari nyomtatók hátrányai

Az építőipari nyomdaberendezések még a modern verziókban sem képesek a telepítési és javítási műveletek teljes ciklusát biztosítani. Annak ellenére, hogy a gyártók és a technológusok arra törekednek, hogy közelebb hozzák az utólagos építkezések szükségességének megszüntetését, ez az elképzelés még mindig nagyon távol áll. Ráadásul a gyakorlat azt mutatja, hogy jelenlegi formájában a technológia (házépítés 3D nyomtatással) veszít a képzett kézi munkaerővel szemben. Az esztrich kivitelezését nem kevésbé minőségileg egy tapasztalt építőcsapat végzi. Ez vonatkozik a hagyományos falazott falakra is. A sebesség és a pontosság tekintetében azonban továbbra is a nyomtató nyer.

Ár kérdése

Az egyik fő tényező, amely akadályozza az ilyen technológia elterjedését, a költségek. A speciális területeken mégis jelentős kereslet mutatkozik az építőipari 3D nyomtatókra. A belépő szintű soros berendezések ára körülbelül 700-800 ezer rubel. Ennél az összegnél korlátozott funkcionalitásra számíthat, ami azonban elegendő a jó minőségű betonbevonatokhoz, falak és alapok kialakításához. Az ilyen eszközök bonyolult technológiai műveleteket nem húznak.

Nagyon elterjedtek azok az egységek, amelyek képesek teljesen vázas házalapot építeni, de nem is olcsók. Általános szabály, hogy ez egy masszív építésű 3D nyomtató, amelynek átlagos ára 2-3 millió forint, ugyanakkor figyelembe kell venni, hogy speciális anyagokra lesz szükség munkakeverékek formájában - szintén inkább. magas árak.

Következtetés

Az összes hiányosság mellett a szakértők megjegyzik az építési technológiák ezen területének kilátásait. Jelenleg még korai lenne arról beszélni, hogy gazdaságilag megvalósítható-e az ilyen fejlesztések piaci bevezetése a kereskedelmi siker reményében. És nem csak az a lényeg, hogy egy építőipari 3D nyomtató drága, és csak az egyedi munkákban mutatja meg a legjobb tulajdonságait. Általános szabály, hogy az ilyen berendezések képességei nem versenyképesek a hagyományos kézi teljesítményhez képest. Az egyetlen nyilvánvaló előny, amely indokolja egy ilyen technika alkalmazását, a nagy építési sebesség. Ez a terület azonban ismét csak néhány éve fejlődik, és lehetséges, hogy a közeljövőben a fejlesztők új lépést tesznek az építőipari nyomtatás népszerűsítésében.

A 3D nyomtató háromdimenziós fizikai modellek nyomtatására szolgáló eszköz. Más szóval, ez egy olyan eszköz, amely fizikai objektumokat hoz létre rétegek egymás utáni felhordásával. Természetesen ma senkit nem fogsz meglepni ilyen technológiákkal. Ez a terület azonban aktívan fejlődik, és minden évben új, lenyűgöző nyomtatók születnek hihetetlen képességekkel. Például egy 3D nyomtató életnagyságú házak építéséhez.

Természetesen az ilyen nyomtatók lenyűgöző méretűek és magasak. Különféle építőanyagokkal dolgoznak, mint például cement, gipsz és mások. Jelenleg egy építőipari 3D nyomtató fejlesztés alatt áll, a jelenleg elérhető modellek pedig kísérleti modellek. Ennek ellenére azonban az ilyen eszközöknek meglehetősen nagy kilátásai vannak.

1. Mi az építőipari 3D nyomtató

Az építőipari 3D nyomtató semmiben sem különbözik a hagyományos 3D nyomtatóktól. A különbség csak a felhasznált anyagokban van, és természetesen a méretben. Hiszen egy életnagyságú épület létrehozásához a nyomtatónak egyszerűen hatalmasnak kell lennie. Ebben rejlik a nehézség.

A 3D nyomtatók modern modelljei az épület mindkét oldalán síneken vannak elhelyezve. A mai napig a nyomtatófej maximális magassága eléri a 6 métert, ami megegyezik egy közönséges kétszintes ház magasságával. A nyomtató szállításához speciális traktor szükséges, az alkalmazás helyén pedig egy daru szükséges a sínekre szereléshez.

Érdemes megjegyezni, hogy egy épület építési 3D nyomtatóval történő felépítéséhez mindenekelőtt elő kell készíteni a területet, ki kell önteni a leendő épület alapjait és el kell szintezni a környező területet, hogy maga a nyomtató ugyanolyan egyenletesen álljon, mint lehetséges. Csak ezután telepítheti magát a nyomtatót. A készülék azonban ezután sem képes önállóan működni. Az építkezéshez továbbra is speciálisan képzett és tapasztalt emberekre van szükség, akik irányítani fogják a teljes folyamatot. Ezenkívül az építkezéshez hatalmas mennyiségű habarcsra lesz szükség, amelyet speciális betonkeverő teherautók szállítanak.

Az egész folyamat sok időt, erőfeszítést és anyagiakat igényel. Ez azonban még mindig jövedelmezőbb, mint a hagyományos módszerekkel való házépítés. Ráadásul a ház 3D nyomtatón történő nyomtatásának teljes folyamata sokkal kevesebb időt vesz igénybe, mint a szokásos módon történő építés.

1.1. Építőipari 3D nyomtató jellemzői

Az építőipari 3D nyomtató fő jellemzője a feladat gyorsasága. Ezen kívül az elvégzett munka pontossága és tisztasága. Végtére is, a nyomtató teljesen mentes az emberi tényezőtől, nem hibázik, és funkcióit teljesen pontosan végzi.

További jellemző, hogy a gépesített munkaerő sokkal olcsóbb, mint a több munkáscsapat kétkezi munkája. Így a 3D nyomtató már ma is képes helyettesíteni a kézi munkát. A 3D nyomtatón nyomtatott ház ugyanakkor rendkívül tartós, pontos és megbízható, hiszen a nyomtató szigorúan betartja a megállapított szabályokat.

2. Nyomdák 3D nyomtatón

Bár már léteznek olyan 3D nyomtatók, amelyek életnagyságú házakat tudnak létrehozni, a közelmúltig egy épületnek csak egy kis példányát lehetett 3D nyomtatással elkészíteni. A ma a mindennapi életben vagy az iparban használt hagyományos nyomtatók hatalmas építésű 3D nyomtatók prototípusai. Ez volt az első lépés a házépítési modellek kidolgozása felé.

3. Építőipari 3D nyomtató: Videó

A következő lépést a 3D nyomtatók jelentették, amelyek építőanyagokkal dolgoztak, de csak téglákat tudtak nyomtatni. Ezzel azonban még közelebb kerültünk egy modern házépítési eszköz kifejlesztéséhez. Manapság már van 3D nyomtatóra nyomtatott ház, és nem csak egy.

3.1. A 3D nyomtatott ház technológia előnyei

A modern 3D nyomtató a nyomdák számára a ma elérhető jövő. Az ilyen technológiák lehetővé teszik, hogy rekordidő alatt építsenek fel területeket, és néhány hónap alatt teljes utcákat és háztömböket hozzanak létre. Ugyanakkor az egész folyamat lényegesen kevesebb anyagi költséget igényel, mint a hagyományos módszerekkel történő építés.

Azt is érdemes megjegyezni, hogy a házat 3D nyomtatón nyomtatják olyan modern anyagok felhasználásával, mint a gyorsan száradó cement és így tovább. Ez viszont jelentősen felgyorsítja az építkezést, és rendkívül tartós és megbízható szerkezetek építését teszi lehetővé. Ezenkívül az építőipari nyomtatók egyes modelljei nemcsak betonépületek építésére, hanem minden szükséges kommunikáció - elektromos vezetékek, csővezetékek, gázcserék és így tovább - lefektetésére is képesek.

Jelenleg nagyon sok információ áll rendelkezésre a 3D-s objektumok nyomtatására alkalmas 3D nyomtatókról. De hazánkban a lakosság nagy része nem veszi komolyan ezeket a kiadványokat. Ennek talán az az oka, hogy jól ismerjük az új fejlesztések csigatempóját.

De ez nem az egész világon így van. A 3D nyomtatókat már most is széles körben használják egyedi térfogati részek nyomtatására különböző iparágak számára. És természetesen képességeik nem múlhatták el az építészeket és az építőket.

Először kifejezve, a kész épületek nyomtatásának ötlete szinte mindenki számára őrültnek tűnt. De ahogy az ötlet kezdett ebben az irányban megvalósulni, a szkepticizmus mértéke meredeken alábbhagyott.

Új technológiák fejlesztése nagyméretű objektumok 3D nyomtatásához

Ez irányú munka egyszerre több országban is folyik6 Nagy-Britanniában, az USA-ban és Hollandiában.

A nagyméretű tárgyak nyomtatásának nehézsége nem annyira a felszerelés hiányában rejlik, hanem abban, hogy olyan megfelelő keverékeket kell kidolgozni, amelyek felhasználhatók olyan technológiák megépítésére, amelyek képesek anélkül, hogy elveszítenék az épülő épületek szilárdságát.

Jelenleg a 3D-s építkezés három fő feladatának megoldására van szükség:

  1. A 3D nyomtatók meglévő modelljei főként betonkeveréket használnak építőanyagként, amelyet vízszintesen fektetnek le a nyomtató által extrudálással korábban lefektetett rétegre.
    Egyelőre nincs olyan 3D-s nyomtató, amely önálló automatát biztosítana. És ha a vízszintes merevítés lerakása még kézzel is elvégezhető, akkor a függőleges megerősítésről csak álmodni lehet.
    A gond az, hogy bármennyire is jó a betonkeverék, vasalás nélkül nem bírja sokáig a belőle épített szerkezet. Voltak ötletek, hogy az építkezéshez beton helyett ABS-műanyagot használjanak, ami sokkal erősebb, de a probléma a pénzen nyugodott - a műanyag körülbelül 30-szor drágább, mint a beton.
  2. A betonszerkezetek hagyományos módon történő gyártásánál a szerkezetek szilárdságának növelése érdekében mindig a betonkeverék vibroszsugorításának módszerét alkalmazzák, amely lehetővé teszi az üregek, pórusok és levegő eltávolítását a szerkezet testéből. Végső soron a szerkezet szilárdsága nagyban függ az eljárás minőségétől.
    A 3D-s építés technológiája nem tudja használni a vibrációt a betonkeverék tömörítésére, mivel nem.
  3. Általában melyik 3D-s építési módszer a megfelelőbb? Megéri fejtörést okozni az összes folyamat teljes automatizálásán, kivéve az emberi munkát?

Ebben a tekintetben 3 fő lehetőséget javasolnak, amelyek előnyeit még ki kell számítani:

  • Szuperbonyolult 3D-s építő és egy kezelő dolgozik vele. A kivitelezés várható ideje 1 nap.
  • Komplex 3D-s építtető és kis létszámú (2-3 fős) csapat, akik technikától szokatlan problémákat oldanak meg (összetett épületformák, nem szabványos fal- és mennyezeti megoldások). ház építése - 1-2 nap.
  • Egy egyszerűbb és olcsóbb 3D-s építő és egy meglehetősen nagy csapat (5-10 fő) dolgozók, akik minden tőle szokatlan feladatot megoldanak. A becsült építési idő 2-3 nap.

A technológia alkalmazása a különböző országokban

Jelenleg számos országban sok mérnök próbálja megoldani a fenti problémákat. Például a Brit Loughborough Egyetem tudósai olyan egyedi tulajdonságokkal rendelkező cementkompozíciót hoztak létre, amelynek felhasználása lehetővé teszi szinte bármilyen alakú termék nyomtatását: köbös, domború, ívelt és téglalap alakú.

Ez a technológia lehetővé teszi kis szerkezetek, virágcserepek, padok és nagy épületszerkezetek létrehozását. A kapott konkrét alakzatok könnyen elvégezhetők a szükséges korrekciós feldolgozáson és kikészítésen.

A szerkezet szilárdságának növelése érdekében a mérnökök többrétegű nyomtatást alkalmaznak.

A Dél-Kaliforniai Egyetem tudósai a brit tapasztalatok alapján hatalmas nyomtatók létrehozását javasolják közvetlen nyomtatáshoz. Létrehozták a Contour Crafting nevű projektet, amely mindössze egy hatalmas 3D nyomtató használatán alapul, amelyet egy építkezésen szerelnek majd össze, és nem csak teherhordó szerkezetek nyomtatására, hanem csatornák és elektromos vezetékek létrehozására is használják.

Míg Nagy-Britanniában és Amerikában még folynak a kísérletek, a sanghaji Shanghai WinSun cég már elkészítette és összeállította saját óriási 3D nyomtatóját (150 * 10 m), amellyel akár 6 m magas épületeket is létrehozhat.
Az építőanyag itt üvegszállal kevert cement, amely megerősítésként működik.

Igaz, míg ezt a berendezést egyszerű formájú egyemeletes házak nyomtatására használják. Ráadásul az ilyen házak építése fele olcsóbb, mint a hagyományos módon építetteké. Ez lehetővé teszi még a nem túl gazdag emberek számára is, hogy saját lakást szerezzenek.

Építőipari nyomtatók gyártása

Egyelőre nem túl sok építőipari 3D nyomtató gyártó van a piacon. Az egyik a szlovén BetAbram cég, amely már 3 modellt gyárt ebből a berendezésből.

A leginkább költségvetési modell ára 12 000 euró, a drága modelleknél ez a szám több mint 20 000 euró. Egy ilyen nyomtató kis magassága ellenére akár 144 köbméter térfogatú épületet is képes nyomtatni.
Az olasz Wasp cég jelenleg agyagot használó berendezések fejlesztésén dolgozik.

Hazánkban a Spetsavia cég építőipari nyomtatók gyártásával foglalkozik, amely eddig 2 modellt kínál, amelyekkel 1 * 7 * 3 m és 5 * 3,2 * 2,8 m méretű házakat építhet.

Egy ilyen nyomtató ideális kialakítása még nem született meg, ezért a különböző országokban folyamatosan dolgoznak ebben az irányban. Olyan nyomtatókat hoznak létre, amelyek a legkülönfélébb nyersanyagokat tudják felhasználni. Vizsgálják az alumínium-oxid, kerámia, üveg felhasználási lehetőségeit, amelyek lehetővé teszik az otthonhoz szükséges összes elem nyomtatását.

Hogyan használják még a 3D nyomtatókat az építőiparban?

Míg az egész ház nyomtatásának ötlete vonzó, nem minden vállalat látja ezt életképes lehetőségnek. Hollandiában például úgy döntöttek, hogy a másik utat választják, és a 3D nyomtatás lehetőségeit használják fel PolyBricks nevű kerámiatéglák előállítására.

Ugyanakkor a fejlesztők úgy döntöttek, hogy elhagyják a ragasztók használatát a téglák összekötésére. Ehelyett az alkatrészek egymáshoz csatlakoztatására szolgáló ácsipari technológiákat vették alapul. Ennek eredményeként az építőelemek kúpos alakúak, és úgy jönnek létre, hogy az összekötő erő a gravitáció. A tömbök tűzzel égetettek, majd mázas téglák.

Az a képesség, hogy összetett és valóban egyedi alkatrészeket készítsen a nyomtatón, lehetővé teszi az építészek számára, hogy ne korlátozzák képzeletüket a szabványos elemek jelenlétére, és szokatlan projekteket készítsenek.

Oroszország hamarosan itthon nyomtat?

Hazánkban az ilyen eszközök fejlesztése még nem túl aktív, de a tudósok saját egyedi technológiáik létrehozásán dolgoznak.

Például Naberezhnye Chelnyben olyan installációt hoznak létre, amely nem az épület fölött lesz, alulról felfelé építve, hanem belül. A tartószerkezetek építését egy olyan robot végzi majd, amely nem „maga alatt”, hanem „maga körül” nyomtat. A munka befejeztével egyszerűen elhagyja a kész épületet az általa létrehozott nyíláson keresztül.

A kupola számos, az építőanyag-fogyasztás csökkentésével és a terhelés egyenletesebb elosztásával kapcsolatos kérdést megold majd.

Folyamatban van az új építőanyagok feltalálása is. Az egyik vízálló gipsz kötőanyag és zúzott hulladékpolimerek, kartonpapír, üveg és papír keveréke lesz. Emellett jelenleg egy továbbfejlesztett üvegszál-erősítésű betont is tesztelnek, amelyet építőipari nyomtatókban való használatra alakítottak ki.

Nehéz megmondani, hogy ily módon milyen hamar hazánkban. Úgy tűnik, eleinte a legegyszerűbb kis szerkezeteket fogják megépíteni, vagy térfogati nyomtatókat használnak blokkstruktúrák létrehozásához.

A nehézség abban is rejlik, hogy Oroszország meglehetősen hideg éghajlatú ország, így a 3D-s építtetővel történő építésnél sokkal több feladatot kell megoldani az épülő szerkezetek szigetelésének szükségességével kapcsolatban.