Ma nehéz megmondani, kinek jutott eszébe először egy házat 3D nyomtatóval nyomtatni, de az már most világos, hogy a közeljövőben a 3D nyomtatási technológia az építőipar szerves részévé válik.
A 2000-es évek elején több független tudóscsoport egyszerre kezdett kutatni a 3D nyomtatási technológia építőiparban történő alkalmazására.
A kínai, az Egyesült Államok, az Egyesült Királyság és Hollandia mérnökei keményen dolgoztak. Elképzelhető, hogy pár éven belül mindenki vásárolhat majd házépítéshez 3D nyomtatót a kiskereskedelmi piacon. Egyelőre ez csak találgatás.
Nézzük meg közelebbről a már elért eredményeket.
A Brit Loughborough Egyetem mérnökeinek egy csoportja Dr. Sungwu Lim vezetésével olyan egyedi cementösszetételt hozott létre, amely lehetővé teszi bármilyen alakú termék nyomtatását: domború, sarokköves, íves, köbös.
A kutatók felhagytak a lézeres szinterezési technológia és a digitális fényfeldolgozás használatával. Ehelyett egy kissé módosított fúziós technológiával tértek vissza a 3D nyomtatás eredetéhez.
A fejlett cementformula extrudálással kerül felhelyezésre, ami nagymértékben leegyszerűsíti az építési munkákat, mivel nincs szükség zsaluzásra. A kész betonfigurák könnyen beállíthatók és kivitelezhetők.
A brit mérnökök kísérletei nem maradtak észrevétlenül. Ötletük felkeltette a Dél-Kaliforniai Egyetem tudósainak élénk érdeklődését. Azt javasolták, hogy hatalmas 3D nyomtatókat használjanak közvetlenül az építkezéseken.
Jelenleg a Contour Crafting nevű projektet küldték el az amerikai szabadalmi hivatalhoz, ami alapján egy hatalmas nyomtató összeállítását tervezik, amivel komplett házakat nyomtathatnak: nem csak teherhordó falakat, hanem vezetékeket is a vízvezetékekkel együtt. .
A sanghaji cég, a Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co nem várta meg, hogy az amerikai tervezők összeállítsanak egy futurisztikus autót. Ehelyett vállalkozó szellemű mérnökök összeállították saját WinSun 3D nyomtatójukat, amely elsősorban méretével döbbent rá a világ közösségére.
A 150 méter hosszú és 10 méter széles készülék néhány óra alatt képes akár 6 méter magas épületet is kinyomtatni. A WinSun 3d építőipari nyomtató üvegszállal megerősített cementet használ "tintaként".
A cég találmányát már a gyakorlatba is átültette. Miközben olcsó, egyszerű földszintes lakhatásról beszélünk, a Shanghai WinSun-t elönt a lelkesedés. A tesztminták 50%-kal olcsóbban kerülnek a cégnek, mint a klasszikus építési módszerek alkalmazása.
Az igazság kedvéért érdemes megjegyezni, hogy nem csak Sanghajban jelentek meg olyan házak prototípusai, amelyek teherhordó falait nyomtatóval nyomtatják. Az Egyesült Államokban aktívan fejlődik egy magánprojekt lakóépületek építésére. Egy fiatal és ambiciózus mérnök, Andrey Rudenko vezeti.
A többiekkel ellentétben Andrey olyan nyomtató létrehozását tervezi, amely nem csak egy előkészített építkezésen, hanem dombos terepen is tud otthon nyomtatni. A projekt szerzője már jelentős eredményeket ért el erőfeszítéseiben, amint ezt a videó is bizonyítja:
Miközben a főprojekten javában zajlanak a munkálatok, Rudenko úgy döntött, hogy bemutatja a nagyközönségnek, mire képes az ő technológiájával összeállított nyomtató.
Ennek eredményeként egy kis ideiglenes kastély jelent meg Minnesotában, bizonyítva, hogy Andrey elképzeléseinek joga van megvalósítani:
A szlovén BetAbram cég megkezdte az építőipari nyomtatók tömeggyártását. A szlovén gyártó termékpalettája jelenleg három modellre korlátozódik - P1, P2 és P3.
A költségvetési modell költsége „csak” 12 000 euró lesz, míg a vonal zászlóshajóit 20 000 eurós áron adják majd el. Tekintettel arra, hogy a készülék teherhordó szerkezeteket tud nyomtatni, költsége teljes mértékben indokolt. De ami még fontosabb, bosszúval megtérül.
A cég állítása szerint a BetAbram P1 nyomtató egy 144 négyzetméteres betonépület zsaluzás nélküli nyomtatására képes. Figyelemre méltó, hogy a készülék magassága valamivel több, mint két méter.
Az állítható magasságú sínekre szerelt speciális platform gyorsan megemeli az extrudert a Z tengely mentén, miközben az X és Y tengely méretei korlátozottak (például P3 nyomtatónál 16 x 9 méter).
De mi a helyzet a belső falakkal? Az összes fent leírt technológia és találmány külső szerkezetek építésére irányul. De a 3D nyomtatási piacon voltak olyan cégek, amelyek komolyan gondolkodtak azon, hogy belülről rendezzék el az életteret.
Például az Emerging Objects feltalált egy sópolimert, amellyel olyan térelválasztókat nyomtathat, amelyek kecsesen vizsgálják a helyiséget. A Redwood City Pondból származó építőipari ragasztó és só kombinálásával a feltalálók olcsó, könnyű, vízálló, áttetsző anyagot hoztak létre.
Az Emerging Objects első projektje egy 3D-s nyomtatott ház volt, kódnéven 1.0. A szobák falai teljes egészében az újonnan feltalált Saltygloo anyagból készültek. Az eredmény egy nagyon szép, elegáns és elég erős ház, amely bármely üdülőterületet díszít.
Ronald Rael úgy döntött, nem áll meg itt. Nemrég az Emerging Objects vezetője bejelentette, hogy modern 3D nyomtatott anyagokból házat épít.
A belső falak, mint említettük, Saltygloo-ból készülnek, míg a külső falak Picoroco-ból, egy szabadalmaztatott tintából készülnek, amely cementkötésű polimer. Meg kell jegyezni, hogy minden épületelem ipari berendezésekre van nyomtatva.
Hollandia úgy döntött, hogy egy kicsit más utat választ. A Cornell Egyetem Sabin Design Lab kutatói úgy döntöttek, hogy a jelenlegi iparág nem áll készen arra, hogy egész házakat nyomtasson. Ehelyett a kerámiatéglák nyomtatására összpontosították erőfeszítéseiket.
A tudósok úgy döntöttek, hogy megkerülik a hagyományos munkaigényes építési módszereket azáltal, hogy a salaktömböket, a cementhabarcsot és a fizikai munkát a PolyBricks nevű termékre cserélik.
A Sabin Design szakemberei úgy döntöttek, hogy elhagyják a hagyományos ragasztókat. A többrétegű téglákat az építők által a fatermékek egymáshoz rögzítésére használt klasszikus ácstechnológiák figyelembevételével hozták létre. Más szóval, a téglablokkokat úgy tervezték meg, hogy a gravitáció összekapcsolja a szerkezet minden részletét.
A hordozóblokkok gyártásához modern ZCorp 510 por 3D nyomtatót használtak, amely teljes mértékben igazolta a funkcionalitását és kiváló nyomtatási minőséget mutatott.
A hadsereg a modern haladás motorja. Legalábbis sok tekintélyes tudós ezt gondolja. Mint ismeretes, az életünkben megjelent egyedi technológiák nagy részét „civil” védelmi ipari vállalkozásoknak adományoztuk.
A 3D-s építés azon ritka alkalmak közé tartozik, amikor a védelmi ipari vállalkozások eredeti, katonai célú polgári fejlesztések iránt érdeklődnek.
Az amerikai haditengerészet komoly érdeklődést mutatott a konkrét nyomtatási módszerek iránt. Az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa a védelmi osztályok támogatásával úgy döntött, hogy finanszírozza a Contour Crafting fejlesztését.
Ez csak egy dolgot jelent: a 3D nyomtatás az építőiparban határozottan megtalálta a helyét, és nagyon valószínű, hogy hamarosan az építőipar is a 3D nyomtatási technológia részévé válik, és nem fordítva!
Az Ön mérnöke a MosBuild 2016-nál
Berok Khoshnevis professzor, a Dél-Kaliforniai Egyetemről 2012-ben olyan 3D nyomtatót tervezett, amely lehetővé teszi kis épületszerkezetek és házak „nyomtatását” akár 2 emeletig. Az első próbaépítmények dekoratív célt szolgáltak, és a technológia hibakeresésére készültek. Az épület tervezett helyen tömörített törmelékre (alapozás nélkül) épült. Itt készültek a díszítőelemek, különálló részként, utólagos tartószerkezetre szereléssel.
A Khoshnevis találmánya egy nagyméretű manipulátor nyílra vagy manipulátorra szerelt extraktorral (extruderrel ellátott fúvóka), amelyen keresztül viszkózus beton állagot préselnek ki, és egyenletes rétegben helyezik el a munkafelületen. Rétegről rétegre, a program által meghatározott kontúrnak megfelelően fektetik le a szerkezet falait. Ezt a technológiát "kontúrépítésnek" (Contour Crafting) nevezték.
A nyomtatóval való munka megkezdéséhez habarcsot kell készíteni, amely cementet, üvegszálat és egyéb anyagokat tartalmaz. A 3D nyomtatás csak falszerkezetek építésére és egyedi díszítőelemek gyártására alkalmazható. Nyilvánvaló, hogy a szarufákat, tetőfedést, ajtó- és ablakkereteket külön építőcsapatoknak kell majd összeállítaniuk. A cement gyors kezdeti kötési ideje lehetővé teszi, hogy az alatta lévő rétegek súlya ne süllyedjen a lefektetettnél nagyobbra. A legfeljebb 300 négyzetméter alapterületű alacsony épületek építése általában 6-12 hónapig tart. Ugyanakkor minden munka kézzel történik, és minőségük teljes mértékben az emberi tényezőtől függ. A 3D technológia segítségével egy 200 négyzetméteres ház mindössze 24 óra alatt kinyomtatható. Az összes szükséges kommunikáció befejezését és lefektetését figyelembe véve az építkezés egy hónaptól hat hónapig tart. Természetesen ez ideális.
A modern extruderek kialakítása lehetővé teszi a falak "nyomtatását" különféle összetételű betonokkal, beleértve az 500-as osztályú cement alapú szabványos kompozíciókat, valamint ásványi adalékanyagokkal és üvegszálas keverékekkel. A nyomtatók alapcsomagja jellemzően három extruder nyomtatófejet tartalmaz, amelyeket különböző összetételű nyomtatáshoz terveztek. A nyomtatók kezelési útmutatójában vannak technológiai előírások a keverékre. A szoftverhez kész fájlok könyvtára tartozik a tájtervezés és az épületelemek különféle elemeivel. Az építkezésen habarcskeverőt és nagynyomású mosót is használnak. A dolgozóktól mindössze annyit kell tenni, hogy síneket szereljenek fel a leendő ház kerületére, és szereljenek fel egy 3D nyomtatót. A többit a manipulátor mozgását és a beton adagolását egy adott program szerint irányító számítógép végzi. 
Kínában egy építészeti cég WinSun Dekorációs Tervező Mérnöki Vállalat a sanghaji Qingpu kerületben 10 házat építettek napi 200 m2 területtel. Amerikai társaikhoz hasonlóan a kínai újítók is részletekben „nyomtatják ki” a házakat 3D nyomtatójukkal, majd egyetlen egésszé állítják össze. Anyagként a kínaiak újrahasznosított építési hulladékot és cementet használtak üvegszálas adalékokkal (betonerősítés). Sajnos a szerkezetek 3D nyomtatóval történő felállításakor nem lehet függőleges megerősítést beépíteni, ami megzavarja az extruder kívánt magasságban történő kezelését. A szerkezet integritása érdekében a betont meg kell erősíteni, különben megreped. Ezért Kínában a házakat üveg-műanyag hálóval erősítették meg. A használt nyomtató 152 m hosszú, 10 m széles és 6 m magas volt.
A szakértők egyetértenek abban, hogy ez a technológia keresletet fog találni alacsony költségvetésű házak építésére, elsősorban az alacsony jövedelmű családok számára. Egy modern építőipari nyomtató sebessége hét-tíz négyzetméter. méter percenként, Kínában pedig már vannak olyan nyomtatók, amelyek percenként több mint 50 m2 nyomtatásra képesek. Egy ilyen ház ára nyílászárókkal, tetővel, kommunikációval, külső és belső díszítéssel körülbelül 8-10 000 dollár. Egy hasonló téglaépület legalább kétszer annyiba kerül. A teljes felülettel ellátott nyomtatott ház eladási ára valahol: 16-25 ezer dollár vagy 1 650 000-2 000 000 rubel.
Természetesen a 3D-nyomtatás otthonépítő iparága gyerekcipőben jár, és kevés cég gyárt berendezést. Kínában gyártott nyomtató vásárlásának legolcsóbb módja. A BetAbram cég három nyomtatóból álló sorozatot fog kiadni zsaluzás nélküli nyomdák számára: 4x3m, 12x6m, 16x9m (egy 16x9-es nyomtató ára -44 000 dollár lesz). A Jaroszlavlban található orosz CJSC Spetsavia cég termékei drágábbak.
A "NIIZhB" alkalmazottai nem veszik figyelembe a szálerősítésű betonházak építését acél megerősítés nélkül. Még nem dolgoztak ki építési szabályzatot és szabályokat az új technológiákhoz.
Az "apis-cor" cég a szerkezetek falainak 3D technológiával történő felállításakor üvegszálas erősítést alkalmaz, amelynek szegmensei keresztirányban vannak az egymást követő rétegek között. A betonöntéssel történő teljes megerősítést csak az épülő épület első szalagjában (csapágyerősített öv) végezzük. Ennek az övnek a falai rögzített zsaluként működnek, amelyeket műanyag csövön átvezetett csapok tartják.
A nyomtató által felállított páncélövet betonnal öntik ki, melynek keményedési ideje több nap. A páncélozott öv felületére egy réteg vízszigetelő bitumenes szövetet visznek fel, és a 3D nyomtató elkezdi ráhelyezni a következő sorokat. A teherhordó falak kialakítása eltér a megerősített szalagtól. Itt a két fal között hullámos hidat nyomtat a nyomtató, a rétegek közé pedig üvegszerelvényeket raknak a munkások.
Még ha a 3D nyomtatás sokkal olcsóbb is lesz, mint a hagyományos dobozok építési módszerei, akkor is vannak bennem elrejtett kétségeim, hogy a mi orosz viszonyaink között minden olyan gördülékeny lesz, mint ahogy a gyártók pavilonos körülmények között, vagy az egyes épületek esetében a saját maguk által választott helyszínen demonstrálják. Ezzel a technológiával csak díszítőelemek vagy segédtárgyak készíthetők gond nélkül.
Ennek a technológiának az alapja egy speciális anyag - gyorskötésű reakciópor beton. A reakcióporos beton fontos jellemzője a nagy aggregátumok hiánya az üzemi paraméterek elvesztése nélkül. Itt olcsó betonfajták használhatók, mint például adalékanyagokkal (hiperplasztifikátorok, keményedésgyorsítók, rost) módosított finomszemcsés és homokos beton. A megerősítésre két megoldás létezik: üvegszál bevitele a betonba, vagy erősítő háló fektetése a felvitt betonkeverék rétegei közé. Mivel az ebben az építési technológiában használt anyagnak gyors szilárdságúnak kell lennie ahhoz, hogy minden lerakott réteg elbírja a következő rétegek terhelését, javaslatok vannak az aktivált beton alkalmazására ebben a technológiában. Az adalékanyagok felületi energia növelésével történő aktiválásának leghatékonyabb módja az anyag mechanokémiai feldolgozása, amelyet szilárd fázisú betonelemek aprításával, csiszolásával és felületi koptatásával érnek el.
A 3D nyomtatóval történő építés lehetővé teszi a munkavállalók bevonását a következő típusú munkákba:
1. a telek szintezése;
2. földmunka szalagalapozáshoz;
3. az alapozás betonozása;
4. sínpálya telepítése a leendő épület két oldalára, a 3D nyomtató mozgatására (Contour Crafting);
5. amikor az épületet az ablaknyílások szintjéig emelik, áthidalókat kell beépíteni, majd az első emelet "nyomtatása" befejezésekor a padlók lerakását;
6. A nyomda üzemeltetése az épületváz megépítése után befejeződik. A tetőfedési és befejező munkákat, valamint a nyílászárók beépítését munkások végzik.
A 3D nyomtatóval (extrudált vagy additív technológiával) előállított falszerkezetek különböző formájúak lehetnek (egyértelműen meghatározott geometriai tűrésekkel), ami talán az egyetlen eredeti minősége ennek a technológiának. A nyomtató először a fal belső, külső és középső rétegét nyomtatja ki adott szintre, majd cikk-cakk profillal rögzíti azokat „merevítők formájában. Ennek köszönhetően az üreges fal jó hőszigetelő képességgel, könnyedséggel rendelkezik, és a fal üregeibe kommunikációs és szellőzőcsatornákat is lehet fektetni.
A házak 3D-s nyomtatásának eddigi hátrányai közé tartozik a két emeletnél magasabb épületek felállításának lehetetlensége és a számítástechnika instabilitása a fizikai pusztító tényezőkkel szemben. Valószínűleg a tudósokat arra ösztönzi, hogy tovább fejlesszék ezt a technológiát az épületek építésében az a képesség, hogy gyorsan építsenek házakat természeti katasztrófák vagy más katasztrófák által sújtott területeken, valamint a Hold és a Mars feltárása esetén, mivel ez a technológia lehetővé teszi a házak építését emberi munkára alkalmatlan körülmények között (alacsony hőmérséklet, oxigénhiány stb.).
Az építőiparban a 3D nyomtató előnyei közé tartozik a doboz ideális körülmények között történő megépítésének gyorsasága (240 négyzetméter alapterületű épületet mindössze 20 óra alatt nyomtatnak). Egyes tudósok számításai szerint ennek a technológiának a használatakor a fal szilárdsága 3,5-szeresére nő (a 3D nyomtatóval épített fal szilárdsága körülbelül 700 kilogramm 1 négyzetcentiméterenként, amikor egy közönséges fal átlagos szilárdsága 200 kilogramm 1 négyzetcentiméterenként). Az anyagfelhasználás csökkenését is megfigyelik (az így épített fal üreges, ami jelentősen csökkenti a szükséges anyagok felhasználását, sokkal könnyebb és jó hőszigetelő). Ráadásul a kínai építők tapasztalatai szerint ebben a technológiában nyilvánvalóvá vált az újrahasznosítható anyagok felhasználásának lehetősége (cementtel kevert zúzott építési hulladék felhasználása).
| Nyelv észlelése afrikaans albán arab örmény azerbajdzsáni baszk fehérorosz bengáli bosnyák bolgár katalán cebuano chichewa kínai (egyszerűsített) kínai (hagyományos) horvát cseh dán holland angol eszperantó észt filippínó finn francia galíciai grúz német görög gudzsaráti haiti kreol hausa héber magyar hindiföld héber Japán jávai kannada kazah khmer koreai lao latin lett litván macedón madagaszkár maláj malájalam máltai maori marathi mongol Mianmar (burmai) nepáli norvég perzsa lengyel portugál pandzsábi román orosz szerb svéd svéd szingala vietnám uzub svéd szingala svéd thai táj svéd svéd szingala szlovák szlovén szlovén szlovén szomáliai szundanák jiddis joruba zulu | afrikaans albán arab örmény azerbajdzsáni baszk fehérorosz bengáli bosnyák bolgár katalán cebuano chichewa kínai (egyszerűsített) kínai (hagyományos) horvát cseh dán holland angol eszperantó észt filippínó finn francia galíciai grúz német görög gudzsaráti haiti kreol hausza héber indonéz japán jáva héber hindi hmong magyar i kannada kazah khmer koreai lao latin lett litván macedón madagaszkár maláj malájalam máltai maori marathi mongol Mianmar (burmai) nepáli norvég perzsa lengyel portugál pandzsábi román orosz szerb szesotho szingala vietnám táj urid ukrán svéd szlovén szomáli spanyol szundán sváhil spanyol szundán sváhil zulu |
02.05.2017
A lista első helyét jogosan a sanghaji cég, a Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co. foglalja el. A kínai WinSun építőipari 3D nyomtató egy szilárd szerkezet – 150 méter hosszú, 10 méter széles és több mint 6 méter magas. A WinSun néhány óra alatt képes akár 6 méter magas épületet is kinyomtatni. Az épületek nyomtatásához a WinSun nyomtató építési hulladék keverékét használja, beleértve az üveget, acélt és cementet.
A cég 2014-ben „nyomtatta” az első tíz házat. Mindegyik valamivel több mint 3000 fontba (270 000 rubel) került. Fokozatosan javult a technológia, és a cég a kínai Jiangsu tartomány ipari parkjában több különböző típusú épületet készített a kiállításra, amelyek közül a legmagasabb ötszintes volt. Ezeknek a házaknak az ára 100 000 fonttól indult (7 millió rubeltől). A kiállítás alatt és után a cég több száz megrendelést kapott, köztük az egyiptomi kormánytól is.
Az épületek építése a WinSun segítségével körülbelül 50%-kal olcsóbb, mint a klasszikus építési módszerekkel, az anyagmegtakarítás eléri a 60%-ot, a munkamegtakarítás - 80%-ot!
Egy 5 szintes ház, amelyet egy WinSun nyomtatóval nyomtattak Sanghajban.
A világ minden tájáról érkeznek bérleti megrendelések WinSun nyomtatókra – csak Szaúd-Arábia 100 nyomtatót bérel majd 1,5 millió otthon nyomtatására. Vannak megállapodások az Egyesült Arab Emirátusokkal is. 2016-ban Kínában WinSun nyomtatón nyomtatott elemekből épült itt egy épület.
Építési terület - 240 nm.
2016 decemberében az amerikai Apis Cor startup és hat orosz cég közös projektje valósult meg a moszkvai régióbeli Stupino városában. Egy lakóépületet az Apis Cor. által kifejlesztett 3D nyomtatóval nyomtattak ki. Dekorációját és elrendezését orosz cégek vették át. Az épület önhordó falainak, válaszfalainak és zárószerkezeteinek nyomtatása 24 órát vett igénybe. A nyomtatás befejezése után a nyomtatót daruval eltávolították. Az épület alapterülete 38 négyzetméter volt. m, additív technológiával, rétegről rétegre nyomtatják. Érdemes megemlíteni, hogy az orosz építési gyakorlatban először a házat egészben nyomtatták, nem pedig nyomtatott panelekből állították össze.
A berendezés rugalmasságának bizonyítására viszonylag összetett házformát választottak, és az év leghidegebb időszakában végezték a kivitelezést. A nyomdaberendezések -35 fokig fagynak is ellenállnak, de a betonkeverék nyomtatáshoz való felhasználása csak +5 Celsius-foknál nem alacsonyabb hőmérsékleten lehetséges, ezért az építkezés napellenző alatt történt, ahol a szükséges hőmérsékletet tartották.
A nyomtatót miniatűr toronydarunak tervezték, épületen kívül és belül egyaránt képes nyomtatni.
A nyomtató kis méretei nem okoznak problémát a szállítás során, nem igényel hosszú távú munkára való felkészülést. Az egyik jellemző a beépített automata szintezőrendszer és a stabilizáló rendszer.
A nyomtatott ház kulcsrakész építésének költsége 593 568 rubelt tett ki, vagyis körülbelül 16 000 rubelt négyzetméterenként. Ha az épület alakja téglalap alakú lenne, a méterenkénti költség 13 000 rubelre csökkenne.
Az Apis Cor berendezésfejlesztő mérnöke, vezérigazgatója és alapítója Oroszországban született, Nikita Dmitrievich Chen-Yun-Tai.
Előnyök 3nyomtatóApiscor:
Műszaki adatok:
A ProTo R 3Dp építési 3D nyomtató-manipulátort Hollandiában fejlesztették ki.
Különféle, tetszőleges alakú szerkezeteket tud építeni speciális betonból. A fejlesztők a CyBe Additive Industries.
A prototípus készülék hatótávolsága 3,15 m, és 200 mm/sec sebességű cement extrudálására képes. A nyomtatófej átmérője 30 mm, az egyes cementrétegek vastagsága 30 mm. A készülékhez több extrudálófej is csatlakoztatható, majd a nyomtatási sebesség akár 4000 mm/sec-ig növelhető. A rétegvastagságot 5 mm-re csökkenteni képes adagoló mechanizmus jelenleg is fejlesztés alatt áll.
A fejlesztők azt állítják, hogy az R 3Dp segítségével csökkenthető a munkaerőköltség és az építési hulladék. Emellett a tervezés, a fejlesztés és a gyártás egyetlen rendszerbe integrálásával akár 80%-kal is csökkenhet az építési idő.
Nem annyira maga az építőipari 3D nyomtató az érdekes, hanem a nyomtatáshoz használt CyBe MORTAR betonhabarcs, amelyet szintén a CyBe Additive Industries fejlesztett ki partnerével együttműködve. A betonhabarcs összetételét titokban tartják, de a cég állítása szerint perceken belül megkeményedik. Ez a funkció lehetővé teszi, hogy jelentősen felgyorsítsa a falak építésének folyamatát. A fejlesztők szerint ennek a betonnak a használatakor a közönséges betonhoz képest 32%-kal kevesebb szén-dioxid kerül a légkörbe, ami környezetbarátabbá teszi az anyagot. Ezenkívül a CyBe beton 100%-ban újrahasznosítható.
Az R 3Dp segítségével zsaluzatot, falakat, padlót és még sok mást készíthet.
Most a cég a 3D nyomtató mobil változatát fejleszti - RC 3Dp hernyópályákon. A fejlesztők azt feltételezik, hogy ezzel a módosítással többek között magas falak (4,5 m-ig) és nyomás alatti csatornacsövek nyomtatására lesz lehetőség.
Műszaki adatok:
Amit tartalmaz:
Hollandiában a CyBe Construction megoldással egy 90 négyzetméter alapterületű, kis komplexum alakú konferenciaközpont építését tervezik. m. A nyomtatást 2017 júliusában kell befejezni.
A Nantes-i Egyetem a Nantes Digital Sciences Laboratory-val (LS2N) közösen egy Yhnova néven ismert 3D-s háznyomtatási projektet fejleszt.
A projektben az egyetem által kifejlesztett Batiprint3D módszert - 3D nyomtatást "belülről" - alkalmazzák. Két réteg poliuretánt permeteznek rétegenként épületburokként, majd betont öntenek közéjük.
Az így kapott kialakítás a hagyományos fal fordított változata.
A Yhnova projekt egy 5 szobás szociális lakásprojekt ívelt falakkal és lekerekített sarkokkal, amelyet a TICA építésziroda tervezett. A fejlesztők szerint a Batiprint3D csökkenti az építési időt, javítja a hőszigetelést és csökkenti az építési üzemeltetési költségeket. Az épület teljes körűen minősített.
A Batiprint3D robotkar akár 7 méter magas szerkezeteket is képes nyomtatni, a tervezett ház területe pedig 95 négyzetméter. m.
A nantes-i ház építése 2017 szeptemberében kezdődik. Siker esetén új mód nyílik a megfizethető, a helyszínen gyorsan megépíthető szociális lakások kialakítására.
A projekt a Bouygues Construction által vezetett kutatási és fejlesztési program része. A Bouygues Construction szakértelemmel és logisztikával támogatja ezt a projektet.
A fejlesztést a Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatócsoportja osztotta meg. Annak bizonyítására, hogy a Digital Construction Platform (DCP) mobil 3D nyomtató prototípusuk hatékonyan működik, a csapat 3,6 méter magas és 15 méter átmérőjű körfalat épített vele.
A falat gyorsan keményedő poliuretán habból állították fel 13 óra alatt.
A DCP egy nagyméretű hidraulikus lánctalpas daru. A darunak négy szabadságfoka van. A végén egy hat szabadságfokú egyujjas manipulátor található, amely szükség esetén számos különféle eszközzel cserélhető, beleértve a hab- és hőre lágyuló extrudereket, hegesztőgépet, víztömlőt vagy merőkanálot. A fejlesztők szerint a DCP betonnal, jéggel, talajjal és poliuretán habbal is tud dolgozni.
A 36 750 kilogrammos rendszer nem fosszilis tüzelőanyagokra támaszkodik, hanem napelemekkel és akkumulátorokkal működik.
A fejlesztők szerint egy ilyen eszköz ideálissá teszi a DCP-t bármilyen építési projekthez. A készülék számos más MIT 3D nyomtatási programmal, például Foundry szoftverrel és alaktartó anyagokkal kombinálva működik. A fejlesztők azt állítják, hogy sokféle bioanyag, például széna is használható a nyomtatáshoz. A DCP azonban még nem áll készen arra, hogy valódi építkezéseken dolgozzon. A csapat először közelségérzékelőkkel szeretné felszerelni a rendszerét, ami növeli a rendszer használatának biztonságát azáltal, hogy megakadályozza, hogy az óriási mozgó kar emberekkel vagy tárgyakkal ütközhessen az építkezésen.
A szlovén BetAbram cég 2012 óta fejleszt építőipari 3D nyomtatókat. Jelenleg a termékpaletta három modellre korlátozódik - P1, P2 és P3.
A cég azt állítja, hogy a BetAbram P1 nyomtató 144 négyzetméter nyomtatására képes. m.
P3 modell:
P2 modell:
P1 modell:
A P3 modell ára 12 000 euró körül lesz, míg a P1 modellé 20 000 eurótól. Egy nyomtató gyártási folyamata körülbelül két hónapig tart.
A fent felsoroltaknál sokkal több cég foglalkozik az építőipari 3D nyomtatók témájával. Például 2012 óta a nyomtatás zárol egy 3D nyomtatón Stroybot2 Andrey Rudenko is részt vesz. 3D nyomtatója 10 mm magas és 30 mm vastag cementrétegek felhordására képes. Más "cement" 3D nyomtatókhoz képest a nyomtatás pontossága és pontossága magas. A nyomtató anyaga egy cementhabarcs, azaz cement és homok keveréke, valamint bizonyos adalékok és egyéb adalékok bizonyos arányban.
Példa Rudenko úr Stroybot2 3D nyomtatójának működésére
Az alábbi videóban a Stroybot2 házelrendezést nyomtat a Fülöp-szigeteken.
Andrey Rudenko Drakula kastélyának 3D nyomtatását tervezi (valójában Drakula herceg nem a román törcsvári kastélyban lakott, de ez egy másik történet). Ha sikerül pénzt gyűjteni a projekthez, akkor a kastély teljes méretű másolata megjelenik az USA-ban, Washington államban. Rudenko úr nyomtatója 30 mm széles és 10 mm magas rétegek hozzáadását teszi lehetővé, ami nagy tervezési pontosságot biztosít.
2016-ban a Jekatyerinburgi Cementgyár elkezdte nyomtatni a Winterfell-torony kétszintes másolatát a Trónok harca című híres tévésorozatból. A 3D nyomtatófej egy robotkarra van felszerelve. A nyomtató 8m x 8m x 4m méretű szerkezeteket tud nyomtatni.Nem tudom mi lett ezzel a projekttel.
Emellett moduláris, környezetbarát, 3D-nyomtatott lakóépületeket is kínál az ukrán cég PassiveDom. A cég szerint a kulcsrakész házak 8 óra alatt kinyomtathatók, és 32 000 dollárba kerülnek.
A 3D nyomtatókkal működő nyomdák drámai módon megváltoztathatják az építőipart – csökkenthetik az árakat és felgyorsíthatják a házépítést, miközben jó földrengésállóságot biztosítanak. Ez különösen igaz az alacsony és egyedi építkezésekre. Reméljük, hogy ez a technológia hazánkba is eljut, és segít megfizethető lakásépítésben.
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 így van az egész világon. 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.
Ez irányú munka egyszerre több országban is folyik6 Nagy-Britanniában, az USA-ban és Hollandiában.
A nagyméretű tárgyak nyomtatásának nehézsége nem annyira a berendezések hiányában rejlik, hanem abban, hogy olyan megfelelő keverékeket kell kifejleszteni, 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:
Ebben a tekintetben 3 fő lehetőséget javasolnak, amelyek előnyeit még ki kell számítani:
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 felhasználásán alapul, amelyet az építkezésen szerelnek majd össze, és nem csak teherhordó szerkezetek nyomtatására, hanem csatornák és elektromos vezetékek létrehozására is.
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.
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.
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.
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.
