3D tehnologije v gradbeništvu.  Skupinsko delo gradbenih robotov.  Razvijalci pravijo, da lahko s tiskalnikom deluje

3D tehnologije v gradbeništvu. Skupinsko delo gradbenih robotov. Razvijalci pravijo, da lahko s tiskalnikom deluje

3D tiskalnik je naprava za ustvarjanje tridimenzionalnega izdelka na podlagi digitalnega 3D modela. Datoteka iz računalnika se odda na priključeni 3D -tiskalnik, ki tvori izdelek iz potrošnega materiala. Tiskarski postopek je ponavljajoč se cikel nanašanja plasti materiala, enega na drugega. Material je lahko plastična nit, fotopolimerne smole, keramični prah, kovinska glina.

3D gradnja: značilnosti in stroški

Obstaja posebna vrsta naprav - gradbeni 3D tiskalniki. Ta način gradnje hiš po že pripravljenem modelu je velikokrat pred hitrostjo ročne gradnje, stroški pa ostajajo v mejah dostopnih meja. 3D -tiskalnik lahko uporabite tudi pri gradnji hiše, da natančno kopirate tipično arhitekturo z natančnostjo centimetra.

Gradbeni 3D tiskalniki omogočajo zmanjšanje ročnega dela, vendar morda ne prevzamejo vseh procesov. Na primer, tiskalnik ne bo mogel natisniti strehe, bolje je, da se s streho ukvarjate ročno. 3D gradnja poteka po že opisanem principu, le v veliko večjem obsegu in z uporabo drugih materialov, na primer posebne cementne malte. 3D-tiskalnik s svojo pomočjo "natisne" že pripravljene betonske bloke in jih položi v plasteh v želeni obliki.

Beton tukaj deluje kot črnilo... Poleg tega lahko tako kot pravo črnilo na papir narišejo katero koli obliko. Gradbeni 3D tiskalnik lahko v nekaj urah postavi strukturo stavbe, visoke 6 metrov, kar bo omogočilo samodejno gradnjo.

Prednosti 3D tiskalnika in ali lahko nadomesti betonski mešalnik

V primerjavi s klasičnimi načini gradnje ima lahko 3D tiskanje stavb številne prednosti, ki jih bo treba v bližnji prihodnosti obravnavati kot alternativo.

  • Betonski opaž ni potreben, kar znatno skrajša čas in denar gradnje.
  • Med gradnjo so napake in zamude izključene. Avto se ne utrudi, ne moti in ne hodi na "odmore za dim".
  • Prihranki pri množični gradnji. Seveda 3D gradnja hiše ni poceni. Stroški proračunskega modela 3D tiskalnika je v razponu od 12.000 do 20.000 dolarjev... Toda z veliko gradnjo ali z gradnjo več stavb v projektu bo že veliko ceneje kot ročno delo delavcev.
  • Zelo primeren za gradnjo manjših arhitekturnih objektov. Na primer, strukture, izdelane na 3D tiskalniku, že nameščajo v mestne parke (lepi modeli-kopije znanih stavb).

Zdaj 3D gradnja velja za najbolj obetavno alternativo ročnemu delu. Kljub temu oprema še ni tako priljubljena in mnogi še vedno raje delajo ročno. Zdaj bomo pogledali, zakaj se to dogaja.

Slabosti konstrukcije 3D tiskalnika

Zdi se, da razvijalcem nič ne preprečuje, da bi kupili gradbene 3D tiskalnike in začeli graditi, vendar je to mogoče le v prihodnosti. Danes ima tovrstno delo veliko več pomanjkljivosti.

  • Normalno delovanje samo v toplem podnebju, pri temperaturi 15 stopinj Celzija.
  • Pomanjkanje primerov gradnje velikih stavb. Doslej obstajajo le majhne stavbe, tipični modeli in hiše. Proizvajalci trdijo, da bo tehnologija omogočila gradnjo stavb, tudi velikih, z visoko konstrukcijsko kompleksnostjo. Toda to je še samo v perspektivi.
  • Pomanjkanje primerov dolgoročnega delovanja. Prva naročena stavba - hiša v Dubaju, je bila zgrajena šele leta 2013. Seveda ni razloga, da bi trdili, da stavba ne bo stala 150 let (po navedbah gradbenega podjetja), a tega še z gotovostjo ne moremo reči.
  • Pomanjkanje regulativnega okvira. V Rusiji 3D gradnja na noben način ni urejena.

Napredek ne miruje. Verjetno se bo 3D gradnja izboljšala in sčasoma bodo pred nami cela območja, zgrajena s 3D tiskalnikom.

Realnost okoli nas se s fantastično hitrostjo dopolnjuje z novimi odkritji na različnih tehnoloških področjih, prerašča z novimi tehnologijami. Med njimi - 3D tehnologija, ki se je v samo petnajstih letih trdno uveljavila v strojništvu in medicini, v živilski industriji in svetu visoke mode, v arhitekturi in celo v gradbeništvu.

Tehnologija hišnega tiska

Različne skupine znanstvenikov so od leta 2000 poskušale uporabiti 3D tiskalnik za gradnjo stanovanjskih stavb.

Uporablja se za tiskarne metoda po plasteh za postavitev gradbenega objekta. V ta namen se tiskalnik sam nahaja v središču gradbišča - velikanska naprava, ki se lahko premika po posebnih tirnicah okoli objekta, ki se gradi. Višina gradbenega tiskalnika je običajno višja od višine stavbe v gradnji. Na primer, približno 10 m širok in 150 m dolg aparat v nekaj urah postavi 6 m visoko gradbeno škatlo.

"Kartuše" zanj so betonska mešanica posebne sestave. Izhaja iz šobe tiskalnika, podobno kot pri iztiskanju zobne paste iz cevi. Dobavljeno betonsko "črnilo" po računalniškem programu, plast za plastjo, tvori dano strukturo. Zaradi pritiska zgornjih plasti se spodnje postopoma zgostijo in pridobijo potrebno trdnost. Debelina stene je običajno 30 cm, višina sloja pa 10 cm.

Tiskalnik korak za korakom gradi temelje, položi stene in postavi okvir. Na tej stopnji se dolžnosti delavcev zmanjšajo le na spremljanje ponudbe rešitve. Ročno delo je sestavljeno iz vgradnje vrat in oken v pripravljene odprtine, postavitve strehe in polaganja komunikacij.

Cementna sestava, uporabljena pri stratificirani fuziji, omogoča ustvarjanje gradbenih predmetov katere koli oblike, tako ukrivljene kot kubične. Dodatek steklenih vlaken v cement vam omogoča, da dobite zelo močne strukture.

Načini za izboljšanje 3D gradnje

Tehnologija 3D gradnje se nenehno izboljšuje. Projekti, ki to omogočajo, že obstajajo tiskanje doma skupaj z ožičenjem in vodovodom. Doslej smo govorili o postavitvi same stavbne škatle. Vendar je bilo mogoče izumiti polimer, ki se uspešno uporablja za tiskanje notranjih predelnih sten in notranjo dekoracijo prostorov.

Do uporabe gradbenih tiskalnikov v različnih državah pristopajo na različne načine. Recimo na Nizozemskem ne tiskajo hiš, ampak posamezne opeke. Njihova oblika je takšna, da tvorijo zelo močne strukture brez lepil, zahvaljujoč samo sili teže.

Tiskana gradbena tehnologija je še vedno v fazi preizkušanja, saj ni brez šibkih točk. Med njimi so težave pri montaži različnih komunikacij, impresivna velikost in visoki stroški tiskalnikov za gradnjo hiš, strah pred razpokami pri dolgotrajnem delovanju takšnih stavb. Doslej se gradbena podjetja odločajo predvsem o gradnji enonadstropnih hiš, garaž, gazebov itd.

Leta 2014 so se kitajski gradbeniki podali v tiskarne za majhno vasico (10 majhnih hiš). Za trdnost so kot ojačitveni material uporabili steklena vlakna. Njihovo moč preizkušajo hudourniki, vetrovi in ​​hude zmrzali. V njih ni prebivalcev.

Leto kasneje so s 3D-tiskalnikom dokončali gradnjo petnadstropne stanovanjske hiše.

Sama tehnologija omogoča znatne prihranke pri delu in materialih. In hitrost gradnje je takšna, da že majhno hišo je mogoče "natisniti" v enem dnevu. Poleg tega se betonu dodajo neizogibni gradbeni odpadki, s čimer se očisti gradbišče.

Skupinsko delo gradbenih robotov

Nekateri najbolj neverjetni novi izdelki vključujejo skupino 3D robotov (Minibulder), ki lahko tiskajo gradbene predmete različnih velikosti.

Gradbeno "ekipo" robotov sestavlja več modelov. Vsak od njih opravlja določene funkcije in usklajuje dejanja med seboj. Celotno ekipo nadzira centralni računalnik. Roboti - izvajalci so opremljeni z različnimi senzorji in sistemom, ki zagotavlja prenos podatkov v krmilni računalnik. Z analizo prejetih informacij določi naloge za vsakega od robotov. "Odgovornosti" modelov so razdeljene na naslednji način:

  • Prvi robot svojim kolegom dobavlja tekoči cement.
  • Drugi je temelj.
  • Tretji natisne (postavi) stene, takoj posuši beton, tvori preklade in strope.
  • Funkcijo zaključnih del opravlja njihov četrti "brat". Pritrjen na vakuumske sesalnike neposredno na steno, nanaša omet in gladi nepravilnosti. Velikost teh gradbenih robotov ne presega 42 cm. Absolutno edinstveni konstrukciji mostu čez Kerško ožino je pred tem nastala miniaturna kopija v merilu 1:50, natisnjena na tiskalniku. Prav ona je uspešno prestala vse teste v vetrovniku.
  • V Rusiji proizvajajo lastne 3D tiskalnike, ki uporabljajo različne tehnologije pri gradnji.

Težko je predvideti, kakšne novosti v gradbeništvu je treba pričakovati v prihodnosti. Verjetno se bo ta tehnologija v bližnji prihodnosti uspešno uporabljala ne le pri gradnji stavb na Zemlji, ampak tudi na površini Lune.

Če vam je to sporočilo koristno, se vas lepo vidimo.

Povezava med gradbeno industrijo in računalniško tehnologijo se je oblikovala skozi leta in danes so njene koristi očitne za strokovnjake na različnih področjih. Orodja za virtualno modeliranje se večinoma uporabljajo za razvoj arhitekturnih in oblikovalskih projektov z visoko natančnostjo. Vendar to ne omejuje potenciala novih tehnologij. Ne tako dolgo nazaj se je začela popularizacija 3D tiskalnikov, ki delujejo na podlagi istih oblikovalskih rešitev z virtualnimi komponentami. Koncept so nadaljevali z gradbenim 3D tiskalnikom. V Rusiji to idejo obvladuje Andrej Rudenko, ki ponuja hiter način za postavitev sten in nekaterih inženirskih struktur. Podobne tehnologije razvijajo tudi na Kitajskem, Nizozemskem in v ZDA.

Splošni tehnološki proces

Na splošno postopek ponavlja tradicionalno gradnjo. Delo se začne tudi z razvojem splošnega koncepta stavbe, izdelavo oblikovalske rešitve in izbiro materialov. Začetne faze gradnje lahko vključujejo tudi uporabo računalniškega modeliranja - v vsakem primeru bodo dejavnosti neposredne namestitve uporabile moč računalnikov.

Nato se oblikuje betonska mešanica, na podlagi katere bodo položene stene. Pravzaprav bi lahko prvi modeli gradbenih tiskalnikov opravljali samo enozložne naloge polaganja stenskih struktur. V sodobnih napravah ni mogoče samo urediti konstrukcij različnih konfiguracij, temveč tudi stopnje gradnje dopolniti z izolacijskimi in obložnimi deli. Seveda še ne govorimo o gradnji polnopravnih dokončanih objektov, vendar proizvajalci opreme stremijo k ideji gradnje, ki ne vključuje naknadne obdelave.

Tehnika gradnje

Tehnološko je ta metoda podobna delu običajnih tiskalnikov za 3D tiskanje. Le v tradicionalni različici naj bi iz posebnih mas na osnovi plastike in polimerov oblikovali majhne predmete. Pri gradbenih vozilih obstajata dve temeljni razliki. Najprej so dimenzije tiskalnika. Glede na različico in značilnosti tehnološkega procesa se lahko po velikosti ujema tako z avtodvigalom kot z majhnim tovornjakom. Drugič, gradbeni 3D tiskalnik kot delovno maso uporablja betonsko malto. Zmes se dovaja tudi skozi poseben ekstruder, ki deluje v avtomatskem načinu.

Mimogrede, visoko natančnost delovanja določa natančno namestitev glave tiskalnika. Tako je možno izvesti polaganje temeljev, sten, stropov, stopnišč in drugih struktur. Odvisno od modela tiskalnika lahko naredite plitke odprtine, servisne odprtine in komunikacijske niše. V nekaterih primerih gradbeni 3D tiskalnik omogoča oblikovanje posebnih lukenj za nadaljnjo uvedbo armaturnih palic.

Značilnosti kitajske 3D gradnje

Kitajski razvijalci so pionirji v tej smeri gradnje. Ustvarili so tehnologijo, po kateri lahko zgradite hišo v enem dnevu. Druga stvar je, da bo stavba proračunska in s pomanjkljivostmi poceni stanovanj, ki so značilna za to kategorijo. V tem primeru se ne uporablja le betonska mešanica kot osnova za gradbeno maso, ampak tudi okolju prijazni industrijski odpadki. Ta odločitev je posledica želje po znižanju stroškov postopka.

Poleg tega po kitajski tehnologiji predvideva vključitev steklenih vlaken v glavno sestavo mase. To bistveno izboljša kakovost rezultata, saj lahka kompozitna ojačitev ne le prekaša tradicionalne kovine glede na trdnost in težo, ampak tudi poenostavi postopek namestitve. Poleg tega se v primeru tiskalnika v sami masi uporablja razrezano stekleno vlakno, kar odpravlja oblikovne pomanjkljivosti, ki izhajajo iz vnosa kovinske ojačitve v že pripravljene odprtine.

Nizozemska tehnologija

Nizozemski inženirji raziskujejo več drugih smeri za promocijo koncepta gradbenega tiskalnika. Ne vodijo jih polaganje mešanic kot takih, temveč izdelava gradbenih materialov in konstrukcij. Proizvodnja keramične opeke, ki se proizvaja iz ekstruderja iz mase brusnega bloka, je postala precej uspešna.

Nizki stroški surovin in minimalni stroški za izdelavo samega materiala naredijo to tehnologijo finančno upravičeno. Toda proces gradnje hiš ni ostal neopažen. Dejstvo je, da 3D tiskalnik za gradnjo hiš proizvaja bloke s stožčasto obliko, kar odpravlja potrebo delavcev po uporabi vezivnih mešanic. Nekatera podjetja obvladajo tudi okvirno gradnjo stavb. V tem primeru tiskalnik natisne polnopravne montažne plošče, iz katerih se nato oblikujejo hišni kompleti.

Serijska proizvodnja tiskalnikov

Ustvarjalci gradbenih tiskalnikov si do zdaj ne upajo v celoti predstaviti svojih izdelkov na trgu.

Čeprav zagotovo obstajajo takšni poskusi. Dovolj je omeniti model BetAbram in domači razvoj podjetja SpetsAvia. Hkrati lahko naprave, ki so na voljo širokemu krogu potrošnikov, razdelimo v dva razreda. To je gradbeni 3D tiskalnik velikih velikosti, ki praktično nima omejitev pri gradnji tipičnih stavb glede velikosti, pa tudi majhnih naprav, vključenih v železniške komplekse. Druga možnost je finančno ugodnejša in vam omogoča, da spremenite zasnovo glede na zahteve za gradbene naloge.

Dodatno neobvezno

Gradbeni proces v klasičnem smislu vključuje izvajanje številnih operacij. To ni le polaganje sten, postavitev predelnih sten in postavitev konstrukcije pod streho, temveč tudi soočanje z deli in ureditev odprtin. V skoraj vseh sodobnih različicah 3D tiskalnik za gradnjo hiš omogoča polaganje betonske mešanice. Za druge operacije pa proizvajalci ponujajo pripomočke za pomoč. Na primer, za montažne dejavnosti na isti strehi je na voljo hidravlično dvigalo, za zaključna dela pa lahko uporabite tlačno čistilno napravo.

Na voljo v nekaterih različicah in izboljšanju osnovnih zmogljivosti opreme. Mešalnik na primer rešuje uporabnika pri samostojni pripravi betonske mešanice. Na njej lahko ustvarite optimalno maso z značilnostmi, ki jih zagotavlja tehnologija. Gradnja hiš s tiskalnikom zahteva tudi posebne napajalnike. Za organizacijo tega dela razvijalci ponujajo vhodno ožičenje in električne omare.

Prednosti gradbenih tiskalnikov

Gradnjo po novi tehnologiji je smiselno uporabljati le v nekaterih smereh. Zlasti visoka kakovost je opazna pri polaganju monolitnih konstrukcij. Ustvarjanje temeljev je na primer po hitrosti in zmogljivosti opazno boljše od tradicionalnih tehnik. Ločena dogajanja se nanašajo zlasti na zamenjavo vibrokompresije betonske mase, saj avtomatizacija gradnje v obliki natančne plasti estriha po plasteh odpravlja nastanek zračnih praznin. Na splošno takšni tiskalniki povečajo hitrost procesa in optimizirajo ter tako pritegnejo velika podjetja.

Slabosti gradbenih tiskalnikov

Tudi v sodobnih različicah gradbena tiskarska oprema ne more zagotoviti celotnega cikla namestitvenih in popravilnih del. Kljub želji proizvajalcev in tehnologov približati resničnost odprave potrebe po gradnji, je ta ideja še vedno zelo oddaljena. Poleg tega praksa kaže, da v sedanji obliki tehnologija (gradnja hiš s 3D tiskanjem) izgubi zaradi kvalificiranega ročnega dela. Izvajanje estriha nič manj kakovostno ne izvaja izkušena ekipa gradbenikov. To velja tudi za tradicionalno zidanje. Kar zadeva hitrost delovanja in natančnost, tiskalnik še vedno zmaga.

Vprašanje cene

Eden glavnih dejavnikov, ki zavirajo širjenje takšne tehnologije, so stroški. In vendar je na specializiranih področjih veliko povpraševanje po gradbenem 3D tiskalniku. Cena serijske opreme vstopne ravni je približno 700-800 tisoč rubljev. Za ta znesek lahko računate na omejeno funkcionalnost, ki pa bo vseeno dovolj za kakovostno izvedbo betonskih premazov, ustvarjanje sten in temeljev. Kompleksne tehnološke operacije takšnih naprav ne bodo potegnile.

Enote, ki so sposobne postaviti popolnoma okvirno podlago hiš, so zelo razširjene, vendar tudi niso poceni. Praviloma gre za masivni gradbeni 3D tiskalnik, katerega cena je v povprečju 2-3 milijone. Upoštevati je treba, da bodo potrebni tudi posebni materiali v obliki delovnih mešanic - tudi po precej visokih cenah.

Zaključek

Ob vseh pomanjkljivostih strokovnjaki ugotavljajo možnosti tega področja gradbenih tehnologij. Na tej stopnji je še prezgodaj govoriti o gospodarski izvedljivosti uvedbe takšnega razvoja na trg s pričakovanjem komercialnega uspeha. Bistvo pa ni samo v tem, da je gradbeni 3D tiskalnik drag in svoje najboljše lastnosti pokaže le pri določenih delovnih mestih. Običajno se zmogljivosti takšne opreme v primerjavi s tradicionalnim ročnim pogonom izkažejo za nekonkurenčne. Edina očitna prednost, ki upravičuje uporabo takšne tehnike, je velika hitrost gradnje. Toda spet se to področje razvija le nekaj let in možno je, da bodo v bližnji prihodnosti razvijalci naredili nov korak pri spodbujanju gradbenega tiska.

3D tiskalnik je naprava za tiskanje tridimenzionalnih fizičnih modelov. Z drugimi besedami, gre za napravo, ki ustvarja fizične objekte z zaporednim prekrivanjem slojev. Seveda danes s takšnimi tehnologijami nikogar ne boste presenetili. Vendar se področje aktivno razvija in vsako leto se rodijo novi, neverjetni tiskalniki z neverjetnimi zmogljivostmi. Na primer 3D tiskalnik za gradnjo hiš v naravni velikosti.

Seveda so ti tiskalniki veliki in dragi. Delajo z različnimi gradbenimi materiali, kot so cement, mavec in drugi. Trenutno se razvija gradbeni 3D tiskalnik in tisti modeli, ki so trenutno na voljo, so eksperimentalni modeli. Kljub temu imajo takšne naprave precej velike možnosti.

1. Kaj je gradbeni 3D tiskalnik

Gradbeni 3D tiskalnik se ne razlikuje od običajne 3D tiskalne naprave. Edina razlika je v uporabljenih materialih in seveda v velikostih. Če želite ustvariti zgradbo v naravni velikosti, mora biti tiskalnik preprosto ogromen. V tem je težava.

Sodobni modeli 3D tiskalnikov so postavljeni na tirnice na obeh straneh stavbe. Danes je največja višina tiskalne glave 6 metrov, kar je enako višini tipične dvonadstropne hiše. Za prevoz tiskalnika je potreben poseben traktor, žerjav pa ga je treba namestiti na tirnice na mestu uporabe.

Omeniti velja, da je za gradnjo stavbe z gradbenim 3D tiskalnikom najprej potrebno pripraviti območje, napolniti temelje prihodnje stavbe in poravnati okolico, tako da je tiskalnik ravno tako možno. Šele potem je mogoče namestiti sam tiskalnik. Vendar tudi po tem naprava ne more delovati avtonomno. Gradnja še vedno zahteva posebej usposobljene in izkušene ljudi, ki bodo nadzirali celoten proces. Poleg tega bo gradnja zahtevala ogromno malte, ki jo dostavljajo posebni tovornjaki za mešanje betona.

Celoten postopek zahteva veliko časa, truda in financ. Vendar je še vedno donosnejše od gradnje hiš po tradicionalnih metodah. Poleg tega celoten postopek tiskanja doma na 3D tiskalniku traja veliko manj časa kot gradnja na običajen način.

1.1. Značilnosti gradbenega 3D tiskalnika

Glavna značilnost gradbenega 3D tiskalnika je hitrost dokončanja naloge. Poleg tega natančnost in natančnost opravljenega dela. Konec koncev je tiskalnik popolnoma brez človeškega faktorja, ne dela napak in svoje funkcije opravlja popolnoma natančno.

Druga značilnost je, da je mehanizirano delo veliko cenejše od ročnega dela več skupin delavcev. Tako je 3D tiskalnik že danes sposoben nadomestiti ročno delo. Hkrati je tiskana hiša na 3D tiskalniku zelo trpežna, natančna in zanesljiva, saj tiskalnik dosledno sledi uveljavljenim pravilom.

2. Tiskarne na 3D tiskalniku

Kljub temu, da danes obstajajo 3D-tiskalniki, ki lahko ustvarijo hiše v naravni velikosti, je bilo do nedavnega s tridimenzionalnim tiskanjem mogoče ustvariti le zmanjšano kopijo stavbe. Konvencionalni tiskalniki, ki se danes uporabljajo v vsakdanjem življenju ali v proizvodnji, so prototipi velikih gradbenih 3D tiskalnikov. To je bil prvi korak k razvoju modelov za gradnjo hiš.

3. 3D tiskalnik za gradnjo: Video

Naslednji korak so bili 3D tiskalniki, ki so lahko delali z gradbenimi materiali, lahko pa so tiskali samo opeke. To pa je omogočilo še večji približek razvoju sodobne gradbene naprave za gradnjo hiš. Dandanes že obstaja hiša, natisnjena na 3D tiskalniku, in več kot ena.

3.1. Prednosti tehnologije za ustvarjanje hiš na 3D tiskalniku

Sodoben 3D tiskalnik za tiskarne je prihodnost, ki je na voljo danes. Takšne tehnologije omogočajo izgradnjo ozemelj v rekordnem času in ustvarjanje celotnih ulic in blokov v nekaj mesecih. Hkrati celoten proces zahteva bistveno manj finančnih stroškov kot gradnja po tradicionalnih metodah.

Omeniti velja tudi, da 3D-tiskanje doma poteka s sodobnimi materiali, kot je hitrosušeči cement itd. To pa znatno pospeši gradnjo in vam omogoča gradnjo izjemno močnih in zanesljivih struktur. Poleg tega nekateri modeli gradbenih tiskalnikov ne morejo graditi samo betonskih zgradb, ampak tudi postaviti vse potrebne komunikacije - električne napeljave, cevovode, izmenjavo plinov itd.

Trenutno obstaja veliko informacij o 3D tiskalnikih, ki lahko tiskajo tridimenzionalne predmete. Toda pri nas večina prebivalstva teh publikacij ne jemlje resno. Morda je to zato, ker se dobro zavedamo, kako hitro se uvajajo novi dogodki.

Toda po vsem svetu ni tako. 3D -tiskalniki se že pogosto uporabljajo za tiskanje posameznih volumetričnih delov za različne industrije. In seveda njihove sposobnosti niso mogle mimo arhitektov in gradbenikov.

Prvič se je ideja o tiskanju že pripravljenih zgradb skoraj vsem zdela nora. Ker pa je v tej smeri in ideja začela dobivati ​​materialno utelešenje, se je stopnja skepticizma močno umirila.

Razvoj novih tehnologij za 3D tiskanje velikih predmetov

Delo v tej smeri poteka v več državah6, Veliki Britaniji, ZDA in na Nizozemskem.

Težave pri tiskanju velikih predmetov niso toliko v pomanjkanju opreme, temveč v potrebi po razvoju ustreznih mešanic, ki jih je mogoče uporabiti za gradnjo tehnologij, ki so sposobne, ne da bi pri tem izgubili moč stavb, ki se postavljajo.

Trenutno je treba rešiti tri glavne naloge 3D-gradnje:

  1. Obstoječi modeli 3D tiskalnikov uporabljajo predvsem betonsko mešanico kot gradbeni material, ki se vodoravno iztisne na plast, ki jo je tiskalnik predhodno položil.
    Doslej ni takega 3D tiskalnika, ki bi omogočal neodvisno samodejno AND, če je polaganje vodoravne armature še vedno mogoče ročno, potem lahko o vertikalni armaturi le sanjamo.
    Težava je v tem, da ne glede na to, kako dobra je betonska mešanica, struktura, zgrajena iz nje, ne bo zdržala dolgo brez ojačitve. Pojavile so se ideje, da bi namesto betona uporabili ABS plastiko za gradnjo, ki je veliko močnejša, a vprašanje je ostalo na denarju - plastika je približno 30 -krat dražja od betona.
  2. Pri izdelavi betonskih konstrukcij na tradicionalen način se za povečanje trdnosti konstrukcij vedno uporablja metoda vibracijskega krčenja betonske mešanice, ki vam omogoča, da odstranite praznine, pore in zrak iz telesa konstrukcije. Na koncu je moč konstrukcije v veliki meri odvisna od kakovosti tega postopka.
    Tehnologija 3D gradnje ne more uporabiti vibracij kot metode zbijanja betonske mešanice, saj ne vsebuje vibracij.
  3. Katera metoda 3D gradnje je na splošno primernejša? Ali se splača uganiti nad popolno avtomatizacijo vseh procesov in odpravljanjem človeškega dela?

V zvezi s tem so predlagane 3 glavne možnosti, katerih koristi še ni treba izračunati:

  • Super kompleksen 3D graditelj in en operater, ki dela z njim. Predviden čas za gradnjo hiše je 1 dan.
  • Kompleksni 3D graditelj in majhna ekipa delavcev (2-3 osebe), ki rešujejo naloge, nenavadne za tehniko (kompleksne oblike stavb, nestandardne rešitve za stene in strope). gradnja hiše - 1-2 dni.
  • Enostavnejši in cenejši 3D graditelj in precej velika ekipa delavcev (5 - 10 ljudi), ki rešuje vse zanj nenavadne naloge. Predviden čas za gradnjo hiše je 2 - 3 dni.

Uporaba tehnologije v različnih državah

Trenutno mnogi inženirji v različnih državah poskušajo rešiti vse zgoraj navedene težave. Na primer, znanstveniki z britanske univerze Loughborough University so ustvarili edinstveno po svojih lastnostih cementno sestavo, katere uporaba omogoča tiskanje izdelkov skoraj vseh oblik: kubičnih, konveksnih, ukrivljenih in pravokotnih.

Ta tehnologija vam omogoča ustvarjanje majhnih struktur, loncev, klopi in velikih gradbenih konstrukcij. Dobljene betonske figure je mogoče zlahka popraviti in popraviti.

Za povečanje strukturne trdnosti inženirji uporabljajo večplastno tiskanje.

Znanstveniki z Univerze v južni Kaliforniji, navdihnjeni z britanskimi izkušnjami, predlagajo ustvarjanje ogromnih tiskalnikov za neposredno tiskanje. Ustvarili so projekt, imenovan Contour Crafts, ki temelji na uporabi ogromnega 3D tiskalnika, ki ga bodo sestavili na gradbišču in ga uporabili ne le za tiskanje podpornih konstrukcij, ampak tudi za ustvarjanje kanalizacije in električnih napeljav.

Medtem ko v Veliki Britaniji in Ameriki še potekajo poskusi, je podjetje Shanghai WinSun že ustvarilo in sestavilo svoj velikanski 3D tiskalnik (150 * 10 m), s katerim lahko ustvarite stavbe do 6 m visoko.
Gradbeni material je cement, pomešan s steklenimi vlakni, ki služi kot ojačitev.

Čeprav se ta oprema uporablja za tiskanje enonadstropnih hiš preprostih oblik. Poleg tega je gradnja takšnih hiš polovična cena tistih, zgrajenih na tradicionalen način. To bo ljudem s slabšim položajem omogočilo nakup njihovih domov.

Proizvodnja gradbenih tiskalnikov

Proizvajalcev 3D tiskalnikov za gradbeništvo na trgu doslej ni preveč. Eno izmed njih je slovensko podjetje BetAbram, ki že proizvaja 3 modele te opreme.

Stroški samega proračunskega modela znašajo 12.000 evrov, za drage modele bo ta številka več kot 20.000 evrov. Tak tiskalnik lahko kljub nizki višini natisne stavbo s prostornino do 144 kubičnih metrov.
Italijansko podjetje Wasp trenutno zaključuje dela na opremi, ki bo uporabljala glino.

Pri nas se podjetje Spetsavia ukvarja s proizvodnjo gradbenih tiskalnikov, ki do sedaj ponuja 2 modela, s katerimi lahko gradite hiše z dimenzijami 1 * 7 * 3 m in 5 * 3,2 * 2,8 m.

Idealna zasnova takega tiskalnika še ni bila ustvarjena, zato se delo v tej smeri nenehno izvaja v različnih državah. Ustvarjajo se tiskalniki, ki lahko uporabljajo najrazličnejše razpoložljive surovine. Preučujejo se možnosti uporabe aluminijevega oksida, keramike, stekla, kar bo omogočilo tiskanje vseh elementov, potrebnih za hišo.

Kako se sicer 3D -tiskalniki uporabljajo v gradbeništvu?

Kljub privlačnosti celotne ideje o domačem tiskanju se vsem podjetjem ne zdi vredna. Nizozemska se je na primer odločila za drugo pot in uporabila možnosti 3D tiskanja za izdelavo keramičnih opek, imenovanih PolyBricks.

Hkrati so se razvijalci odločili, da opustijo uporabo lepil za povezovanje opek. Namesto tega so za osnovo vzeli mizarsko tehnologijo združevanja delov. Zaradi tega so gradniki stožčaste oblike in so ustvarjeni tako, da je gravitacija povezovalna sila. Bloki se streljajo z ognjem, nakar so zastekljene opeke.

Sposobnost ustvarjanja kompleksnih in resnično edinstvenih delov na tiskalniku omogoča arhitektom, da ne omejijo svoje domišljije na prisotnost standardnih elementov in ustvarijo nenavadne projekte.

Kako kmalu bodo tiskali doma v Rusiji?

Pri nas razvoj takšnih naprav še ni zelo aktiven, vendar si znanstveniki prizadevajo ustvariti svoje edinstvene tehnologije.

Na primer, v Naberezhnye Chelny ustvarjajo instalacijo, ki ne bo nad stavbo, jo gradijo od spodaj navzgor in znotraj nje. Gradnjo podpornih konstrukcij bo izvajal robot, ki ne tiska "pod seboj", ampak "okoli sebe". Ko bo delo končal, bo preprosto zapustil končano zgradbo skozi odprtino, ki jo je sam ustvaril.

Kupola bo rešila številna vprašanja, povezana z zmanjšanjem porabe gradbenega materiala in bolj enakomerno porazdelitvijo bremen.

Dela potekajo tudi pri izumu novih gradbenih materialov. Eden od njih bo mešanica vodotesnega mavčnega veziva z zdrobljenimi odpadki polimerov, kartona, stekla in papirja. Trenutno se testira tudi izboljšani GRC, prilagojen za uporabo v gradbenih tiskalnikih.

Težko je reči, kako hitro bo pri nas na ta način. Zdi se, da bodo najprej zgradili najpreprostejše majhne strukture ali uporabili volumetrične tiskalnike za ustvarjanje blokovnih struktur.

Težava je tudi v tem, da je Rusija država s precej hladnim podnebjem, zato bo med gradnjo s 3D graditeljem treba rešiti veliko več težav, povezanih s potrebo po izolaciji postavljenih konstrukcij.