3d печать домов: особенности строительства

Реальные примеры

3D строительство домов — технология хоть и новая, но уже «обросла» массой конкретных примеров. Например, в Ярославле есть дом, в который заселилась обычная семья. И здание это было построено как раз с помощью 3D оборудования. Это первый дом в СНГ и Европе, возведенный таким способом. Строили его в 2015 году — принтер создал части коробки, которые были смонтированы всего за месяц на уже подготовленном фундаменте. И это — в декабре месяце. В 2017 году закончились работы по строительству кровли. Этот дом — не желание показать возможности 3D строительства, а самое настоящее жилое здание.

3D дом в Ярославле

Ранее в 2014 году в Китае были также представлены 10 домов, созданных на 3D принтере. Они расположены в промышленном парке провинции Цзянсу. Стоимость каждого строения — больше 3000  фунтов стерлингов. Это было начало технологии развития 3D строительства. Затем компания, построившая дома, усовершенствовала методику и создала более высокие здания.

3Dдом в Китае

В том же году в США сделали отпечаток замка. Его изготовили за 2 месяца. Замок невелик, но смотрится очень красиво. Размеры его основной части — 3Х5Х3,5 м. А башенки печатались отдельно.

Мини-замок в США, созданный на 3D принтере

В 2015 году в Филиппинах построили целые апартаменты при помощи новой технологии. Размеры — 10,5Х12,5Х3 м. Для создания этого строения использовали вулканический пепел и песок.

Дом из песка и вулканического пепла в Филиппинах

А во Франции в 2018 году создали целый пятикомнатный дом, площадь которого составляет 95 квадратов. Строил его манипулятор с экструдером для монтажной пены. Ее и использовали как основу. После нескольких слоев пены строители заливали созданную часть бетоном и так делали, пока не построили весь дом.

3D дом во Франции

Технология 3D строительства удобна и практична, все работы выполняются машинами и компьютерами. Пока неизвестно, к чему все это приведет, но сама по себе методика достаточно интересна. Возможно, в будущем благодаря ей мы будем строить здания намного быстрее.

P.S.

На фото: процесс печати держателя подшипников для еще одного принтера:)

Рассказать о 3D-печати в одном материале невозможно. Это абсолютно новый увлекательный мир для закоренелого гаджетомана. Словами очень сложно передать тот восторг, когда спроектированная лично вам модель из цифровой превращается в физическую. Настоящая магия.

Ко мне часто обращаются знакомые с просьбой напечатать ту или иную деталь. Кому-то понадобилось крепление для GoPro, кто-то готовит модель для литья в метале, а для кого-то остро стоит вопрос установки уникального дизайнерского светильника в спальне.

Все эти задачи можно решить с помощью 3D-печати.

Как увлеченному данной темой человеку, мне тяжело судить интерес к таким материалам вас — читателей. Рассказывать о 3D-печати можно часами, но нужно подавать этот материал структурированно и последовательно.

Если вы готовы к освоению новой сферы и не против превратить уголок вашего дома в полноценную фабрику, я продолжу данный цикл материалов по 3D-печати

Спасибо за внимание:). iPhones.ru

Как живется с китайской фабрикой на кухне.

iPhones.ru

Как живется с китайской фабрикой на кухне.

А на 3D-печати можно заработать?

На фото: именная подставка под карандаши и ручки для ребенка.

Можно. Но не сразу и не баснословные деньги. Здесь все зависит от вашей усидчивости и уровня подготовки. Прежде, чем вы получите печатные модели, качество которых устроит не только вас, но и потенциального заказчика, придется изрядно попотеть.

Помимо десятка настроек в программе-слайсере предстоит освоить 3D-моделирование. Все это возможно, но при наличии достаточного количества времени.

После первых заказов вы упретесь в масштабирование, когда понадобится покупать еще парочку принтеров, то есть, инвестировать снова и снова.

Чтобы понять масштабы заработка, полистайте доски объявлений по запросу «услуги 3D печати». А дальше по старинке: взвесьте любую деталь в вашем доме и оцените стоимость такой же напечатанной. Добавьте к этому потраченные на изучение месяцы и сопоставьте рентабельность.

Этапы 3D печати в строительстве

Применяя аддитивную технологию в строительстве можно не только сделать малые архитектурные формы, такие как урны, скамейки, мосты, фигурки для ландшафтного дизайна, но и построить дом. Причём сделать это можно двумя способами:

• собрать из напечатанных блоков;
• напечатать дом на месте с помощью полевого 3D принтера.

Не зависимо от способа возведения дома по аддитивной технологии первым этапом будет создание проекта будущей постройки. Впрочем, тут ничего не меняется по сравнению с традиционным методом строительства. Разве что модель должна быть трёхмерной, в электронном виде. Это касается изготовления не только домов, но и других конструкций.

Большинство аддитивных принтеров понимают популярные графические форматы – AutoCAD, Компас-3D, ArchiCAD, и умеют переводить их в визуальные слои для формирования карты рабочего процесса. Так что специальную программу для него использовать не придётся.

После подготовки проекта, основным отличие будет то, что после печати строительных элементов их необходимо будет смонтировать на участке. Тогда как возведение 3D одноэтажного дома целиком осуществляется самим принтером. Также, при печати здания на участке, ещё во время работы оборудования можно устанавливать входные тубы для коммуникаций и электропроводки. При необходимости, ставить армирующие элементы.

Следующим этапом является установка оборудования и подготовка расходных материалов, в частности мелкодисперсного раствора. В качестве «чернил» строительный 3D принтер может использовать пескобетон, специально подготовленную смесь на основе цемента или гипса. Рецепт приготовления раствора обычно указан в инструкции к принтеру и/или предоставляется производителем.

После подготовительных работ, оператор запускает печать и строительный 3D принтер начинает выдавливать раствор по заданной траектории. Слой за слоем создаются внешние и внутренние стены здания или отдельного элемента. Оператор только контролирует процесс экструзии, следит за подачей строительной смеси. Прям как в песне: нажми на кнопку – получишь результат….

При возведении одно-двухэтажного коттеджа при помощи аддитивной технологии в большинстве случаев пустоты между внутренней и внешней стеной заполняют изоляционным материалом, утеплителем. В случае сейсмической зоны и необходимости создания более жёсткого каркаса, напечатанные элементы армируются и используются как несъёмная опалубка, а внутреннее пространство заполняется бетоном.

При печати отдельных деталей в цехе, готовому изделию необходимо высохнуть на воздухе или в сушильной камере для набора прочности. Но это зависит от используемого раствора. Напечатанный дом сушится в естественных условиях и готов к отделочным работам практически сразу.

По окончании печати печатающую головку необходимо достать из принтера и тщательно промыть.

Производители

Помимо китайских и кустарных принтеров (да, его реально собрать дома самостоятельно), есть несколько моделей, которые популярны больше остальных, и поэтому их поддержка программным обеспечением максимально широка, если можно так говорить о столь новой области. На сегодняшний день это модели MakerBot Replicator 2, PrintBox3D One, Picaso Designer, UP Plus 2, Cube и CubeX. Отличия у каждого из них сводятся к перечисленным в предыдущем параграфе пунктам, размерам камеры и различным дополнительным опциям наподобие Wi-Fi-модуля. Помимо этих моделей, есть, конечно, и другие, но опять-таки нельзя сказать, что они сильно отличаются с технической точки зрения: всё-таки это больше страна-производитель, размеры, скорость печати и количество поддерживаемых типов пластика.

Вот такие они, поворотные принтеры

Напоследок нужно сказать про поворотные 3D-принтеры. Они пока что совсем никакой популярностью не пользуются, но у них есть всё-таки ряд существенных преимуществ по сравнению с «традиционными» 3D-принтерами — если последние можно так назвать. Главное из них — 3D-принтер с поворотной платформой обеспечивает больший рабочий объем по сравнению с устройствами, работающими в декартовой системе координат. Такой принтер использует полярную систему координат (радиус и угол), чтобы рассчитать движение печатной головки: система автоматически конвертирует модели, созданные в декартовой системе координат, в полярные координаты. Поэтому с подобным 3D-принтером можно использовать стандартное ПО, использующееся в «традиционных» 3D-принтерах без поворотной платформы. Физически это выглядит вполне очевидно: платформа вращается, а его экструдер движется по радиусу платформы от её центра к краю. Такая конструкция в два раза сокращает путь экструдера и снижает необходимость его поддержки.

Проблема времени печати

Вопрос времени – главный технический вопрос 3D печати. Качественные мелкие детали с полным заполнением и медленной скоростью печати займут 2 часа при весе 6-7 грамм, т.е. 70 грамм в сутки, и 2 килограмма в месяц. Но это будут крепкие конструкционные детали, которые можно продавать в магазинах стройматериалов, например ручки для отверток.

Мое рабочее место

Решение проблемы скорости – покупка более дорогого и быстрого принтера, работа с настройками – приходит с опытом, увеличение числа принтеров. Как только появляются стабильные заказы, печатники увеличивают парк. Продвинутые снимают гаражи, ставят стеллажи с принтерами и видеокамеры, для удаленного контроля за процессом.

Более быстрые в печати именные брелки, формы для печенья, шутливые статуэтки и медали к корпоративам – обычно расцениваются значительно дороже, так как даже китайские типовые медали стоят от 50 рублей.

Изделия с логотипом компании или к юбилею дороже – можно смело называть суммы за 100+ рублей. Вес будет примерно тем же 6-7 грамм, а выручка раза в 2-4 больше.

Виды 3Д-принтеров для строительства дома

Как мы уже замечали выше, тип 3D-принтера напрямую зависит от типа и модификации здания. Которое он возводит. От этого зависит и размер самого принтера, объем бетономешалки, а также сопла, который подает строительную смесь.

Вариации конструкций строительных 3D-принтеров

Впервые дома по данной технологии стали массово возводить в Шанхае. Одна из первых 3D-машин, поразившей своими размахами и размером стал принтер WinSun. Длина рабочей зоны составляла 150 метров, а ширина 10. Такой принтер способен за несколько дней напечатать здание высотой 6 метров.

Дом, напечатанный чудо-принтером

Интересно, что в качестве технологической изюминки китайские инженеры использовали специальное стекловолокно, которое, с одной стороны, удешевляло строительные работы, а с другой – делало бетонную смесь менее теплопроводной. Тестовые образцы позволили компании сэкономить половину бюджета на возведение дома по новой технологии.

Европейские же инженеры, к примеру, голландские предпочитают печатать не собственно дома, а строительные материалы, с помощью которых эти дома можно возводить, считая (в чем-то справедливо), что более качественно работа будет сделана всё-таки человеческими руками и головой.

Что происходит

• В начале мая 2021 года четвертый в мире и первый в ЕС жилой дом, полностью напечатанный на 3D-принтере, принял своих жильцов. Это первый из пяти домов который компания Saint-Gobain Weber Beamix в рамках проекта Milestone планирует возвести на участке земли у канала Беатрикс, в пригороде Эйндховена.

  Репортаж YouTube-канала «РБК Тренды» о доме проекта Milestone

• Технология 3D-печати уже применялась в Европе для строительства отдельных конструкций зданий, однако в Нидерландах построили первый жилой дом, полностью напечатанный на 3D-принтере.
• Первыми арендаторами дома стала супружеская пара из Амстердама — 70-летняя Элиза Лутц и 67-летний Харри Деккерс.
• Дом площадью 94 кв. м сконструирован в форме неправильного валуна и состоит из 24 отдельных бетонных элементов, напечатанных на заводе в Эйндховене, которые были привезены на стройплощадку и установлены на фундамент. Затем в доме были поставлены оконные рамы, положена крыша и нанесены последние штрихи.
• Для печати была использована огромная роботизированная «рука» с соплом, которое впрыскивает специально разработанный цемент, имеющий текстуру взбитых сливок. Цемент печатается по проекту архитектора, добавляя слой за слоем для создания стены и увеличения ее прочности. Весь процесс печати занял 120 часов или пятеро суток.
• Форма неправильного валуна была выбрана неспроста — так строители хотели усложнить задачу и проверить способности 3D-принтера. Проверка прошла успешно, — теперь компания готова печатать дома сложной формы по желанию клиента.
• Месячная аренда дома составляет €800 (чуть больше ₽70 тыс.), что вдвое меньше рыночной арендной платы за подобную недвижимость.

Виды принтеров для архитектурных работ

Используемые в строительстве принтеры представлены следующими видами:

Портальные (XYZ). Представлены рамой с подвижной головкой экструдера. Устройство подачи смеси перемещается по осям XYZ. Высокая точность экструзии обеспечивается шаговыми двигателями. Основное применение оборудование находит при печати отдельных частей зданий и возведении стен, при условии расположения портального принтера внутри строящегося здания. Если площадь объекта соответствует арке экструдера, он сразу печатается целиком.

Дельтовидные. В отличие от портальных установок, головка дельта-принтера может совершать более сложные перемещения, что выражается в создании сложных геометрических фигур. Для фиксации и движения головки используются гибкие рычаги.

Роботизированные. Представлены роботами в виде промышленных манипуляторов, которые снабжены экструдерами. Управляются с помощью компьютера. Располагаются в центре площадки, откуда рука-манипулятор доставляет смесь на требуемый участок.

D-Shape. Относятся к отдельному классу строительного 3Д-оборудования. Вместо раствора здесь используется специальный порошок, который после укладки и уплотнения подвергается пропитке связывающим веществом, подаваемым тем же экструдером.

Видео обзоры с реальной работой принтеров

Среди используемых строительных 3Д принтеров наибольшую известность приобрело оборудование китайских, американских и голландских производителей. Особенности и возможности каждого из них можно узнать из соответствующих видео обзоров.

WinSun (КНР). Лидер среди 3Д принтеров. Габариты оборудования по длине, ширине и высоте соответствуют 150Х10Х6 метров. При печати может использовать строительные отходы, представленные стеклом, сталью, цементом. Дебютировал в 2014 году при возведении десяти жилых домов. По сравнению с традиционным строительством WinSun уменьшает трудозатраты на 80%, расход материалов на 60%, а возводимые объекты обходятся вдвое дешевле. Видео:

Китайская компания Winsun напечатала первую пятиэтажку на 3D принтере

Watch this video on YouTube

Apis Cor (США/Россия). Американская компания прославилась созданием робота-манипулятора, который одинаково хорошо зарекомендовал при внутренних и наружных работах. Оборудование отличается компактностью и мобильностью, а также автоматической системой стабилизации. На установку и запуск принтера уходит не более 30 минут. Эффективен при создании сложных архитектурных форм. Видео:

ЯБ2016 Строительный 3d принтер APIS COR

Watch this video on YouTube

ProTo R 3Dp (Нидерланды). Детище голландской компании CyBe Additive Industries. Отлично справляется с созданием сложных геометрических форм. В качестве расходного материала использует оригинальный раствор CyBe MORTAR, отвердевающий за несколько минут и готовый к вторичной переработке. Выделяется высокой скоростью и экологичностью процесса. Видео:

Как работает CyBe RC 3Dp

Watch this video on YouTube

Не менее интересные проекты представлены французским принтером Batiprint3D, американским DCP и словенским BetAbram.

Причины не дающие заменить панельное строительство домов

Несмотря на ускоренное развитие 3Д строительства, ближайшее время панельные дома, как бюджетный вариант жилья, не утратят актуальности. Не слишком уступая по скорости возведения, панельное строительство независимо от погодных условий. Напечатанный дом требует установки перекрытий. Панельный сразу разделен на комнаты. Кроме этого, аддитивное оборудование по карману далеко не каждой строительной компании.

Явные недостатки любого принтера при масштабном внедрении в постройку домов

Недостатки строительных 3D обосновываются:

• высокой стоимостью;
• чувствительностью к условиям окружающей среды;
• отсутствием единых стандартов.

При возведении жилого дома с помощью 3Д моделирования, необходимо быть готовым к собственноручной прокладке коммуникаций, а также выравниванию и отделке стен.

Дом-экосистема Curve Appeal — 240 кв. м

Другой пример концептуальной 3D-печати — дом-экосистема Curve Appeal площадью 240 кв. м. Здание принадлежит бюро WATG Urban Architecture Studio. Печать здания завершилась в 2020 году.

Стройка продолжалась три года. Проект здания был создан еще в 2016, и тогда занял первое место на конкурсе The Freeform Home Design Challenge. От организаторов дизайнеры получили $8 тыс. на реализацию концепции.

Фото: WATG

Curve Appeal выполнено из 28 напечатанных панелей. Необычная конструкция поддерживает микроклимат дома: по словам дизайнеров, температура внутри здания не зависит от погоды снаружи.

Как стать лучшим в 3D-печати

Те, кто плохо знаком с 3D-печатью, могут быстро заметить, что не могут сразу ожидать совершенства. Чтобы стать успешным в 3D-печати, потребуется время, знания и много практики.

Пробуйте новое

Чтобы стать профессионалом в 3D-печати, вы должны выйти из зоны комфорта и изучать новые виды печати. Если вашей сильной стороной является создание различных типов чашек, попробуйте расширить свой вид деятельности, и начните печатать, например тарелки или миски. Это поможет вам стать лучше в целом.

Это займет время

Как упоминалось выше, успех в 3D-печати достигается благодаря многолетнему опыту. Если сначала у вас ничего не получается, попробуйте снова, и снова, и снова. Этот опыт поможет вам стать превосходным в 3D-печати.

Продолжайте учиться

3D-печать развивалась с момента ее появления. Те, кто овладел этим навыком, постоянно изучают последние тенденции и идут в ногу с новыми разработками. Чтобы быть профессионалом в 3D-печати, вам необходимо стремиться узнавать как можно больше и продолжать пополнять свои знания и совершенствовать навыки.

Используйте разные материалы и 3D-принтеры

Некоторые принтеры работают лучше, чем другие. А некоторые материалы лучше подходят для создания определенных предметов. Улучшая ваше оборудование или материалы, вы также повысите качество вашей продукции.

Как 3D-принтер печатает дом?

По данным издания The Guardian, для постройки здания использовалась огромная роботизированная рука с соплом, которое выдавливает цемент. Слой за слоем огромный 3D-принтер создал 24 составные части, которые впоследствии были перевезены на нынешнее местоположение жилища. Строителям оставалось всего лишь соединить эти части вместе, а потом установить двери и окна. Использование 3D-принтера позволило быстро создать жилище овальной формы, что достаточно сложная задача для строителей. При ручном строительстве на это мог потребоваться месяц или даже больше, но технология печати позволила завершить строительство всего за 5 дней.

Строительные 3D-принтеры выглядят по-разному. Вот один из них

На фотографиях жилище выглядит небольшим, но сообщается, что площадь дома равна 94 квадратным метрам. На стенах сооружения видны полосы, по которым можно различить каждый слой наложенного 3D-принтером цемента. На самом деле, на снимках конструкция выглядит не такой уж и прочной, как сообщается. В Голландии нередко бушуют ураганы и лично мне интересно — сможет ли такой дом выдержать сильные порывы ветра? В феврале 2020 года на территории страны бушевал ураган «Сиара», который создавал ветра со скоростью до 120 километров в час. Кажется, напечатанное бунгало не смогло бы выдержать такой удар.

Последние мысли о заработке на 3D-принтере

Зарабатывать деньги с помощью 3D-печати проще, чем вы думаете. Есть много разных способов монетизировать свой принтер, некоторые из которых проще, чем другие. От создания изделий для продажи в Интернете, и заканчивая сдачей в аренду самого принтера, запуском службы 3D-печати и даже обучением других методам 3D-печати – самое лучшее время для заработка на 3D-принтере. Лучше всего то, что зарабатывать на 3D-печати может любой желающий в любом возрасте (включая подростков!).

Вам нужно будет потратить некоторое время на то, чтобы научиться работать, проектировать и создавать 3D-печатные изделия, но как только у вас появятся знания, с помощью своих навыков вы сможете создать значительный доход!

Примеры напечатанных зданий

Строительство с применением 3Д принтеров постепенно становится всё более популярным. В мире есть большое количество компаний, производящих такие промышленные устройство. Далее будет рассказано об наиболее известных домах, созданных таким образом.

Дом, похожий на замок

Ярославское предприятие АМТ «Спецавиа» при помощи 3Д печати создало дом для охранников Екатеринбургского цементного завода. Оно напоминает замок Winterfell из сериала «Игра престолов». Дом имеет площадь 165 кв. метров. Он был создан в 2015 году.

Часть здания была построена с помощью принтера, расположенного на площадке. Некоторые строительные узлы были напечатаны отдельно, а затем привезены и установлены на своё место.

Дом, похожий на замокИсточник vektorus.ru

Здание в Ступино

Иркутская компания Apis Cor строит с помощью трёхмерного принтера, установленного на поворотной башне с телескопическим держателем. Такая конструкция позволяет создавать дома, имеющие сложную форму. Дом в Ступино был создан для демонстрационных целей. Компания выполняла строительные работы в Дубае, построив дом аналогичной конфигурации площадью 540 кв. метров. На возведение постройки потребовалось 500 часов.

Дом, построенный в Ступино компанией Apis Cor при помощи 3Д печатиИсточник vektorus.ru

Дома для населения

3Д строительство активно применяется для создания для малоимущих слоёв населения. Больших успехов в этой сфере добилась китайская фирма Winsun. В 2014 году компания создала 10 домов за 10 суток. Они имели площадь, равную 200 кв. метров каждый и были сделаны из экологических материалов. Конструкция домов получилась примитивной, но их можно было использовать в качестве жилья. Стоимость каждого из них составляла 4800 долларов.

В 2015 году компания выстроили особняк площадью 1100 кв. метров. Сначала были напечатаны отдельные блоки, потом с их помощью было построено здание. Затраты стройматериалов были в три раза меньше, чем при выполнении строительства обычным образом.

Социальный дом, созданный компанией WinsunИсточник vektorus.ru

Строительство в Дубае

Клиенты из Объединённых Арабских Эмиратов воспользовались услугами голландской компании CyBe Construction, для массового строительства домов с применением 3Д принтера. В 2019 году они планировали, чтобы четверть вновь построенных до 2025 домов была сделана с помощью рассматриваемой технологии.

Скорость работы строительного принтера этой компании составляет 60 см в секунду. С такой быстротой, например, было построено офисное здание в Дубаи. При этом все несущие конструкции создаются в течение одного часа. Принтер также позволяет сделать полы и опалубку.

Дом, построенный CyBe ConstructionИсточник vektorus.ru

Дома, построены по оригинальной технологии

Фирма D-Shape использует оригинальную технологию строительства. Производственный процесс построен на основе стереолитографии. При этом применяется сухой состав, который уплотняют, а затем обрабатывают отвердителем. Стены, сделанные таким образом, по внешнему виду напоминают мрамор. По прочности и долговечности они превосходят железобетон.

При использовании такого способа для затвердения требуется 24 часа. С 2012 года эта компания объявила, что готова строить двухэтажные дома, с лестницами, крышами, колоннами и трубами для коммуникаций. Компания считает своей задач строительство домов оригинальной формы, имеющих достаточную прочность, чтобы не бояться ураганов и землетрясений.

Yhnova House

В Нанте в 2017 году был распечатан дом Yhnova House. В нём имеется 5 комнат, имеющих общую площадь 95 кв. метров. Здание имеет высокую энергоэффективность. В качестве манипулятора была использована рука робота, точность движении которого обеспечивалась с помощью лазера. При постройке не применялись леса. Это здание было создано в рамках социального проекта. 

Жилой дом Yhnova HouseИсточник vektorus.ru

«Дом Лотоса» — 60 кв.м

В 2018 в Китае создали солнечный «Дом Лотоса» площадью 60 кв. м. Его спроектировали студенты Вашингтонского университета в рамках конкурса Solar Decathlon China 2018. Задачей участников было создать экологичное здание, которое будет работать от альтернативных источников энергии. Студенческая команда пошла дальше и решила, что даже сам процесс строительства должен быть безотходным и углеродно-нейтральным.

Само здание только частично создано с помощью 3D-принтера. На нем инженеры изготовили формы для отливки бетонных стен. Преимущество такого подхода в том, что напечатанные конструкции можно использовать не менее ста раз. При обычном строительстве используют деревянные формы, которые изнашиваются уже после двух отливок.

Само здание было выполнено в форме лотоса — проектировщики заявили, что в дизайне они хотели подчеркнуть красоту и деликатность китайской культуры.

Фото: Liam Otten / Archinect

Apis Cor, Америка

В прошедшем году реализован проект в Подмосковье — городе Ступино, над которыми работало шесть компаний России и штатовский стартап Apis Cor. Основал ее Никита Чен-Юн-Тай – уроженец России и разработчик данного оборудования.

Чтобы напечатать внутренние перегородки, несущие стены и ограждения, потребовались сутки. Извлекали принтер, используя кран -манипулятор. Слои наращивали, применив аддитивную технологию. В практике России этот дом впервые не собирали из напечатанных деталей, а создавали как целостную конструкцию.

Видео:

Видео: 3Д принтер строительный

Дом по форме достаточно сложный. Выбрали его таковым, чтобы можно было показать возможности инновационного устройства. К этому добавим, что строили его в наиболее холодные месяцы, когда температура опускалась ниже 30 градусов, хотя использовать смесь бетона допускается при нижнем пределе +5 по Цельсию.

Принтер, который помог реализовать проект, по конструкции напоминает небольшой башенный кран, имеющий возможность внутренней и внешней печати здания.

Обошлось отпечатанное здание «под ключ» в 593568 рублей, т.е. стоимость одного метра квадратного составила 16 тысяч рублей. И это при том, что форма сооружения сложная. При простой, например, прямоугольной конфигурации, цена могла бы быть тринадцать тысяч рублей.

Преимущества конструкции:

• Подача и смешивание автоматические;
• Быстрая настройка – до 30 минут. Не требуется готовить площадку. Мусор после приготовления на строительной площадке не остается, поскольку производство является безотходным;
• Широкий выбор конфигурации стен и их толщины
• Прослойка воздуха, образующаяся в камерах стен, позволяет лучше сохранять тепло;
• Погода не оказывает влияния на постройки благодаря специальным материалам, добавляемым в смесь;
• Ниже намного стоимость в сравнении с бетонными аналогами, изготавливаемыми по классической технологи;
• Возможность уплотнения желаемым материалом.

Технические параметры:

• свое обеспечение программное;
• обслуживается 2 работниками;
• площадь — 132 м2;
• используемый материал –геополимер или фибробетон;
• размеры – 4х1,6х1,5 метра;
• все принтера- 2000 кг;
• энергопотребление-8кВт/ч;
• высота, на которую происходит подъем, — 3100 мм;
• суточная производительность в м2 – 100;
• скорость рабочая и холостого хода в минуту– до 10 и 20 мм;
• позиционирование и повтор – соответственно ±0,5 мм и 0,1-0,2мм;
• по всем осям (X, Y, Z) — сервопривод;
• по Х и Y направляющие – профильные прецизионные;
• точность по Z – 0,1-0,2 мм;
• стабилизация горизонтальная автоматическая – инклинометр высокой точности 0.0001 градус;
• выключатели – бесконтактные по всем осям;
• пространственное расположение головки печатающей отслеживается дальномером лазерным и гироскопом;
• пространственная стабилизация – регулятор ПИД.

Нагревание бетонной смеси в 3d принтере

Такой способ называется экструдивным. Небольшой 3d принтер, который использует пластик, имеет в своей головке еще и нагреватель. Он размягчает (расплавляет) твердый пластиковый стержень, подаваемый на печатающую головку принтера. Далее на поверхности изготавливаемой детали он прилипает к предыдущему слою и застывает. И так слой за слоем.

Нагревание можно использовать и при выдавливании бетонной смеси или нагревать током выдавленный бетон, в состав которого входит токопроводящий графитовый порошок. Это позволяет сократить время застывания (схватывания), но при этом снижаются характеристики прочности бетона. При температуре ниже 10 гр.С увеличивается время схватывания и стекание смеси с поверхности.

Но обычно используют добавки, ускоряющие твердение бетона. В продаже их огромное количество, но надо выбирать те, которые используются для торкрет-бетона. Это позволит избежать стекание нанесенного слоя, так как застывание бетона происходит за несколько минут. Качественные и безопасные ускорители твердения получают на основе бесщелочных неорганических соединений — сульфатов и гидроксидов алюминия.

Из импортных можно назвать такие, как MEYCOSA, Delvo Grete (BASF), Sigunit (Sika), Mapequick (Mapei), MCBauchemie,

из отечественных — Реламикс Торкрет (Полипласт), Центрамент Рапид 640 и 650 (Эм-Си Баухеми), Т-Хим (Химмодификатор). Диапазон использования добавки — 2-8% от веса цемента.

Также можно вместо обычного портландцемента  применить глиноземистый цемент, который даже без добавок значительно быстрее застывает и позволяет получить более прочную конструкцию. При этом он значительно дороже: 1 кг стоит от 20 до 35 руб.

Про ускорители твердения бетона уже упоминалось в статьях по изготовлению ваз для цветов и фонтана (см. тут и тут). Но при этом такая высокая скорость застывания бетона была не нужна, поэтому и использовался обычный недорогой ускоритель.