В статье: Всё про использование 3D-печати и 3D-принтеров в строительной отрасли - какие принтеры и технологии используются, для чего, основные достижения аддитивных технологий в строительной отрасли на конец 2023 года.
В строительной отрасли начиная с 2014 года все шире используются 3D-принтеры. В данной статье - общий обзор строительной 3D-печати.
Когда речь заходит о строительных принтерах – прежде всего приходит на ум технология CP (concrete printing) – строительная 3D-печать бетоном.
Эта технология относится к экструзионной печати – бетонная смесь выдавливается через сопло, формируя «колбаски» из которых формируется возводимая стена.
Чтобы стена была менее «волнистой» на большинстве принтеров с двух сторон от сопла устанавливают шпатели (как вариант – откидывающиеся шпатели), которые разравнивают бока «колбасок».
Подача бетонной смести в сопло осуществляется шнеком.
Под бетоном здесь понимается любая строительная смесь, главное требование – низкая подвижность, иначе есть риск получить вместо стены вот это:
Строительная 3D-печать бетоном – сравнительно новое направление, первый 3D-принтер, получивший практическое применение, был создан в Китае в 2014 году.
На практике сложилось три направления использования таких принтеров:
1. Печать малых архитектурных форм – вазоны, скамейки и т.п.
2. Печать строительных модулей в цехах с последующей сборкой строительных конструкций из напечатанных модулей на стройплощадке.
3. Печать стен (обычно – печать несъемной опалубки) прямо на стройплощадки поверх фундамента
В случае купольных конструкций – возможна печать всей конструкции целиком.
Основное декларируемое достоинство строительных 3D-принтеров – возможность печати самых сложных архитектурных форм, но пока все архитектурные изыски свелись к трем «экзотическим» конструкциям:
А фактически – принтеры печатают «бетонные коробки»:
Строительная печать с момента возникновения вызывала много вопросов по поводу целесообразности и эффективности. Противники печати указывали, что бригада квалифицированных каменщиков все постоят с такой же скоростью – но жизнь распорядилась иначе.
За десять лет строительная печать продемонстрировала свою экономическую эффективность и вот далеко не полный перечень проектов, реализованных в 2023 году:
§ Немецкая компания PERI строит дата-центр высотой девять метров в немецком городе Люнене и многоквартирный дом.
§ L&T Construction (Larsen and Toubro Construction) построила почтовое отделение в Бангалоре (Индия)
§ В США в Джорджтацне (пригород Остина, штат Техас) строится целый поселок из печатных домов - Wolf Ranch. Планируется возвести около сотни домов, первые дома уже не только возведены, но и отделаны и поступили в продажу, площадь от 100 до 240 квадратных метров.
§ В Индии строится храм, в Дубае планируется «напечатать» мечеть.
§ В Таиланде, в городе Сарабури построен двухэтажный медицинский центр площадью 345 квадратных метров.
§ В саудовской Аравии девелоперской компанией Dar Al Arkan построена трехэтажная вила площадью 345 квадратных метров с высокими потолками. На текущий момент – самое высокое «напечатанное» здание в мире.
§ Компания 14Trees возвела десять домов в Кении. Дома построены по двум проектам с разной планировкой — четыре дома площадью 56 квадратных метров и шесть площадью 76 квадратных метров.
§ Во Флориде (США) строится конюшня площадью 939 квадратных метров длиной 47 метров и высотой стен 4 метра.
Не «отстают» и отечественыне 3D-печатники:
§ Здание площадью 1385 квадратных метров и высотой почти десять метров строится в селе Мальбагуш Азнакаевского района Республики Татарстан.
Здание в Мальбагуше будет служить культурным центром, спортивным комплексом и фельдшерско-акушерским пунктом, а также вместит коммерческие помещения.
§ На Кубани, в Ейском районе Краснодарского края, строится гостиничный комплекс, первые две очереди уже возведены, откртыие будет в теущем году.
§ Зимой, в сорокоградусный мороз, было построено в Лабытанги ЯНАО здание площадью 80 квадратных метров для отдыха персонала ПАО «Газпромнефть».
§ Российская компания "Лотос-Дом" предлагает к покупке модульные дома.
В 2023 году начато строительство фирмой WonderDom тридцати зданий в экопарке "Ясно Поле", первая очередь из трех зданий отеля введена в эксплуатацию к концу 2023 года, к концу 2024 года планируется ввести в эксплуатацию вторую очередь из 10 зданий.
В Китае использование в строительстве напечатанных блоков давно стало такой рутиной, что об этом даже не упоминают в прессе.
Безусловно – на фоне общего объема строительства всё это смотрится статистической погрешностью, но это только начало.
Кроме строительной 3D-печати бетоном в строительстве все остальные методы воспринимаются как некая «экзотика», но тем не менее некоторые проекты стоит упомянуть:
На большом FDM-принтере из PLA-пластика с «органическими» добавками в 2021 году были напечатаны четыре секции, из которых был собран «экодом». В нем никто не живет, но он успешно пережил одну зиму и жаркое лето и теперь снова переживает очередную зиму:
Для отливки фасадных панелей с расшивкой «под кирпич» используются специальные 2D-плотеры для печати рельефной одноразовой матрицы. Но в России решили заменить 2D на 3D-принтер (или плоттер?), что позволило не просто делать рельефы и расшивки более красивыми, но и печатать фотобетон и красивые фасадные панели:
Голландская фирма MX3D «напечатала» часть торгового павильона методом дуговой наплавки проволоки.
В качестве совсем «безумных» идей можно указать следующие:
Использование технологии «BJ» (нанесения связующего) – на слой песка выборочно наносится слой связующего, потом еще один слой песка и слой связующего, потом еще…
А потом остаётся откопать готовый дом из кучи песка.
Берется лунный грунт и в условиях вакуума при помощи вогнутого зеркала и солнечного света грунт спекается.
В связи с отсутствием лунного грунта опыты проводятся на земном в земных условиях.
Следующие статьи по теме:
Статья про ЧИОС Инжиниринг
Статья про работы фирмы MX3D
Путеводитель по каналу