3d принтер и строительство дорог

Строительные 3D-принтеры и наш опыт работы с ними

3D-печать в строительстве

От обычного 3D-принтера строительный отличается используемым материалом и размерами — рабочей поверхностью ему служит участок стройплощадки или цеха, а печатает он цементной смесью.

Есть и конструктивные отличия, обусловленные спецификой материала — в частности, в строительном 3D-принтере нет необходимости в нагревающем элементе. Такие аппараты позволяют быстро и без лишних сложностей печатать объекты почти любых заданных форм, для обычного серийного строительства просто невозможных, с использованием стандартных смесей.

Начало

Нам интересно любое перспективное применение 3D-принтеров, так что, как только в сети начала появляться информация о применении 3D-печати в строительстве, мы оперативно нашли занятых этим людей и договорились о сотрудничестве. Особенно приятно было узнать, что в России есть компании, основательно занимающиеся строительными 3d-принтерами, и производят очень качественный продукт.

В России пионером 3D-печати в коммерческом использовании стала фирма СпецАвиа. Её персоналом был разработан и опробован прототип строительного 3D-печатного аппарата и осуществлена пробная печать.

Мы договорились о сотрудничестве, и командировали сервисного инженера в Ярославль для обучения, где тот узнал много полезного. В программу обучения вошли, в частности:

  • Краткий вводный курс по интерфейсу и функционалу управляющего софта
  • Инструктаж по алгоритму работы в программе SheetCam, конвертирующей файлы в послойный формат воспринимаемый принтером
  • Инструктаж по управлению принтером в программе Mach 3, непосредственно в процессе печати
  • Калибровка — выставление нулевых точек в разных областях печатного поля
  • Регулировка подачи бетона во время печати
  • Инструктаж по эксплуатации и сервису механической части принтера
  • Решение возможных неисправностей
  • Подготовка рабочих смесей

Первые шаги на практике

Получив первый заказ в этой области, мы отправили нашего сотрудника к покупателю — в Казахстан, для установки первого строительного 3D-принтера S-6045 и обучения персонала заказчика работе с ним.

Перед отправкой оборудования необходимо убедиться в надежности упаковки. Транспортные компании не всегда бережно обращаются с грузами, лучше лишний раз не рисковать — в нашем случае, при перевозке лишь отошло несколько контактов, но и это стоило нервов и нескольких часов времени, о чём ниже. Если же при перевозке что-то сломается, издержки могут быть значительно серьезнее.

В первые дни командировки наш сотрудник сверял комплектность доставленного оборудования, производил замеры помещения для расчета установки, согласовывал с представителями заказчика расположение будущего принтера, вводил их в курс запланированных работ и начал установку.

Была сделана разметка под установку и высверлены отверстия в полу под стойки.

После проведения подготовительных работ и установки стоек настала очередь монтажа несущих балок. Элементы конструкции весьма увесистые и для такой работы нужно несколько человек, о чём тоже лучше договориться с заказчиком заранее, иначе неизбежны проволочки. Люди, в конце концов, нашлись и всё было сделано.

Ещё одна сложность, которая может возникнуть при установке строительного 3D-принтера — неровный пол. При отсутствии ровной плоскости качество печати вряд ли будет хорошим. Очевидный выход из этой ситуации — выравнивание пола, — на этапе установки принтера вряд ли возможен. На это просто нет времени.

Именно такой сюрприз, а именно — значительный крен пола, мы и обнаружили проведя нивелировку.

Было решено сварить рамки из стального профиля, которые компенсировали бы неровность.

Это тоже заняло некоторое время. В конце концов, был привезен необходимый профиль, должным образом нарезан и сварен.

Для установки выравнивающих рамок, смонтированные уже стойки с балками пришлось поднимать строительным краном.

Были смонтированы суппорты и подшипники для них, после чего пришла очередь портальной балки. Тут снова пригодилась помощь строительного крана, но с ним пришлось повозиться — из-за конфигурации помещения и особенностей конструкции крана, пришлось подниматься к потолку и отключать концевики, ограничивающие его, крана, подвижность. Потолок там около 15 метров.

Монтаж стрелы экструдера и управляющих ею эксцентриков занял некоторое время — сварные швы на самой стреле мешали соединению со стыковочными пазами платформы. Пришлось выравнивать с помощью болгарки.

На заключительном этапе были подтянуты все соединения, смонтирован экструдерный бункер и опциональная часть конструкции — бетономешалка.

Подключение цепей питания и управления не сразу прошло гладко. Однако, на письмо с запросом, отправленное в Ярославль, в СпецАвиа отреагировали оперативно, предоставив все необходимые рекомендации по подключению, несмотря на закончившийся уже рабочий день.

В ходе проверки выяснилось, что при транспортировке отошли контакты на одной из плат системы. После восстановления контактов всё заработало.

После подключения и проверки соединения были смонтированы пресс-масленки на все подшипники, защитные щитки эксцентриков стрелы и комплектные таблички, на чём непосредственно монтаж и завершился.

Далее — установка и настройка программного обеспечения, проверка функционала. Монтаж подложки для свисающих проводов соединяющих подвижные части — она не предусмотрена комплектом поставки, но мы идем навстречу клиентам.

Обучение персонала заказчика обращению с принтером в процессе пробного запуска.
Заказчик решил испытать смесь собственного авторства, вопреки нашим рекомендациям. Что ж, хозяин — барин. Раствор, вполне ожидаемо, пополз. Однако, сам принтер работает штатно и к нам никаких претензий нет.

В процессе обучения персонала клиента работе с программным обеспечением, мы хотели продемонстрировать работу 3D-принтера с правильной смесью, но ингредиентов для новой смеси не оказалось.

Обучение персонала и сдача объекта прошли максимально позитивно. Представители заказчика остались полностью удовлетворены поставленным и установленным оборудованием и довольны сотрудничеством.

Это был полезный опыт. Мы обозначили для себя несколько граблей, на которые второй раз уже не наступим — а это сделает дальнейшую работу приятнее и эффективнее. Несомненно, строительное 3D-печатное оборудование — это очень интересная область деятельности, как в части получаемого результата, так и в том, что требует максимум изобретательности и нестандартного подхода от занимающихся ею.

Источник

3D-принтер в строительстве будущего

Если изучить последние мировые новости, становится все более очевидным постепенное внедрение 3D печати в самые различные сферы. Не является исключением и строительная отрасль. Возможно, что очень скоро именно эта технология позволит не только обеспечить население недорогим собственным жильем, но также сделает возможным строительство зданий в труднодоступных местах планеты.

Этот технический метод изобрел североамериканский инженер Чак Халл, запатентовав собственное открытие в 1986 году. Новый процесс предполагает объединение молекул с помощью лазера для трансформации полимеров в разные жесткие структуры. Вначале 3D-печать была использована в автомобилестроении с целью формирования «быстрых прототипов». Далее область применения увеличилась и была адаптирована под строительство.

Печать здания на 3D-принтере

На фото показано 3D-печатающее устройство. С его помощью впервые в истории России было распечатано жилье. При этом применялся бетонный раствор. Строение площадью 38 кв. м, находится в городке Ступино Московской области. На изготовление стен и перегородок ушло менее 24 часов. Затем печатающее устройство было извлечено из построенного дома краном-манипулятором.

Как строил дом 3D-принтер

На фото — готовое жилище, выстроенное с помощью 3D-технологий в Подмосковье. Поскольку работы велись в зимнее время, потребовалось закрыть печатающее устройство и строительную площадку тентом. Такие меры были необходимы, чтобы гарантировать комфортные температурные условия для использовавшейся бетонной смеси. Однако в будущем разработчики намерены решить вопрос с помощью новых морозоустойчивых материалов. К слову, 3D-печатающее устройство фирмы Apis Cor способно работать при температуре — 35ºС.

Метод 3-D печати

Нужно отметить, что 3D- принтер позволяет печатать конструкции послойно. Принцип тот же, что и с печатью текста на бумаге, только чернила заменены на другой материал. Особенно популярно использование бетона, пластика, стали, синтетических смол и прочих материалов.

Недавно стало известно о намерении датской компании Printhuset напечатать офисное здание в Компенгагине. Сделать это планируется с помощью трехмерного принтера, изготовленного на ярославском предприятии «Спецавиа». Российское 3D-устройство способно распечатывать слои, толщиной до двух сантиметров при объезде вокруг сооружения.

Цена вопроса

Стоимость трехмерного печатающего агрегата зависит от комплектации и может составить от 960 000 рублей до пяти миллионов.

Источник

Дом за один день

Из них можно «распечатать», например, оправу для очков, спортивную обувь, слуховой аппарат. Технология используется и в промышленности: компания Boeing уже печатает запасные детали для системы безопасности самолетов Boeing 787 прямо на месте использования. Это сокращает расходы на транспортировку и хранение.

— Материалы для 3D-печати по-прежнему достаточно дороги, так как в большинстве случаев речь идет о достаточно специфичных порошковых материалах (металлические порошки, полимерные порошки и т.д.) со строго определенным распределением частиц по размеру, которое определятся техническими характеристиками печатных процессов и устройств, — рассказал технический скаут Региона Восточная Европа, Evonik Industries AG Аркадий Майсельз. — Однако важно различать стоимость сырья и стоимость готового изделия. Преимущества 3D-печати — безотходность, изготовление готового изделия в один технологический шаг и беспримерная гибкость дизайна. Все это компенсирует дороговизну сырья тем больше, чем сложнее процесс изготовления конечного продукта.

Революционная технология справляется даже с задачами строительной промышленности, и именно здесь 3D-печать может предложить решения для существующих проблем. Так, по оценкам экспертов, сегодня около 900 миллионов человек в мире живут в хижинах без теплоизоляции или палаточных лагерях без надлежащих санитарных условий, а в некоторых случаях даже не имеют крыши над головой. К 2025 году число таких людей может увеличиться до 1,6 миллиарда. Еще одна проблема в том, что строительная промышленность входит в число крупнейших генераторов парниковых газов (на ее долю приходится более 30 процентов).

3D-печать позволяет на 60 процентов снизить использование материалов, на 70 процентов — времени и на 80 процентов — труда по сравнению с обычным процессом строительства, отметил Ма Ихе, генеральный директор WinSun — ведущей компании, занимающейся печатью домов. В качестве печатного материала используется смесь строительного щебня, промышленных отходов, цемента и отвердителя. При этом перерасход исключен: при печати домов используется только необходимое количество строительных материалов.

Новый способ строительства впечатляет быстротой. Российско-американской компании Apis Cor понадобилось всего 24 часа, чтобы напечатать основу дома площадью 38 квадратных метров. В России Apis Cor впервые был напечатан дом целиком, а не только отдельные модули. Окна, крыша и другие компоненты были установлены вручную.

— 3D-печать в строительстве сочетает быстроту с отсутствием необходимости квалифицированной рабочей силы, — отметил Аркадий Майсельз. — Это так привлекательно — построить дом за один день! Разумеется, речь идет о строительстве не небоскреба, а одно-двухэтажного дома, который по своим потребительским характеристикам не будет отличаться от такого же дома, возведенного более привычным нам способом. Более высокая этажность требует учета требований к прочности, сантехнике, вентиляции, электроснабжения на совершенно ином уровне, но невозможным это не представляется.

В рамках программы GameChanger команда Creavis, занимающаяся прогнозированием и являющаяся подразделением стратегических инноваций компании Evonik, изучает влияние технологии 3D-печати на строительную промышленность. Хороший пример высоких ожиданий, связанных с печатью домов, был продемонстрирован в ОАЭ. В Дубае впервые показан пример строительства офисного здания из печатных модулей. Ожидается, что к 2030 году 25 процентов всех зданий в Дубае будут построены с помощью 3D-принтеров. По мнению Аркадия Майсельза, этот опыт может быть успешно тиражирован и в других странах.

— Проблема теплоизоляции — проблема стран с экстремальными колебаниями температуры. В этом смысле, как ни парадоксально, страны Аравийского полуострова и Россия схожи, — рассказал эксперт. — В одном случае теплоизоляция защищает от жары, в другом — от мороза. 3D-печать позволяет создавать структуры с заданными теплоизолирующими свойствами за счет «печати» пор. В июле Evonik Industries AG и HDB (Singapore s Housing Development Board — основной застройщик Сингапура, которому принадлежит более 70 процентов жилого фонда) подписали меморандум о намерениях для совместного развития применения в строительстве теплоизолирующих материалов и 3D-печати.

В современных российских условиях 3D-печать идеально подходит для строительства домов в дачных поселках, домов низкой этажности и коттеджей, полагает Аркадий Майсельз. Строительство более сложных построек упирается не в технические сложности, а в отсутствие стандартов, нормативной документации, допущенных строительных материалов и технологий. «3D-печать подходит как для массовой застройки, так и для индивидуальной. Преимущества одни и те же — простота, быстрота, отсутствие человеческого фактора на стройке, что не так маловажно», — заключил эксперт.

Источник

Оцените статью
Строительство: баня и сауна
Adblock
detector