3d печать бетоном
Кроме зданий, возможна печать малых архитектурных форм, декоративных элементов и многого другого — все зависит лишь от целей строительства и фантазии архитектора. Чтобы сделать ее финансово жизнеспособной, вы должны сделать структуру простой и стандартизированной. Что дальше?
В Томске c 3D-печатью экспериментирует ТДСК — они используют готовые строительные смеси, но не разрабатывают собственных. Что такое бетон? Вяжущее вещество, заполнитель, вода и модифицирующие добавки. В томской лаборатории уже опробовали составы на основе гипсового и цементного вяжущего, есть готовые напечатанные «малые архитектурные формы» и различные образцы для проведения испытаний. Ее преимущество, по сравнению с опалубочным методом заливки метод заливки перекрытий бетоном — прим.
Печать бетоном на 3D-принтере проводится в несколько этапов: сначала создается модель конструкции в электронном виде, после чего происходит замешивание и подготовка смеси. Через насос смесь подается по шлангу в экструзионную головку — и производится печать изделия. Для принтера в ТГАСУ смесь пока замешивается вручную, но ее подача и формовка изделия — автоматизированы.
Готовому изделию нужно время, чтобы набраться прочности перед транспортировкой. Хотя срок эксплуатации зданий из бетона может достигать лет. При разработке определенных составов и технологии мы ориентируемся на срок до лет.
Сейчас есть два варианта применения технологии 3D-печати в строительстве: сбор здания из деталей, созданных на принтере и отпечатка его целиком. Так, в Ярославе, конструкция была собрана из отдельных компонентов — стен, декоративных элементов. Печатали их на маленьком принтере, а затем собирали на стройплощадке как конструктор.
Пусть процесс займет несколько суток, в зависимости от характеристик принтера, но зато не потребуется привлечение рабочей силы на монтаж отдельных конструкций. Между 3D-печатью металлом, пластиком и бетоном есть колоссальное отличие, единственное, что их связывает — название и технология послойного нанесения. С металлом технология отличается от какой-либо печати больше всего — при формовке проволока сплавляется лазерным лучом, иногда применяются порошковые материалы.
А вот печать бетоном не требует дополнительного термического воздействия в процессе. Поскольку эта технология нова, а нормативная практика постоянно меняется, соблюдение этих правил может оказаться непростым.
Но я не думаю, что есть повод для беспокойства в отношении безопасности 3D-печатных конструкций. Использование форм для изготовления компонентов литьем будет намного быстрее, потому что при 3D-печати вам потребуется дополнительное время, чтобы убедиться, что предыдущий слой сможет поддерживать структуру, прежде чем добавить следующий.
Одно из преимуществ, которое могут обеспечить 3D-печатные конструкции по сравнению с обычными строительными методами, заключается в том, что в них намного проще включить интеллектуальные технологии, например, датчики, что облегчило бы их интеграцию в концепт «умного города». С этой точки зрения гораздо сложнее модернизировать существующие дома, построенные с использованием традиционных строительных технологий. Разработка новых технологий требует времени.
Речь идет о тестировании, изучении, и попытках определить все различные переменные. Однако какую роль она примет в строительной отрасли, мы пока не можем предсказать. Важный вопрос, конечно, заключается в том, сможем ли мы сделать ее финансово жизнеспособной? Является ли эта технология чем-то таким, за что клиенты будут платить?
Будет ли стоимость приобретения специальных 3D-технологий конкурентоспособной, или хотя-бы сопоставимой с тем, что предлагается на рынке? Существуют и другие способы достижения аналогичных результатов, и эти варианты являются более дешевыми и легкодоступными для строительной отрасли. Существует несколько компаний в США и Европе, которые заявляют, что занимаются 3D-печатью бетона, но за последние два-три года они выполнили только небольшие проекты, такие как частные дома.
Одна российская компания возводила трехэтажное здание в Дубае, а другая компания, уже в Эстонии, занимается строительством дома с помощью 3D-печати сейчас. Мы помогаем им воплотить это в реальность, но до завершения проекта еще далеко. Строительство является высокорегулируемой отраслью, и одна из причин, по которой напечатанный на 3D-принтере бетон перестает быть коммерчески доступным, — это время, необходимое для получения разрешений.
Кроме того, бетон, используемый для 3D-печати, дороже традиционных бетонных материалов из-за примесей, необходимых для обеспечения правильного состава. Однако, эта технология продолжает развиваться. Когда печатается стена в формате 3D, она похожа на сэндвич с двумя подслоями, чтобы было место для труб и вентиляции.
В Цюрихе удалось построить трехэтажный дом с использованием различных технологий.
Они изобрели «умную плиту», которая имела все элементы отопления внутри, однако для этого были использованы очень дорогие 3D-печатные формы. Это был экспериментальный проект, чтобы доказать, что концепция может быть реализована. Большинство компаний, занимающихся 3D-печатью в строительстве, конечно, говорят, что эта технология лучше, чем сборный железобетон, но в действительности это до сих пор не доказано.
Ашиш Мохите докторант факультет машиностроения университет Аалто, г.
Нынешняя технология, используемая в строительстве — это заливка бетона. Чтобы сделать ее финансово жизнеспособной, вы должны сделать структуру простой и стандартизированной. Если вы этого не сделаете, то цена поднимется, так как вам придется изготавливать и настраивать различные формы. Помимо этого — простые изделия не только визуально не привлекательны, но и требуют большого количества бетона при изготовлении. Можем печатать строки, чтобы сделать плиту, и использовать материалы только в тех местах, где они нам действительно нужны.
Вместе с тем, это означает, что мы должны разработать и новые методики проектирования, чтобы извлечь выгоду из технологии. К сожалению, это требует времени. Отрасль сосредоточена на том, чтобы использовать доступный в настоящее время материал.
По-моему, если вы собираетесь что-то изменить, вам лучше посмотреть на это в социальном аспекте и в аспекте устойчивости. Я увидел возможность при работе с цифровым бетоном: все поддерживают изменение состава бетона, потому что 3D-печать не воспринимается как угроза традиционной строительной отрасли. Я думаю, что 3D-печать открывает много возможностей для изготовления «умных материалов». Одним из достоинств портальных принтеров серии S- то, что для печати можно использовать различные строительные смеси, специальные и самые дешёвые.
Для печати неответственных конструкций, например малых форм для ландшафта, подойдет пескобетон М Прочности хватит. Зимой выстоит. Цена такой смеси минимальна — дешевле товарного бетона. Рентабельность налицо! Если ваша конструкция должна быть очень прочной или например полностью влагонепроницаемой — придется купить специальный бетон. Более 15 составов для нашего оборудования уже выпускают промышленно два предприятия в России. При добавлении диатомитовых шариков фактура поверхности становится шероховатой.
Просто находка для декоративных элементов!
Гипс водостойкий, подходит для облицовки зданий.
