Строительная 3D-печать

редактировать

Строительная 3D-печать (c3Dp) или 3D-печать в строительстве (3DCP) относится к различным технологиям, использующим 3D-печать в качестве основного метода изготовления или строительных компонентов. Также используются альтернативные термины, такие как аддитивное строительство, автономная роботизированная система строительства (ARCS), крупномасштабное аддитивное производство (LSAM) или строительство произвольной формы (FC), также для обозначения подгрупп, таких как «3D-бетон», Используется для обозначения технологий экструзии бетона.

.

Существует множество методов 3D-печати, используемых в масштабах строительства, используемых из которых являются экструзия (бетон / цемент, воск, пена, полимеры ), порошковое связывание (полимерное связывание, реактивное связывание, спекание ) и аддитивная сварка. 3D-печать в строительных масштабах найдет широкое применение в частном, коммерческом, промышленном и государственном секторе. Потенциальные преимущества этих технологий включают более быстрое строительство, более низкие затраты на рабочую силу, повышенную сложность и точность, большую интеграцию функций и меньшее количество отходов.

На сегодняшний день существует ряд различных подходов, которые включают в себя изготовление зданий и строительных компонентов на месте и за его пределами с использованием промышленных роботов, портальные системы и привязные автономные транспортные средства. Демонстрация строительных технологий 3D-печати на сегодняшний день включает изготовление домов, строительных компонентов (облицовочные и структурные панели и колонны), мостов и инфраструктуры, искусственных рифов, безумств и скульптур.

Популярность этой технологии в последние годы значительно выросла у многих новых компаний, в том числе при известных имен из строительной отрасли и академических кругов. Первое живое здание, напечатанное на 3D-принтере в Европе и СНГ, первое живое здание, напечатанное на 3D-принтере в Европе и СНГ. первое здание, напечатанное на 3D-принтере полностью одобрен властями (COBOD International), среди многих других.

Содержание
  • 1 История
    • 1.1 Технологии посева 1950–1995
    • 1.2 Ранние разработки 1995–2000
    • 1.3 Первое поколение 2000–2010
    • 1.4 Второе поколение 2010– настоящее время
  • 2 Дизайн
  • 3 Структуры
    • 3.1 3D-печатные здания
    • 3.2 3D-печатные мосты
    • 3.3 3D-печатные архитектурные формы
    • 3.4 Внеземные печатные конструкции
  • 4 Бетонная печать
  • 5 Скорость строительства
  • 6 Исследования и общественные знания
    • 6.1 Современные исследования
    • 6.2 Первая конференция по печати 3D Construction
    • 6.3 Интерес СМИ
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки
История

Технологии посева 1950–1995

Роботизированная кладка кирпича была концептуализирована и исследована в 1950-х годах, а разработка связанных с ней технологии автоматизированного строительства началась в 1960-х годах с применением перекачиваемого бетона и изоцианатной пены. В Японии впервые в Японии для устранения проблем строительства высотных зданий использовали Симидзу и Симидзу и разработали автоматизированное производство целых зданий с использованием методов формирования проскальзывания и роботизированной сборки компонентов, похожих на 3D-печать. Hitachi в 1980-х и 1990-х годах. Многие из этих ранних подходов к работе на месте потерпели неудачи из-за строительного «пузыря», их неспособности реагировать на новые и проблемы с подачей и подготовкой материалов на площадке в застроенных областях.

Ранние разработки 1995–2000

Ранние разработки Разработка и исследования 3D-печати ведутся с 1995 года. Были изобретены два метода, один Джозефом Пенья, который был разработан на песок / метод формования, в котором для выборочного связывания материала слоями или твердыми частями используется пар, хотя этот метод никогда не демонстрировался.

Вторая техника, Contour Crafting, разработанная Бехроком Хошневисом, изначально начиналась как новый метод экструзии и формовки керамики, как альтернатива появляющейся технологии 3D-печати полимерами и металлами, и была запатентована в 1995 году. понял, что этот метод может превзойти эти методы, где «современные методы ограничиваются изготовлением деталей, размеры которых обычно меньше одного метра в каждом измерении». Примерно в 2000 году команда Хошневиса в USC Vertibi начала заниматься 3D-печатью цементных и керамических испытаний в масштабе строительства, охватывая и исследуя автоматизированную интеграцию модульного армирования, встроенную сантехнику и услуги в рамках одного непрерывного процесса строительства. На сегодняшний день эта технология протестирована в лабораторных масштабах, как утверждается, легла в недавних испытаниях в Китае.

.

Первое поколение 2000–2010 гг.

В 2003 году Руперт Соар заручился финансированием и сформировал группу по строительству произвольной формы в университете Лафборо, Великобритания, с целью расширения возможностей расширения формы технологий 3D-печати для строительных приложений. Ранняя работа определила проблему достижения любой реалистичной безубыточности для технологии в масштабе строительства и подчеркнула, что может быть путь к использованию массового повышения ценностного предложения интегрированного дизайна (много функций, один компонент). В 2005 году группа заручилась финансированием для создания крупномасштабной строительной 3D-печатной машины с использованием готовых компонентов (бетононасос, бетон для распыления, портальная система), чтобы изучить, насколько сложными могут быть такие компоненты и реально удовлетворить потребности в строительстве.

В 2005 году Энрико Дини, Италия, запатентовал технологию D-Shape, в которой использовалась крупномасштабная технология распыления / приклеивания порошка на площади примерно 6 м x 6 м x 3 м. Этот метод, изначально был разработан с использованием системы связывания на основе эпоксидной смолы, позже был адаптирован для использования неорганических связующих веществ. Эта технология была коммерчески использовать для ряда проектов в строительстве и других секторах, в том числе для [искусственных рифов].

Одной из последних разработок стала печать моста первого рода в мире. мир в сотрудничестве с IaaC и Acciona.

В 2008 году в Универсальный Лафборо, Великобритания, началась 3D-печать на бетоне, которую возглавил Ричард Басвелл и его коллеги, чтобы расширить группы до исследования и обратите внимание на то, как коммерческие приложения переходят от портаальной технологии к промышленному роботу, в связи с чем им удалось передать лицензию на технологии компании Skanska в 2014 году.

Второе поколение с 2010 г. по настоящее время

18 января 2015 г. Компания получила дальнейшее освещение в прессе с открытием еще 2 зданий, вилл в стиле особняка и 5-этажной башни, с использованием компонентов, напечатанных на 3D-принтере. Детальный фотографический осмотр показывает, что здания были построены как из сборных железобетонных изделий, так и из компонентов, напечатанных на 3D-принтере. Здания предоставьте собой первые в своем роде законченные конструкции, изготовленные с использованием строительных технологий 3D-печати. В мае 2016 года в Дубае открылось новое «офисное здание». Площадь 250 квадратных метров (2700 квадратных футов) - это то, что Дубайский музей будущего называет первым в мире офисным зданием, напанным на 3D-принтере. В 2017 году был анонсирован амбициозный проект строительства небоскреба, напечатанного на 3D-принтере, в Арабских Эмиратах. строительство поможет укрепить. В настоящее время нет конкретных деталей, таких как высота здания или точное местоположение.

FreeFAB Wax ™, изобретенный Джеймсом Б. Гардинером и Стивеном Янссеном в Лэйнг О'Рурк (строительная компания). Запатентованная технология находится в разработке с марта 2013 года. Эта технология использует 3D-печать в строительном масштабе для печати больших размеров инженерного воска (до 400 л / час) для изготовления «быстрой и грязной» 3D-печатной для формы сборного железобетона, бетон, армированный стекловолокном (GRC) и другие напыляемые / литье материалы. Затем поверхность отливки формы подвергается 5-осевому фрезерованию с удалением приблизительно 5 мм воска для высококачественной формы (шероховатость поверхности приблизительно 20 микрон). После отверждения компонента форма либо дробится, либо расплавляется, используется повторно, что снижает количество отходов по с традиционными технологиями формования. Преимущества этой технологии заключаются в высокой скорости изготовления пресс-форм, повышении эффективности производства, сокращении трудозатрат и фактического устранения отходов за счет повторного использования материалов для изготовления пресс-форм на заказ по сравнению с традиционными технологиями пресс-форм.

Система была впервые настроена в 2014 году. с помощью промышленной робота. Позднее система была адаптирована для интеграции с 5-осевым высокоскоростным порталом для достижения высоких скоростей и допусков фрезерования поверхности, необходимых систем. Первая промышленная система установлена ​​на заводе Laing O'Rourke в Соединенном Королевстве, и в конце 2016 года планируется начать промышленное производство для известного лондонского проекта.

Инженерный корпус армии США, Центр инженерных исследований под руководством Исследовательской лаборатории строительной инженерии (ERDC-CERL) в Шампейне, штат Иллинойс, США, начали исследования в области технологий развертываемых строительных 3D-принтеров, начиная с сентября 2015 года. Успех в этой работе привел к разработке программы аддитивного строительства в ERDC-CERL. Пилотный проект «Автоматизированное строительство экспедиционных сооружений» (ACES) был сосредоточен на 3D-печати бетона и охватывал широкий спектр исследовательских областей. Темы включали системы печати, пригодные для печати бетонные материалы, структурное проектирование и испытания, а также методы строительства. В результате проекта ACES было проведено 3 демонстрации: контрольно-пропускной пункт, первые укрепленные бетонные казармы, построенные из добавок, пропуск гражданской и военной инфраструктуры (барьеры Джерси, Т-образные стены, водопропускные трубы, бункеры и боевая позиция) на Манувере армии США. Эксперименты по поддержке, поддержке защиты (MSSPIX). В 2017 году ERDC CERL начал сотрудничество с Корпусом морской пехоты США, что привело к первой демонстрации бетонной 3D-печати военнослужащими, усиленной 3D-печатной бетонной хижине с 3D-печатью, первым напечатанным на 3D-принтере мостом в Северной и Южной Америке и первой демонстрации печати. с насадкой 3 дюйма. Благодаря этой работе ERDC и морские пехотинцы смогли протестировать конструкционные характеристики армированных 3D-печатных сборок бетонных стен и мостовых балок, отказоустойчивость системы печати и циклы обслуживания, расширенные операции печати, опубликованное 24-часовое заявление о строительстве и разработке жизнеспособных методов армирования и строительства с использованием общепринятых решений практики. Работа ERDC превзошла готовность и надежность развертывания технологий 3D-точки зрения обучения персонала и работы без посторонней помощи, транспортировки и мобильности принтера, расширенного использования системы, всепогодной печати, печати на неровной поверхности, материалов, доступных на месте, и методов строительства.

Компания MX3D Metal, основанная Лорисом Джаарманом и его командой, разработала две 6-осевые роботизированные системы 3D-печати, в первой используется термопласт, который экструдируется, в частности, эта система позволяет изготавливать неплоские шарики произвольной формы. Вторая - это система, основанная на аддитивной сварке (по существу, точечная сварка предыдущих точечных сварных швов). Аддитивная технология сварки была расширенной группой в прошлом, однако металлическая система MX3D является наиболее совершенной на сегодняшний день. MX3D в время работы над изготовлением и установкой металлического моста в настоящее время Амстердаме.

BetAbram - это простой портальный 3D-принтер для экструзии бетона, пример в Словении. Эта система доступна на коммерческой основе, предлагая потребителям 3 модели (P3, P2 и P1) с 2013 года. Самый большой P1 может печатать объекты размером до 16 x 9 x 2,5 м. 3D-печать бетона, модель Руденко, представляет собой принтер в портальной конфигурации, система имеет аналогичные результаты с Winsun и другими технологиями 3D-печати бетона, однако использует легкий портал ферменного типа. По этой технологии была изготовлена ​​версия замка и гостиничного номера на заднем дворе на Филиппинах.

Первое в мире серийное производство строительных принтеров было запущено компанией SPECAVIA, расположенной в Ярославле (Россия). В мае 2015 года компания представила первую модель строительного 3D-принтера и объявила о старте продаж. По состоянию на начало 2018 года группа компаний «АМТ-СПЕКАВИА» выпускает 7 моделей портальных строительных принтеров: от малоформатных (для печати малых архитектурных форм) до крупногабаритных (для печати зданий до 3 этажей). Сегодня строительные 3D-принтеры российского производства под торговой маркой «АМТ» работают в нескольких странах, в том числе в 2017 году был доставлен первый строительный принтер в Европу - для 3DPrinthuset (Дания). Этот был использован в Копенгагене для строительства первого 3D-печатного здания в ЕС (офис-отель 50 м2).

XtreeE разработала многокомпонентную систему печати, установленную на 6-осевой роботизированной руке. Проект стартовал в июле 2015 года и может похвастаться сотрудничеством и инвестициями от сильных компаний в строительной отрасли таких как Saint Gobain, Vinci и LafargeHolcim. 3DPrinthuset, успешный датский стартап 3DPrinting, также начал строительство вместе со своей дочерней компанией COBOD International, которая в октябре 2017 года создала собственный портальный принтер. В сотрудничестве с известными именами в скандинавском регионе, такими как NCC и Force Technology, дочернее предприятие компании быстро набрало обороты, построив первый в Европе дом с 3D-печатью. Проект Building on Demand (BOD), как называется структура, представляет собой небольшой офисный отель в Копенгагене, район Нордхавн, со стенами и частью фундамента полностью напечатанными, а остальная часть конструкции выполнена в традиционном строительстве. По состоянию на ноябрь 2017 года здание находится на заключительном этапе установки арматуры и кровли, в то время как все детали, напечатанные на 3D-принтере, были полностью завершены.

SQ4D был признан лучшим 3D-строителем 2019 года с его первым в своем роде дизайн без ограничений по площади S-Squared ARCS VVS NEPTUNE с его портальной системой 9,1 x 4,4 x ∞ из США. S-Squared 3D Printers Inc - это 3D-принтер, производственная и розничная компания в Лонг-Айленде, Нью-Йорк. Компания была основана в 2014 году и производит 3D-принтеры для любителей, библиотеки и программы STEM. В 2017 году компания запустила новое подразделение, S-Squared 4D Commercial, для строительства домов и коммерческих зданий с помощью установки для 3D-печати под названием Autonomous Robotic Construction System (ARCS). Эта оптимизированная компания, основанная Робертом Смитом и Марио Щепански, насчитывает 13 сотрудников.

Автономная роботизированная система строительства (ARCS) - это экологически чистый бетон размером 20 на 40 футов который, может построить дом площадью 1490 квадратных футов за 36 часов. Система может строить дома, коммерческие здания, дороги и мосты. ARCS может выполнять проекты площадью от 500 футов до более чем одного миллиона квадратных футов.

Дизайн

Архитектор Джеймс Брюс Гардинер первый из двух проектов разработал архитектурный дизайн для строительства 3D-печать. Первая Freefab Tower 2004 г. и вторая Villa Roccia 2009–2010 гг. FreeFAB Tower основан на оригинальной концепции сочетания гибридной формы строительной 3D-печати с модульной конструкцией. Это был первый архитектурный проект здания, ориентированное использование строительной 3D-печати. Влияния можно увидеть в различных дизайнах, используемых Winsun, в том числе в статьях об оригинальном пресс-релизе Winsun и офисе будущего. Проект FreeFAB Tower также отражает первое использование многоосных роботизированных манипуляторов в строительной 3D-печати. Использование таких машин в строительстве в последние годы неуклонно росло благодаря проектам MX3D и Branch Technology.

The Villa Roccia 2009–2010 продвинула эту новаторскую работу на новом уровне, разработав проект виллы в Порто Ротондо, Сардиния, Италия, в сотрудничестве с D-Shape. При проектировании виллы особое внимание уделялось развитию архитектурного языка, характерного для конкретного места, под влиянием скальных образований на территории и вдоль побережья Сардинии, а также с учетом использования процесса 3D-печати сборных панелей. Проект прошел прототипирование и до полного строительства не дошел.

Франсиос Роше (R Sie) в 2005 году разработал выставочный проект и монографию «Я слышал о», в которой исследовалось использование весьма спекулятивной самодвижущейся змеи, такой как автономное устройство для 3D-печати, и системы генеративного дизайна для создания высотных жилых башен.. Несмотря на то, что этот проект невозможно реализовать с использованием существующих или современных технологий, он продемонстрировал глубокое исследование будущего дизайна и строительства. На выставке были продемонстрированы крупномасштабные станки для фрезерования пенопласта с ЧПУ и штукатурки для создания ограждающих конструкций произвольной формы.

перформативная архитектура голландского архитектора Джанжаапа Руийссенаарса планировалось построить при участии голландских компаний. Дом планировалось построить в конце 2014 года, но этот срок не был соблюден. Компании заявили, что они по-прежнему привержены проекту.

The Building On Demand, или BOD, небольшой офисный отель, напечатанный на 3D-принтере 3D Printhuset (теперь COBOD International) и спроектированный архитектором Аной Гойдеа, включил изогнутые стены и эффект ряби на их поверхности, чтобы продемонстрировать свободу дизайна, которую позволяет 3D-печать в горизонтальной плоскости.

Конструкции

здания с 3D-печатью

Первый в Европе жилой дом с 3D-печатью

.

Дом с 3D-печатью был первым полномасштабным строительным проектом компании. добрый, чтобы оторваться от земли. За короткое время Kamermaker был усовершенствован, чтобы увеличить скорость производства на 300%. Однако прогресс не был достаточно быстрым, чтобы претендовать на звание «Первый в мире дом с 3D-печатью».

Первое жилое здание в Европе и СНГ, построенное с использованием строительных технологий 3D-печати., был дом в Ярославле (Россия) площадью 298,5 кв.м. Стены здания напечатаны компанией SPECAVIA в декабре 2015 года. 600 элементов стен напечатаны в цехе и смонтированы на строительной площадке. После завершения конструкции крыши и внутренней отделки в октябре 2017 года компания представила полностью готовое 3D-здание.

Особенность этого проекта в том, что впервые в мире пройден весь технологический цикл строительства. :

  1. проектирование,
  2. получение разрешения на строительство,
  3. оформление здания,
  4. подключение всех инженерных систем.

Важная особенность 3D дома в Ярославле, что также отличает данный проект от других реализованных - это не презентационная конструкция, а полноценный жилой дом. Сегодня здесь проживает настоящая, обычная семья.

Голландские и китайские демонстрационные проекты постепенно создают здания, напечатанныена 3D-принтере, в Китае, Дубае и Нидерландах. Использование возможностей для ознакомления с возможностями новой системы построения информационных технологий в 3D-жилых помещениях. Небольшой бетонный дом был напечатан на 3D-принтере в 2017 году.

The Building on Demand (BOD), первый дом в Европе, напечатанный на 3D-принтере, - это проект, корпоративный COBOD International (ранее известный как 3DPrinthuset, теперь его дочерняя компания)) для небольшого 3D-печатного офисного отеля в Копенгагене, район Нордхавн. Здание также является первым постоянным зданием, напечатанным на 3D-принтере, со всеми разрешениями и полностью одобренным властями. По состоянию на 2018 год здание полностью завершено и отремонтировано.

Мосты, напечатанные на 3D-принтере

В Испании первый в мире пешеходный мост, напечатанный в 3D-формате (3DBRIDGE), был открыт 14 декабря 2016 г. городской парк Кастилья-Ла-Манча в Алькобендасе, Мадрид. Используемая технология 3DBUILD была выбрана ACCIONA, которая отвечала за структурное проектирование, редактирование материалов и производство 3D-печатных элементов. Мост имеет общую длину 12 метров и ширину 1,75 метра и выполнен из микроармированного бетона. Архитектурный дизайн был выполнен Институтом передовой архитектуры Каталонии (IAAC).

3D-принтер, используемый для строительства пешеходного моста, был произведен D-Shape. Мост, напечатанный на 3D-принтере, отражает сложность форм и разработана с помощью параметрического проектирования и компьютерного проектирования, что позволяет оптимизировать ресурсы и позволяет максимизировать конструктивные характеристики, позволяя размещать материал только там, где это позволяет, с полной свободой форм. Напечатанный на 3D-принтере пешеходный мост Алькобендаса стал вехой для промышленного сектора на международном уровне, в этом новом проекте впервые применена крупномасштабная технология 3D-печати в области гражданского строительства в общественных местах.

Архитектурные формы, напечатанные на 3D-принтере

В августе 2018 года в Палехе (старый город в России) впервые в мире была применена аддитивная технология для создания фонтана.

Фонтан «Сноп» (Сноп) изначально был создан в середине 20 века известным скульптором Николаем Дыдыкиным. В настоящее время, при реставрации фонтана, его форма была изменена с прямоугольной на круглую. Обновилась и система подсветки. Обновленный фонтан сейчас имеет диаметр 26 метров и глубину 2,2 метра. Парапет 3D-фонтана с внутренними коммуникационными системами напечатан на строительном принтере АМТ производства группы АМТ-СПЕЦАВИА.

Внеземные печатные конструкции

Печать зданий была предложена как особенно полезная технология для создания внеземных сред среды обитания, таких как среды обитания на Луне или Марс. По состоянию на 2013 год Европейское космическое агентство работало с лондонским компанией Foster + Partners, чтобы изучить возможности печати лунных баз с использованием обычных технологий 3D-печати. В январе 2013 года предложено устройство 3D-принтера для строительства зданий, которое будет использовать сырье из лунного реголита для производства лунных строительных конструкций, в то же время используя закрытые надувные жилища для размещения людей внутри печатных лунных структур. В целом, эти среды обитания потребуют, чтобы использовались местные лунные материалы, в которых использовались десять процентов массы конструкции . Куполообразные конструкции будут иметь форму несущей цепной цепи со структурной опорой, имеющейся структурой с закрытыми ячейками, напоминающей кости птицы. Согласно этой концепции, «напечатанный» лунный грунт будет обеспечивать «радиационную, так и температурную изоляцию» для обитателей Луны. Строительная технология смешивает лунный материал с оксидом магния, который превратит «лунный материал в пульпу, который можно распылить, чтобы сформировать блок», когда связующая соль применил, что «Этот превращает [этот] материал в твердое тело, подобное камню». Также предусмотрен тип серы бетон.

Были завершены испытания 3D-печати архитектурной конструкции с смоделированным лунным материалом с использованием большой вакуумная камера в наземной лаборатории. Этот метод включает в себя впрыскивание связывающей жидкости под поверхность реголита с помощью сопла 3D-принтера, которое в ходе испытаний улавливало капли размером 2 миллиметра (0,079 дюйма) под поверхностью за счет капиллярных сил. В качестве принтера использовался D-образный.

. Были разработаны различные элементы лунной инфраструктуры, включая посадочные площадки, противовзрывные стены, дороги, ангары и топливо. хранилище. В начале 2014 года НАСА профинансировало небольшое исследование в Университета Южной Калифорнии с целью дальнейшего развития технологии 3D-печати Contour Crafting. Потенциальные применения этой технологии включают создание лунных структур из материала, который может состоять до 90 процентов лунного материала, причем только десять процентов материалов требует транспортировки с Земли.

НАСА также изучает другой метод, который включал бы спекание лунной пыли с использованием маломощной (1500 Вт) энергии энергии. Лунный материал будет связан посредством нагревания до 1200-1500 ° C (2190-2730 ° F), чтобы сплавить пыль наночастицы в твердый блок, который керамический -подобный, и не требует транспортировки связующего материала с Земли, как того требуют подходы Foster + Partners, Contour Crafting и D-shape к печати внеземных зданий. Будет назван один конкретный предлагаемый план строительства лунной базы с использованием этой техники, в котором будет находиться шестиногий робот JPL ATHLETE для автономной работы или телероботически строить лунные конструкции.

Бетонная печать

Крупномасштабная цементная 3D-печать устраняет необходимость в традиционном формовании с помощью точного размещения или отверждения определенных параметров материала в последовательных слоях с помощью процесса позиционирования, с помощью компьютера. Этот подход к 3D-печати состоит из трех основных этапов: подготовка данных, подготовка бетона и печать компонентов.

Для создания траекторий и данных реализованы различные методы создания траекторий роботизированных зданий. Общий подход состоит в том, чтобы разрезать трехмерную фигуру на плоские тонкие слои постоянной толщины, которые можно накладывать друг на друга. В этом методе каждый слой состоит из контурной линии и шаблона заполнения, который может быть реализован в виде сотовых структур или кривых заполнения пространства. Другой метод - метод тангенциальной непрерывности, позволяющий создавать трехмерные дорожки зданий с локально изменяющейся толщиной. Этот метод приводит к созданию постоянных контактных поверхностей между двумя слоями, поэтому можно избежать геометрических зазоров двумя слоями, которые часто ограничивают процесс 3D-печати.

Стадия подготовки материала включает смешивание и размещение бетона в контейнере.. После того, как свежий был помещен в контейнер, его можно транспортировать через систему насос - труба - сопло для распечатки самоуплотняющихся бетонных волокон, которые могут образовывать слой за слоем. -слойные структурные элементы. В аддитивных процессах прокачиваемость и стабильность экструзии важны для применения растворов. Все эти свойства будут действовать в зависимости от конструкции бетонной смеси, системы доставки и устройства для нанесения. Общие характеристики 3D-печати мокрым бетоном подразделяются на четыре основные характеристики:

  • Прокачиваемость: Легкость и надежность, с которой перемещается через систему доставки
  • Возможность печати: Легкость и надежность нанесения материала через устройство для осаждения
  • Строимость: Сопротивление осажденного влажного материала деформации под нагрузкой
  • Открытое время: Период, в течение которого указанные выше свойства соответствуют допустимым допускам.

Выполнить процесс печати, требуется система управления. Эти системы обычно можно разделить на две категории: портальные системы и системы с роботизированной рукой. Портальная система управляет манипулятором, установленным на потолке, для определения местоположения печатающего сопла в декартовых дополнительных координатах XYZ , в то время как роботизированные манипуляторы обеспечивают соплу степень свободы, позволяя более точные рабочие процессы печати, такие как печать методом тангенциальной непрерывности. Независимо от системы, используемой для печати (портальный кран или роботизированная рука) координация между скоростью перемещения сопла и расходом материала имеет решающее значение для результата печати нити. В некоторых случаях можно запрограммировать синхронную работу нескольких манипуляторов для 3D-печати, что сокращает время строительства. Наконец, автоматизированные процедуры постобработки могут использоваться в сценариях, которые требуют удаления опорных конструкций или какой-либо обработки поверхности.

Скорость строительства

Были сделаны Бехрохом Хошневисом с 2006 года для 3D-печати дома за день, с дальнейшими заявлениями о том, что условно завершить строительство можно примерно за 20 часов «принтерного» времени. К январю 2013 года рабочие версии технологии 3D-печати для строительства печатали 2 метра (6 футов 7 дюймов) строительного материала в час, следующее поколение принтеров обеспечивает скорость 3,5 метра (11 футов) в час. Достаточно, чтобы построить здание за неделю.

Китайская компания WinSun построила несколько домов с использованием больших 3D-принтеров, используя смесь быстросохнущего цемента и переработанного сырья. Компания Winsun сообщила, что десять демонстрационных домов были построены за 24 часа, каждый из которых стоил 5000 долларов США (не включая поддержку, опоры, услуги, двери / окна и отделку). Однако пионер строительной 3D-печати доктор Бехрох Хошневис утверждает, что это было подделкой, и что WinSun украл его интеллектуальную собственность.

Исследования и общественные знания

Есть несколько исследовательских проектов, связана с Строительная 3D-печать, такая как проект 3D-печати из бетона (3DCP) в Технологическом университете Эйндховена или различные проекты в Институте передовой архитектуры Каталонии (Пилос, Mataerial, и мини- строители). Список исследовательских проектов за последние пару лет расширился еще больше благодаря растущему интересу к этой области.

.

Современные исследования

Большинство проектов были целенаправленно. по исследованию физических возможностей, лежащих в основе технологий, таких как технология печати, материалов и различных вопросов, связанных с ними. COBOD International (ранее известная как 3DPrinthuset, теперь ее дочерняя компания) недавно провела исследование, направленное на изучение текущих состояний технологий во всем мире, посетив более 35 различных проектов, связанных с 3D-печатью. Для каждого проекта был выпущен отчет об исследовании, и собранные данные использовались для унификации всех различных технологий в первой стандартной стандартизированной категоризации и терминологии.

Исследователи Университета Пердью впервые применили процесс 3D-печати, известный как Печатные материалы для архитектурных материалов на основе цемента. Они продемонстрировали, что с помощью 3D-печати возможны биологические конструкции из материалов на основе цемента, а также могут быть достигнуты новые рабочие характеристики, такие как отказоустойчивость и соответствие требованиям.

Первая конференция по 3D-печати в строительстве

Наряду с исследованиями, 3DPrinthuset (теперь известная как COBOD International) организовала две международные конференции по 3D-печати в строительстве (февраль и ноябрь 2017 г. соответственно) с целью привлечь вместе с самыми сильными именами в этой развивающейся отрасли, чтобы обсудить потенциал и проблемы, которые ждут впереди. Конференции были первыми в своем роде и объединили такие имена, как D-Shape, Contour Crafting, Cybe Construction, Eindhoven's 3DCP research, Winsun и многие другие. Наряду со специалистами в области 3D-печати, впервые были отмечены сильные позиции ключевых игроков традиционной строительной отрасли с такими именами, как Sika AG, Vinci, Роял БАМ Групп, НКЦ и другие. Возникла общая идея, что в области 3D-печати для строительства необходима более унифицированная платформа, на которой можно обмениваться идеями, приложениями, проблемами и проблемами и обсуждать их.

Интерес СМИ

Несмотря на то, что первые шаги были сделаны почти три десятилетия назад, строительная 3D-печать долгие годы пыталась добиться успеха. Первыми технологиями, привлекшими внимание средств массовой информации, были Contour Crafting и D-Shape с несколькими эпизодическими статьями в 2008–2012 годах и телеотчетом 2012 года. D-Shape также был показан в независимом документальном фильме, посвященном его создателю Энрико Дини, под названием «Человек, который печатает дома».

Один важный прорыв произошел с объявлением о первом 3D-печатном здании, используя готовые компоненты для 3D-печати, произведенные компанией Winsun, которая утверждала, что с ее помощью может печатать 10 домов в день. Хотя утверждения еще не были подтверждены, эта история вызвала широкую поддержку и растущий интерес к этой области. В течение нескольких месяцев начали появляться многие новые компании. Это привело ко многим новым начинаниям, которые дошли до средств массовой информации, например, в 2017 году был создан первый пешеходный мост с 3D-печатью и первый мост с 3D-печатью для велосипедистов, а также первый структурный элемент, сделанный с помощью 3D-печати в 2016 году, среди многих других.

Недавно COBOD International, ранее известная как 3DPrinthuset (дочерняя компания), привлекла широкое внимание СМИ своим первым постоянным зданием, напечатанным на 3D-принтере, первым в своем роде в Европе. Проект создал важный прецедент, став первым зданием, напечатанным на 3D-принтере, с разрешением на строительство и документацией, а также с полным одобрением городских властей, что стало важной вехой для более широкого признания в области строительства. История получила широкое освещение как в национальных, так и в международных СМИ, появившись на телевидении в Дании, России, Польше, Литве и многих других странах.

См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-15 10:39:25
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте