Технология 3-D печати в строительстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технология 3-D печати в строительстве

Багапова Диана

Аннотация

Строительные технологии не стоят на месте. Разработка и создание недорогих, энергоэффективных, долговечных строительных материалов с высокими прочностными характеристиками становится настоящим трендом в научном мире. Вместе с этим не стоят на месте и сами технологии возведения зданий и сооружений. Технология 3D - печатив строительной индустрии стремительно набирает обороты. В данной статье рассмотрены примеры использования 3D - принтеров как для создания штучных видов строительных материалов и изделий, так и для печати целых зданий или их отдельных частей. 3d печать строительный материал

Ключевые слова: 3D - печать, 3D - принтер, новые технологии строительства, керамический кирпич, строительные материалы, BuildingBytes.

Building technologies do not stand still. The development and creation of inexpensive, energy efficient, durable building materials with high strength characteristics is becoming a real trend in the scientific world. At the same time, the technologies of erecting buildings and structures do not stand still. Technology 3D - printing in the construction industry is rapidly gaining momentum. This article discusses examples of using 3D printers for creating piece types of building materials and products, as well as for printing entire buildings or their individual parts.

Key words: 3D printing, 3D printer, new construction technologies, ceramic brick, building materials, Building Bytes.

Развитие строительных технологий способствует постоянному совершенствованию области строительного материаловедения. Стремление к экономической и энергетической эффективности строительства ежегодно создавать новые и улучшать свойства уже существующих строительных материалов. Основной упор идет на создание недорогих, энергоэффективных, долговечных строительных материалов с высокими прочностными характеристиками.

Брайан Петерс, один из основателей компании «DesignLabWorkshop» в Амстердаме, имеет многолетний опыт работы с 3D-принтерами. Один из его проектов был связан с использованием 3D-принтеров для изготовления строительных материалов. Результат работы Брайана - проект BuildingBytes(рис. 1) - это система, использующая переносные 3D-принтеры в качестве мобильных кирпичных заводов для полноценного строительства.[1]

Рисунок 1. КерамическиеизделияBuildingBytes, изготовленные с использованием 3D-принтера

Данные кирпичи изготавливаются из пластичной глиняной массыс применением силикат-натриевого связующего с добавками, повышающими водостойкость, путем последовательного нанесения слоев глины по заданной траектории один за другим, до тех пор, пока кирпич не наберет нужную высоту (рис 2). После формования и твердения из кирпичей можно возводить любые ограждающие конструкции, в том числе декоративного назначения.

Рисунок 2 Процесс изготовления керамическихизделийBuildingBytes, изготовленных с использованием 3D-принтера

Предполагается, что 3D-принтеры станут портативными, недорогими кирпичными заводами для крупномасштабного строительства. Кроме того Брайан Петерс не намерен использовать в будущем только глину, материалами для 3D-принтера могут быть бетон или,например, цементный раствор.

В данный момент Брайан Петерс исследует роль 3D-принтеров в архитектуре, а именно возможность сделать их портативными, для печати строительных материалов непосредственно на стройплощадке. 3D-принтеры позволяют архитектору или подрядчику сделать сотни одинаковых кирпичей для возведения большой стены или же напечатать кирпичи особого вида для какого-то специального объекта.

Стоит отметить, что технологический процесс печати на 3D-принтере был изобретён американским инженером ЧакомХаллом, который запатентовал своё изобретение в 1986 году.

Изначально 3D-печать начали применять в автомобилестроении для создания «быстрых прототипов». Затем сфера применения существенно расширилась и распространилась, в том числе на создание архитектурных объектов.

Так, например, в России в городе Ступино на территории местного завода по выпуску ячеистого бетона напечатали дом. Площадь строения всего 38 квадратных метров. На печать ограждающих конструкций и перегородок ушло меньше суток, а чистое машинное время печати здания составило 24 часа.Работы проводились зимой, поэтому принтер и всю стройплощадку накрывали навесом, для обеспечения более высокой температуры для использовавшейся бетонной смеси. Эту проблему можно решить путём использования новых материалов, скоторыми можно будет работать даже вморозы, так как сам 3D-принтер работает при температуре доминус 35градусов.[2]

Лидером в области возведения домов путём 3D-печати остаётся Китай. Именно здесь было напечатано-построено самое большое здание --пятиэтажный дом, общая площадь которого составила 1100 квадратных метров.

Сегодня в Китае уже начали применять технологии строительства домов при помощи 3D-печати из строительного мусора. Таким образом, специалисты архитектурной компании Winsun намерены решить сразу две проблемы. Помимо создания недорогих домов проект даст вторую жизнь строительному мусору и отходам промышленного производства - именно из этого создаются дома. С помощью технологии 3D-печати надеются решить насущную проблему доступного жилья. Уже в скором времени в стране появится несколько сотен фабрик, на которых из строительного мусора будут производить расходные материалы для гигантского принтера. [3,4]

Компанией DusArchitects разработан проект по печати жилого здания на 3D-принтере из биопластика. Строительство ведется с помощью промышленного 3D-принтера. Конструкция здания очень необычна - к трехметровому торцу дома прикрепляются стены как в конструкторе «Lego». Если потребуется перепланировка постройки, то ее можно будет легко изменить, заменив одну деталь на другую.[5]

Рисунок 3. Экспериментальное здание, возведенное с использованием 3D-принтера

В Дубае (ОАЭ) с помощью 3D-печати построено офисное здание площадью 250 квадратных метров.

Рисунок 4. Офисное здание «Офис будущего» (OfficeoftheFuture),построенное с применением 3D-печати некоторых элементов

Развитие 3D-печати зданий сдерживается именно масштабами. В данной технологии есть масса нюансов, которые предстоит доработать. Например, чтобы построить большой дом, высотой хотя бы два-три этажа, потребуется принтер действительно гигантских размеров с соответствующей ценой или иной способ решения этой проблемы. В России строительство при помощи 3D-печати также будет сдерживаться требованиями норм и государственных стандартов с точки зрения законодательства. Хотя с учетом последних новостей мирового строительства становится понятно, что у 3D-печати есть широкие перспективы в области строительства зданий.

Библиографический список

1. https://www.dezeen.com/2012/10/31/building-bytes-3d-printed-bricks-brian-peters/

2. https://www.rmnt.ru/story/house/3d-printer-buduschee-stroitelstva-iarxitektury.1401377/

3. http://www.winsun3d.com/en

4. http://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/shanghai-company-winsun-has-printed-a-fivestorey-house-and-mansion/

5. http://www.psdom.ru/catalog/top-20-innovacionnyh-stroitelnyh-tehnologiy

Размещено на Allbest.ru