Строительные 3d-принтеры и наш опыт работы с ними

3d принтер и строительство домов, как взаимодополняющие элементы.

В Нидерландах решили пойти немного другим путем. Исследователи, представляющие лабораторию Sabin Design при Корнельском университете, решили, что современная промышленность не готова к печати домов целиком. Вместо этого они сосредоточили свои усилия на печати керамических кирпичей.

Ученые решили обойти традиционные трудоемкие методы строительных работ, заменив шлакоблоки, цементный раствор и физический труд с помощью изделия под названием PolyBricks.

Специалисты из Sabin Design решили отказаться от традиционных клеящих составов. Кирпичи Polybrick создавались с учетом классических столярных технологий, применяющихся строителями для скрепления между собой деревянных изделий. Другими словами, кирпичные блоки проектируются таким образом, чтобы сила тяжести соединяла между собой все детали конструкции.

Для изготовления несущих блоков использовался современный порошковый 3D-принтер ZCorp 510, который полностью оправдал свою функциональность и продемонстрировал высокое качество печати.

Что такое 3D принтер и для чего его используют

Современные строительные технологии – очень востребованный товар, специалистов в этом деле принимают с распростёртыми объятиями, переманивая у конкурентов. Гонка почти космическая – кто первым выложит на рынок инновацию, тот и получит супервыгоду. Неудивительно, что трудолюбивые китайцы уже не просто изобрели, но и стали чуть ли не массово выпускать строительные принтеры. Они продемонстрировали миру, как всего один агрегат за 30 дней построил целый поселок. Не отстают от них и другие страны, отечественные производители тоже включились в этот бизнес и пока на их стороне очевидная выгода – устройство строительного принтера довольно габаритное.

Гораздо проще заказать трехмерный станок в России, чем везти из-за рубежа с немалыми транспортными и таможенными расходами

Итак, что такое 3D принтер и как он работает? Главная задача механизма состоит в последовательной послойной подаче строительной смеси на площадку. Программное обеспечение руководит сервоприводом, заставляя его оставлять места для оконных и дверных проемов, прокладки коммуникаций. Материалом строительства является обычный пескобетон, а также смеси на основе гипса, фиброволокна и геополимеров.

Работа устройства требует предварительной подготовки площадки и проекта здания.

Все особенности строительства вносятся в управляющую программу, в ходе работ оператор следит за процессом и вносит необходимые коррективы

От обычной печати 3D принтером строительный отличается, разве что, габаритами и используемым сырьём. Раствор подается с помощью автоматического экструдера. Благодаря компьютерному управлению, движения головки принтера имеют отклонения, разве что, в пару миллиметров.

Не забывайте про управление!

Выбирая, какой 3D-принтер лучше купить для домашнего использования, рекомендуется заострять внимание и на таком параметре как управление. Сложные в эксплуатации модели, как правило, подразумевают подключение к компьютеру, к специальному программному обеспечению

Поэтому, помимо кнопок управления, придется изучить и софт, ведь печать будет осуществляться только из предлагаемых форматов 3д моделей. Полупрофессиональное оборудование, такое как Witbox Single Extruder  легко изучить, оно снабжается инструкцией на русском языке. Кроме того, производители предлагают поддержку пользователей, поэтому овладеть навыками управления им будет легко людям любых возрастов.

И в завершении хочется отметить, что задумываясь, как правильно подобрать 3D принтер, обратитесь к отзывам. Многие семейные пары рекомендуют покупать азиатские модели, как самую доступную и качественную технику. Например, таковым является Wanhao i3  из Китая.

В США производят высококачественные принтеры  Makerbot Replicator Mini , которые трудно достать, но они обладают расширенной гарантией.

Дом, напечатанный на 3d принтере по доступной цене

Словенская компания BetAbram занялась серийным производством строительных принтеров. На данный момент модельный ряд продукции словенского производителя ограничен тремя моделям – P1, P2 и P3.

В компании утверждают, что принтер BetAbram P1 способен напечатать бетонное здание без опалубки объемом 144 квадратных метра. Примечательно, что высота аппарата составляет чуть больше двух метров.

Специальная платформа, водруженная на регулируемые по высоте рельсы, оперативно поднимает экструдер по оси Z, в то время как размеры осей X и Y ограничены (например, для принтера P3 16 х 9 метров).

А как же насчет внутренних стен? Все, описанные выше технологии и изобретения ориентированы на строительство внешних конструкций. Но на рынке трехмерной печати нашлись компании, которые всерьез задумались над обустройством жилого пространства изнутри.

К примеру, Emerging Objects изобрели соляной полимер для печати межкомнатных перегородок, изящно зондирующих помещение. Соединив воедино строительный клей и соль, добытую в пруду Редвуд-сити, изобретатели получили недорогой, легкий, водостойкий, полупрозрачный материал.

Первым проектом Emerging Objects стал 3D-печатный дом под кодовым названием 1.0. Стены в комнатах целиком и полностью печатаются из новоизобретенного материала Saltygloo. В результате получается очень красивый, изящный и достаточно прочный дом, который станет украшением любой курортной зоны.

Рональд Раэль решил не останавливаться на достигнутом. Недавно функционер, возглавляющий Emerging Objects, сообщил, что планирует возвести дом из современных 3D-печатных материалов.

Внутренние стены, как уже говорилось, будут сделаны из Saltygloo, а наружные напечатают из Picoroco – запатентованных чернил, являющих собой цементный полимер. Стоит отметить, что все строительные элементы печатаются на промышленном оборудовании.

Как используются машины для печати бетоном

В ОАЭ строится город, предназначенный для тренировки космонавтов в условиях, приближенных к реальности. Перед тем, как будущие колонизаторы отправятся осваивать Марс, им предстоит построить колонию на Земле. Проект называется Mars Science City. Стены хозяйственных построек возведут из песка с помощью 3D принтера.

Тем временем, NASA совместно с армией США и компанией Caterpillar работают над технологией быстрого возведения экспедиционных конструкций из подготовленной смеси и случайных подручных материалов для строительства казарм, баррикад, барьеров, мостов, заградительных препятствий, барьеров.

В Амстердаме (Нидерланды) установили первый в мире железобетонный мост, сделанный с помощью объемной печати. Мост длиной 8 метров состоит из 800 слоев армированного бетона, способен выдержать вес 40 большегрузов.

Аналогичный проект воплотили в жизнь в Испании. Мост сделан из железобетона. Длина конструкции – 12 метров. Инженеры работали над проектом 15 лет.

В Голландии также напечатали оригинальные зоны отдыха для обустройства общественного пространства. Проект получил название Urban Cabin. «Кабины» сделаны из биопластика.

Apis Corp. напечатали жилой дом за 24 часа. Площадь жилья – 38 метров2. Стоимость строительных работ составила чуть больше десяти тысяч долларов.

HuaShang Tengda за 45 дней напечатали особняк, площадью 400 квадратных метров. На производство несущих конструкций было затрачено 20 тонн бетона C30, из которого сделали несъемную опалубку толщиной 250 мм. Сейсмические испытания доказали, что здание способно выдержать землетрясение силой восемь баллов по шкале Рихтера.

WinSun не отстает от конкурентов. Жилой комплекс площадью 1100 квадратных метров:

Технология НРМ (FDM) HPM

Даёт возможность создавать не только модели, но и конечные детали из стандартных, конструкционных и высокоэффективных термопластиков. Это единственная технология, использующая термопластики производственного класса, обеспечивающие не имеющую аналогов механическую, термическую и химическую прочность деталей.

Печать по технологии НРМ выгодно отличается чистотой, простотой использования и пригодностью для применения в офисе. Детали из термопластика устойчивы к высоким температурам, механическим нагрузкам, различным химическим реагентам, влажной или сухой среде.

Растворимые вспомогательные материалы позволяют создавать сложные многоуровневые формы, полости и отверстия, которые было бы проблематично получить обычными методами. 3D-принтеры, действующие по технологии НРМ, создают детали слой за слоем, разогревая материал до полужидкого состояния и выдавливая его в соответствии созданными на компьютере путями.

Для печати по технологии НРМ используется два различных материала — из одного (основного) будет состоять готовая деталь, и вспомогательного, который используется для поддержки. Нити обоих материалов подаются из отсеков 3D-принтера в печатающую головку, которая передвигается зависимости от изменения координат X и Y, и наплавляет материал, создавая текущий слой, пока основание не переместится вниз и не начнется следующий слой.

Когда 3D-принтер завершит создание детали, остаётся отделить вспомогательный материал механически, или растворить его моющим средством, после чего изделие готово к использованию.

Интересно, что в наши дни популярностью пользуются не только автоматические настольные HPM принтеры, но и приспособления для ручной печати. Причем, правильно было бы назвать их не печатными устройствами, а ручками для рисования трехмерных объектов.

Ручки сделаны по той же схеме, что и принтеры, использующие технологию послойного наплавления. Пластиковая нить подается в ручку, где плавится до нужной консистенции и тут же выдавливается через миниатюрное сопло! При должной сноровке получаются вот такие оригинальные декоративные фигурки:

Ну и конечно, так же, как и технологии, отличаются друг от друга и сами принтеры. Если у вас принтер, работающий по SLA, то технологию SLS на нём применить будет невозможно, т. е. каждый принтер создан только под определённую технологию печати.

ЧÑо Ñакое ÑÑÑоиÑелÑнÑй 3Ð-пÑинÑÐµÑ Ð¸ заÑем он нÑжен

ÐÑли говоÑиÑÑ ÑовÑем ÑпÑоÑенно, Ñо ÑÑÑоиÑелÑнÑй 3D-пÑинÑÐµÑ â ÑÑо Ñвоего Ñода гибÑид беÑономеÑалки и ÑÑки-манипÑлÑÑоÑа, ÑиÑÑÑÑего по Ð·Ð°Ð´Ð°Ð½Ð½Ð¾Ð¼Ñ Ð°Ð»Ð³Ð¾ÑиÑÐ¼Ñ ÑеÑÑеж. Ðо ÑÑÑи, вмеÑÑо ÑеÑнил Ñ Ð½ÐµÐ³Ð¾ беÑон, а вмеÑÑо бÑмаги â ÑеалÑÐ½Ð°Ñ ÑÑÑоиÑелÑÐ½Ð°Ñ Ð¿Ð»Ð¾Ñадка.

Ðз Ñопла Ñ Ð¾Ð¿Ñеделенной ÑкоÑоÑÑÑÑ Ð¿Ð¾Ð´Ð°ÐµÑÑÑ ÑÑÑоиÑелÑÐ½Ð°Ñ ÑмеÑÑ, коÑоÑÐ°Ñ ÑавномеÑно, ÑлоÑми ÑаÑпÑеделÑеÑÑÑ Ð¿Ð¾ пеÑимеÑÑÑ Ð²Ð¾Ð·Ð²Ð¾Ð´Ð¸Ð¼Ð¾Ð¹ конÑÑÑÑкÑии

ÐонÑÑÑÑкÑÐ¸Ñ Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÑ Ð±ÑÑÑ ÐºÐ°Ðº болÑÑой, к пÑимеÑÑ, окÑÑжноÑÑÑÑ, Ñак и огÑаниÑенной в пÑоÑÑÑанÑÑве, к пÑимеÑÑ, ÑÑеной опÑеделÑнной ÑиÑÐ¸Ð½Ñ Ð¸ длинÑ.

ÐнÑеÑеÑно, ÑÑо пÑаÑодиÑелем идеи ÑамовозводимÑÑ Ñ Ð¿Ð¾Ð¼Ð¾ÑÑÑ ÑобоÑов-манипÑлÑÑоÑов домов ÑÑиÑаеÑÑÑ Ð½Ðµ один Ñеловек, а ÑÐµÐ»Ð°Ñ Ð³ÑÑппа ÑпеÑиалиÑÑов NASA еÑе в 1995 годÑ, когда в ÐмеÑике акÑивно ÑазвивалаÑÑ Ð¸Ð´ÐµÑ Ð¿Ð¾ÐºÐ¾ÑÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¼Ð°Ð»Ð¾Ð¸Ð·ÑÑеннÑÑ ÑÑаÑÑков не ÑолÑко наÑей планеÑÑ, но и коÑмоÑа. СÑиÑалоÑÑ, ÑÑо ÑобоÑÑ ÑмогÑÑ Ð¿Ð¾Ð´Ð³Ð¾ÑовиÑÑ Ð¿Ð»Ð°ÑдаÑм Ð´Ð»Ñ Ð¿ÐµÑеÑÐµÐ»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¸ комÑоÑÑного пÑÐ¾Ð¶Ð¸Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¿ÑедÑÑавиÑелем земной ÑивилизаÑии в дÑÑгие, менее обжиÑÑе Ñголки ÐÑеленной.

РпÑавда: в домаÑ, возведÑннÑÑ Ð¿Ð¾ Ñакой ÑеÑнологии еÑÑÑ ÑÑо-Ñо коÑмиÑеÑкое!

Ðак ÑабоÑÐ°ÐµÑ ÑÑÑоиÑелÑнÑй 3Ð-пÑинÑеÑ

Так назÑÐ²Ð°ÐµÐ¼Ð°Ñ Ð°Ð´Ð´Ð¸ÑÐ¸Ð²Ð½Ð°Ñ ÑеÑÐ½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ñ ÑÑÑоиÑелÑÑÑва (Ð¾Ñ Ð°Ð½Ð³Ð». Add- добавлÑÑÑ, наÑаÑиваÑÑ) пÑакÑиÑеÑки не Ð¸Ð¼ÐµÐµÑ Ð¾Ð³ÑаниÑений в иÑполÑзовании(кÑоме как законами Ñизики). Ðа 3D-пÑинÑеÑе можно пеÑаÑаÑÑ ÐºÐ°Ðº оÑделÑнÑе ÑлеменÑÑ ÐºÐ¾Ð½ÑÑÑÑкÑии: ÑÑенÑ, пеÑекÑÑÑиÑ, дÑÑгие ÑлеменÑÑ, Ñак и ÑелÑнÑе дома.

Ðо ÑÑÑи, пÑоÑеÑÑ ÑÐ°Ð±Ð¾Ñ Ð¿Ð¾Ð²ÑоÑÑÐµÑ Ð¾Ð±ÑÑное ÑÑÑоиÑелÑÑÑво. СнаÑала ÑоздаеÑÑÑ Ð¿ÑоекÑ, заÑем возводиÑÑÑ ÑÑндаменÑ, в ÑÑом ÑлÑÑае, ÑаÑе вÑего, он киÑпиÑнÑй. ÐÑоÑеÑÑ ÐºÐ¾Ð¼Ð¿ÑÑÑеÑного моделиÑÐ¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð² ÑÑÑоиÑелÑÑÑве подобнÑÑ ÑооÑÑжений â важнейÑÐ°Ñ ÑаÑÑÑ. ÐÐµÐ´Ñ Ð²Ñе ÑÑÐ°Ð¿Ñ Ð²Ð¾Ð·Ð²ÐµÐ´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð´Ð¾Ð¼Ð° Ð²Ð¾Ð·Ð»Ð¾Ð¶ÐµÐ½Ñ Ð½Ð° иÑкÑÑÑÑвеннÑй инÑеллекÑ.

СовÑеменнÑе 3D-пÑинÑеÑÑ Ð¼Ð¾Ð³ÑÑ ÑÑиÑÑваÑÑ ÐºÐ¾Ð½ÑигÑÑаÑÐ¸Ñ Ð¸ положение окон, а Ñакже пÑименÑÑÑ Ð°ÑÑиÑекÑÑÑнÑе пÑиемÑ, иÑполÑзÑÑ Ð·Ð°Ñанее ÑозданнÑе макеÑÑ

Ðо ÑÑÑи, оÑÐ½Ð¾Ð²Ð½Ð°Ñ ÑаÑÑÑ Ð¿ÑинÑеÑа, кÑоме ÑлекÑÑонной наÑинки, â ÑÑо ÑÑÑела ÑкÑÑÑÑдеÑа и ÑпÑавлÑÑÑие ÐµÑ ÑкÑÑенÑÑики, коÑоÑÑе и двигаÑÑÑÑ Ð¿Ð¾ плаÑÑоÑме в заданном ÑадиÑÑе или по пÑÑмой. СобÑÑвенно, монÑаж базÑ, или оÑÐ½Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¿ÑинÑеÑа как Ñаз завиÑÐ¸Ñ Ð¾Ñ Ð¿Ð°ÑамеÑÑов Ð·Ð´Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¸ его конÑигÑÑаÑии. Ðома могÑÑ Ð¸Ð¼ÐµÑÑ ÑазнÑÑ ÑоÑÐ¼Ñ Ð¸ габаÑиÑÑ, ÑооÑвеÑÑÑвенно и ÑоÑÐ¼Ð°Ñ Ð¼Ð°Ñин, ÑоздаÑÑÐ¸Ñ Ð¸Ñ, ÑовеÑÑенно ÑазнÑй.

Ðажное дополнение. Ð ÑÑÑоиÑелÑном пÑинÑеÑе Ð½ÐµÑ Ð½ÐµÐ¾Ð±ÑодимоÑÑи иÑполÑзоваÑÑ Ð½Ð°Ð³ÑеваÑÑий ÑлеменÑ. ÐеÑÐ¾Ð½Ð½Ð°Ñ ÑмеÑÑ Ð¿Ð¾Ð´Ð°ÐµÑÑÑ Ð½Ð°Ð¿ÑÑмÑÑ Ð¸Ð· беÑономеÑалки, Ñ Ð¿Ð¾Ð¼Ð¾ÑÑÑ ÑпеÑиалÑнÑÑ Ð½Ð°ÑоÑнÑÑ ÑиÑÑем. Такие маÑÐ¸Ð½Ñ Ð¿Ð¾Ð·Ð²Ð¾Ð»ÑÑÑ Ð¸Ð´ÐµÐ°Ð»Ñно Ñовно вÑполниÑÑ ÐºÐ»Ð°Ð´ÐºÑ, а в некоÑоÑÑÑ ÑлÑÑаÑÑ Ð¾ÑÑавиÑÑ Ð¾ÑвеÑÑÑÐ¸Ñ Ð¿Ð¾Ð´ аÑмаÑÑÑнÑе ÑлеменÑÑ.

3D-пÑинÑÐµÑ Ð¿Ð¾Ð·Ð²Ð¾Ð»ÑÐµÑ Ð¿ÑовеÑÑи ÑÐºÐ»Ð°Ð´ÐºÑ ÑÑен, пеÑекÑÑÑий, инженеÑнÑÑ Ð¾ÑвеÑÑÑий, в Ñом ÑиÑле под оконнÑе пÑоÑмÑ

Конструкция 3D принтера для строительных работ

Производители не придерживаются единой концепции в процессе сборки устройства для печати строительных элементов: оно может быть мобильным или стационарным, напоминать кран на гусеничном ходу, систему балок и шарниров, брандспойт с сервоприводами

Действительно важно лишь то, на какую высоту, и по какой траектории устройство способно укладывать строительный материал

Передовые модели комплектуются дополнительной стрелой для обеспечения ускоренной подачи материала и электроподъемниками, чтобы печатать на готовом фундаменте. Толщина нанесения печатной смеси, конфигурация здания, создание многокамерных стен, автоматическое смешивание ингредиентов и подача в экструдер – все детали печати вносятся с помощью специального ПО, а подготовка занимает не дольше 30 минут.

Перспективы развития бизнеса по 3D-печати бетонных тонкостенных изделий

Базовые расчеты и сведения, полученные от предпринимателей, которые уже используют технологию в собственном бизнесе, позволяют оценить прибыльность использования строительного 3D принтера как бизнес идеи:

1. Стоимость большого 3D принтера для строительства жилых одноэтажных домов – начинается от 20 000$ (в зависимости от модели).
2. Скорость строительства с учетом отделки, прокладки инженерных сетей составляет 1- 3 месяца.
3. Себестоимость строительства дома площадью 100 кв. м. в среднем составляет 3 000 долларов. Себестоимость готового дома (внешняя и внутренняя отделка, инженерные сети, меблировка) – от 8 000$ до 10 000$.
4. Чистая прибыль за месяц – от 4 000$.
5. Срок окупаемости бизнеса – 12-18 месяцев.

Строительство с использованием 3D принтеров – сфера, находящаяся в начальной стадии развития. Сложно предсказать, насколько прибыльным может оказаться такой вид бизнеса. Успех во многом будет зависеть от дизайнерских способностей, величины населенного пункта, востребованности продукции в выбранной нише и т. д. Очевидно, что строительные 3D принтеры будут совершенствоваться и повсеместно внедряться, поскольку они позволяют автоматизировать и ускорить процесс строительства, а также значительно снизить себестоимость построек. Однако пока неизвестно, смогут ли когда-либо эти устройства полностью заменить ручной труд, но первый шаг тенденции уже пройден.

Технология строительства с применением трехмерной печати

Бетон наносится слоями. Чтобы прочность конструкции соответствовала проектным задачам, используется вертикальное и горизонтальное армирование. Горизонтальный армопояс устанавливается между слоями, вертикальный – после затвердевания состава. Арматура фиксируется и заливается бетоном. Существуют принтеры, которые вначале распыляют полеуретан, формируя «камеру», а затем заливают бетон внутрь.

Большинство моделей предназначено для эксплуатации в закрытом помещении. У цехового оборудования есть весомый недостаток – напечатанные элементы надо транспортировать на стройплощадку. Мобильные устройства могут использоваться прямо на строительном участке для печати по фундаменту. Чтобы сохранить характеристики состава сооружается защитный колпак над объектом, в смесь добавляются присадки. Расходы материалов снижаются на 30-70% в сравнении с классической технологией.

Области применения 3D печати

3D печать открыла большие возможности для экспериментов в таких сферах как архитектура, строительство, медицина, образование, моделирование одежды, мелкосерийное производство, ювелирное дело, и даже в пищевой промышленности.

В архитектуре, например, 3D печать позволяет создавать объёмные макеты зданий, или даже целых микрорайонов со всей инфраструктурой — скверами, парками, дорогами и уличным освещением.

Благодаря используемому при этом дешёвому гипсовому композиту обеспечивается низкая себестоимость готовых моделей. А более 390 тысяч оттенков CMYK позволяют в цвете воплотить любую, даже самую смелую фантазию архитектора.

3d принтер: применение в области строительства

В строительстве есть все основания предполагать, что в недалёком будущем намного ускорится и упростится процесс возведения зданий. Калифорнийскими инженерами создана система 3D печати для крупногабаритных объектов. Она работает по принципу строительного крана, возводящего стены из слоёв бетона.

Такой принтер может возвести двухэтажный дом всего в течение 20 часов.

После чего рабочим останется лишь провести отделочные работы. 3D House Постепенно завоёвывают прочные позиции 3D принтеры и в мелкосерийном производстве.

В основном эти технологии используются для производства эксклюзивных изделий, таких как предметы искусства, фигурки персонажей для ролевых игр, прототипов моделей будущих товаров или каких-либо конструктивных деталей.

В медицине благодаря технологиям трёхмерной печати врачи получили возможность воссоздавать копии человеческого скелета, что позволяет более точно отработать приёмы, повышающих гарантии успешного проведения операций.

Всё большее применение находят 3D принтеры в области протезирования в стоматологии, так как эти технологии позволяют намного быстрее получить протезы, чем при традиционном изготовлении.

Не так давно немецкими учёными была разработана технология получения человеческой кожи. При её изготовлении используется гель, полученный из клеток донора. А в 2011 году учёным удалось воспроизвести живую человеческую почку.

Как видим, возможности, которые открывает 3D печать практически во всех сферах деятельности человека поистине безграничны.

Принтеры, создающие кулинарные шедевры, воспроизводящие протезы и органы человека, игрушки и наглядные пособия, одежду и обувь — уже не плод воображения писателей — фантастов, а реалии современной жизни.

А какие ещё горизонты откроются перед человечеством в ближайшие годы, наверное, это может быть ограничено только фантазией самого человека.

Первое: определитесь, для каких целей вам нужен 3D принтер?

Как правило, основной задачей, которая возлагается на домашние средства 3D печати, является создание небольших сувениров, красивых игрушек или нарисованных вручную деталей, компонентов отдельных зданий. Для таких целей оптимально подойдут 3д принтеры с небольшим количеством функций, которые занимают немного места и при этом остаются безвредными для окружающих. Идеально соответствует данным критериям Prism Mini  –  универсальный и компактный 3D принтер, который подойдет для каждой семьи.

Кстати, о безопасности. Для дома рекомендуется приобретать оборудованием с цельнолитым металлическим корпусом, который плотно закрывается при печати. Такой 3D-принтер не пропускает вредного излучения, не нагревается, и не вырабатывает вредных запахов. С ним работать могут и дети. Picaso 3D Designer  –  это безопасная модель, которая подойдет для любой семьи.

ÐÑимеÑÑ Ð´Ð¾Ð¼Ð¾Ð², поÑÑÑоеннÑÑ Ñ Ð¿Ñименением 3D-пеÑаÑи

ÐÑÑ Ñаз, давайÑе полÑбÑемÑÑ Ð½Ð° пÑиÑÑдливÑе ÑÑÑоениÑ, ÑозданнÑе иÑкÑÑÑÑвеннÑм инÑеллекÑом. Ðполне веÑоÑÑно, ÑÑо подобнÑе ÑÑÑÐ¾ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¿ÑоÑно войдÑÑ Ð² наÑÑ Ð¶Ð¸Ð·Ð½Ñ. Ð Ñакже поÑмоÑÑим, как ÑабоÑаÑÑ ÑамÑе ÑÑÑдолÑбивÑе каменÑики в миÑе.

1 из 8

РеÑли Ñ Ð²Ð°Ñ Ð¸Ð´ÐµÐ¸, как можно иÑполÑзоваÑÑ 3D-пеÑаÑÑ Ð² ÑÑÑоиÑелÑÑÑве, ÑаÑÑкажиÑе об ÑÑом дÑÑгим ÑиÑаÑелÑм наÑего онлайн жÑÑнала Homius.ru.

Watch this video on YouTube

ÐÑедÑдÑÑÐ°Ñ Ðовинки ÑÑнкаÐзÑÑканно и ÑикаÑно: как иÑполÑзоваÑÑ Ð¾Ð±Ð¾Ð¶Ð¶ÐµÐ½Ð½Ð¾Ðµ деÑево в инÑеÑÑеÑе
СледÑÑÑÐ°Ñ Ðовинки ÑÑнкаÐÑепÑе ÑÑали: поÑÐµÐ¼Ñ Ð²Ñгодно иÑполÑзоваÑÑ ÑÑеклоплаÑÑиковÑÑ Ð°ÑмаÑÑÑÑ Ð²Ð¼ÐµÑÑо ÑÑадиÑионной

Материалы для 3D строительства

Для возведения прочных, износоустойчивых несущих конструкций используются бетонные смеси с добавками. Наиболее востребованы на рынке следующие «чернила»:

• чистый бетон;
• пескобетон;
• водостойкий гипс – для облицовочных работ;
• смесь со стеклянным волокном – для печати объемных элементов;
• с геополимерами из промышленных отходов – для хрупких конструкций;
• смесь с фиброволоконом – для создания частей продолговатой формы;
• противоморозная смесь – для работы при отрицательных температурах;
• с пластификатором – для воссоздания ровной поверхности;
• с добавлением диатомитовых шариков – для шероховатости;
• модифицированный гипс – для декоративной печати.

Выбирайте 3D-принтер, исходя из рабочего материала!

Другая, не менее важная характеристика, приемлемой для дома техники – рабочий материал. Многие стараются 3д принтер купить подешевле, не обращая внимания на то, из чего он способен воссоздавать трехмерные конструкции. В процессе работы, когда заканчивается материал, его, бывает сложно найти и эксплуатация оборудования на время прекращается. Но есть и такие модели, что справляются с гибким пластиком, PLA, нейлоном, ABS. В частности, таковым является принтер Ultimaker 2 Extended , который работает с различными видами «расходников».

Разнообразие рабочих материалов для подобного оборудования еще важно с точки зрения точности воспроизведения конструкций. Из некоторых видов пластика не получится сверхточного 3D объекта

А вот тем, кому важна эластичность, прежде всего, а не жесткость и безукоризненность линий изделия, должны присмотреться к нейлоновым материалам и 3д принтерам, что поддерживают этот тип печати.

Примеры современных 3D «билдеров»

Пионер отрасли – китайская компания WinSun Decoration Design Engineering. Её детище – стационарное устройство длинной 150 метров. Принтер WinSun работает с объектами высотой до шести метров. Для приготовления строительной смеси используются сталь, стекло, бетон, строительный мусор и цемент.

В сравнении с традиционными методами строительства, китайское устройство возводит аналогичное по габаритам и планировке здание на 50% быстрее. Основные статьи экономии: трудозатраты (до 80%) и расход материалов (до 60%). Примеры работы:

В США ведущие позиции занимает Apis Corp. – использует аппарат для аддитивной печати. В отличие от предшественника, выглядит как компактный кран, который выстраивает здание вокруг себя.

Печатает смесью на основе бетона. После завершения работ устройство разбирается либо извлекается с помощью грузоподъемного оборудования.

Производитель утверждает, что его разработка экономит до 70%. Испытания показали, что себестоимость создания квадратного метра – 220$. 3D принтер Apis Corp. в работе:

Модель недорогого строительного 3D-принтера АМТ S-6044

Для примера рассмотрим модель строительного принтера S-6044. Он предназначен для создания широкой номенклатуры малых архитектурных форм. Его используют для быстрого взведения небольших (до 13м2) приусадебных построек, элементов зданий и создания изделий для благоустройства территорий, уличной мебели, железобетонных конструкций, заборов. Также модель применяется при строительстве больших объектов, производя составные части, которые впоследствии собираются как конструктор на строительной площадке.

Программное обеспечение для ЧПУ – ArtSoft Mach3:

«АМТ» S-6044 востребован на рынке, часто приобретается предпринимателями для создания или расширения строительного бизнеса.

Преимущества принтера:

1. Высокие эксплуатационный ресурс и отказоустойчивость. Это профессиональное цеховое оборудование с гарантийным сроком использования 12 месяцев.
2. Вариативность конструктивного исполнения: специальные креплений для установки на стены, устройства для приготовления рабочей смеси, питание от сетей 220 и 380 В.
3. Простота управления, наличие компьютера и специализированного ПО в комплекте.
4. Страна производитель – Россия. У начинающего предпринимателя не возникнет проблем с переводом руководства по эксплуатации, как в случае приобретения китайского оборудования.
5. Использование распространенных строительных смесей на основе цементов М400 и М500. Поддержка смесей с фиброволокнами и минеральными добавками.

Технические характеристики:

Несмотря на скромные показатели дистанций для рабочих зон при необходимости принтер можно модернизировать как показано на этом видео:

Технология SLS

Спекание порошковых реагентов под действием лазерного луча – оно же SLS — единственная технология 3D печати, которая применяется при изготовлении форм, как для металлического, так и пластмассового литья.

Пластмассовые модели обладают отличными механическими качествами, благодаря которым они могут использоваться для изготовления полнофункциональных изделий. В SLS технологии используются материалы, близкие по свойствам к маркам конечного продукта: керамика, порошковый пластик, металл.

Устройство 3d принтера выглядит следующим образом: порошковые вещества наносятся на поверхность элеватора и спекаются под действием лазерного луча в твёрдый слой, соответствующий параметрам модели и определяющий её форму.

Базовый принцип работы и особенности строительных 3D принтеров

Подобно другим 3D принтерам, строительные модели используют метод послойной печати. Они подают строительный материал из специальных сопел, постепенно реализуя конструкцию, которая была задана программой. Большинство современных устройств используют 3D модели, созданные в практически любой CAD-программе.

Печатаемая конструкция максимально соответствует 3D модели, на основе которой выполняется строительство. Любые недочеты и погрешности легко исправляются в процессе дальнейшей обработки. Строительные принтеры способны печатать пол, стены, перекрытия, элементы декора. Исключениями являются кровля, внутренняя и внешняя отделка, инженерные сети, которые выполняют вручную специалисты.

Технология 3D печати домов показала наибольшую эффективность при возведении строений сложной архитектурной формы. 3D принтеры позволяют воплотить в жизнь даже самые необычные и сложные дизайнерские идеи.

Цветная 3D-печать

Данная технология единственная в своем роде, которая позволяет получать объекты во всем доступном диапазоне оттенков. Примечательно, что окрашивание изделий происходит непосредственно во время их изготовления. С ее помощью получаются фотореалистичные объекты. Это и вызывает неподдельный интерес к ней со стороны дизайнеров.

Зачастую в качестве исходного материала применяют порошок, созданный на основе гипса. Щетки и ролики формируют не очень толстый слой расходника. Дальше с помощью подвижной головки на необходимые участки наносятся микрокапли клееобразного вещества (перед этим его окрашивают в нужный цвет). Оно напоминает по своему составу цианокрилат. Послойно создается готовый разноцветный объект. Финальная обработка изделия цианоакрилатом обеспечивает ему блеск и жесткость.

Промышленные и настольные цветные 3D-принтеры

Современный рынок предлагает различные многоцветные 3D-принтеры. С их помощью создаются разноцветные объекты в домашних условиях. Большинство агрегатов предназначено для профессионального использования.

Профессиональная цветная печать на 3D-принтере осуществляется с помощью:

1. Линейки Zрrintеr от известной торговой марки 3D Sуstems. Эти устройства могут создавать габаритные разноцветные объекты. Снабжаются 5-ю картриджами и системой автоматической загрузки порошка. Техника практически на 100% автоматизирована, поэтому настройка или контроль процесса печати не обязателен. Весят модели около 340 килограмм. Стоимость в пределах 90-130 тысяч долларов.

2. Полноцветный 3D-принтер Мсor Iris. Разноцветные изделия создаются путем склеивания отдельных бумажных клочков. Данный агрегат от Мсоr Тесhnologies Ltd создает объемные фотореалистичные модели с неплохими показателями прочности. Может генерировать до миллиона цветов. Стоит 15 тысяч долларов.

Настольные модели для домашнего использования:

1. Цветной 3D-принтер 3D Тоuch. Данный агрегат работает по технологии FDМ. Модель может снабжаться одной, двумя или даже тремя экструзионными головками. Работает с АВS или РLА-пластиком. Весит ни много ни мало 38 килограмм. Стоимость – около 4 тысяч долларов.

2. 3D-принтер трехцветный ВFB 3000 РАNTHER – первый цветной принтер, который был выпущен на рынок. Сегодня его стоимость составляет около 2,5 тысяч долларов. В качестве рабочего материала применяется стандартная пластиковая нить. Для работы понадобится нить трех цветов.

3. Одна из самых дешевых моделей – РroDеsk3D. Для создания изделий используется система из пяти картриджей. Возможна работа с РLA или АВS-пластиком. Принтер снабжен системой автоматической настройки. Стоит всего 2 тысячи долларов. К сожалению, не может похвастаться высокими показателями разрешения печати.

Компании, опередившие время

В шанхайской компании Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co не стали дожидаться, пока американские конструкторы соберут футуристическую машину. Вместо этого предприимчивые инженеры собрали собственный 3D-принтер WinSun, поразивший мировую общественность в первую очередь своими размерами.

Аппарат 150 метров длиной и 10 метров шириной способен всего за несколько часов напечатать здание высотой до 6 метров. 3d строительный принтер WinSun в качестве «чернил» использует цемент, усиленный стекловолокном.

Компания уже применила свое изобретение на практике. Пока речь идет про недорогое, несложное одноэтажное жилье, однако в Shanghai WinSun переполнены энтузиазмом. Тестовые образцы обошлись предприятию на 50% дешевле, чем при использовании классических методов строительства.

Справедливости ради, стоит заметить, что опытные образцы домов, несущие стены которых напечатаны с помощью принтера, появились не только в Шанхае. В США активно развивается частный проект по строительству жилых конструкций. Руководит ним молодой и амбиционный инженер Андрей Руденко.

В отличие от остальных, Андрей планирует создать принтер, который сможет печатать дома не только на подготовленной строительной площадке, но и на холмистой местности. Автор проекта уже добился значительных результатов в своих начинаниях, о чем свидетельствует данное видео:

Пока работа над основным проектом находится в самом разгаре, Руденко решил продемонстрировать общественности, на что способен принтер, собранный по его технологии.

В результате в Миннесоте появился небольшой импровизированный замок, доказывающий, что идеи Андрея имеют право на реализацию:

Список источников

• make-3d.ru
• homius.ru
• businessideas.com.ua
• HouseChief.ru