Строительная 3D-печать – одно из самых неоднозначных, но быстроразвивающихся направлений в области аддитивных технологий. В создании 3D-принтеров для укладки строительных смесей соревнуются инженеры со всего мира, а проекты варьируются от неказистых, возведенных на скорую руку сарайчиков до многоэтажных домов.

Сегодня мы отдадим дань наиболее известным именам в области аддитивных строительных технологий и попытаемся разобраться что же такое строительная 3D-печать, как она применяется, и чего стоит ожидать в будущем.

Contour Crafting
Одним из основателей современных технологий строительной 3D-печати считается профессор Берох Хошневис. Уроженец Ирана, Берох переехал в США и в настоящее время входит в деканат Университета Южной Калифорнии (USC), а также тесно сотрудничает с NASA. Профессору Кошневису принадлежит авторство технологии Contour Crafting, так или иначе послужившей основой для альтернативных разработок: строительная смесь наносится с помощью экструдера, установленного на подвижной портальной конструкции.

Полноценная версия технологии предусматривает полностью автоматизированный процесс, включая установку арматуры и коммуникаций во время печати с помощью роботов-манипуляторов. Работы над технологией ведутся с 1995 года, однако практических результатов мало, либо же они держатся в секрете. Дело в том, что одним из спонсоров исследований выступают ВМС США, заинтересованные в технологии автоматизированного строительства военных баз. С 2010 года наработками команды заинтересовалась и NASA, нуждающаяся в подходящей методике строительства лунных и марсианских колоний.

Кошневис же успел обвинить в краже технологий китайскую строительную компанию WinSun (см. ниже ), стремительно укрепляющую позиции на коммерческом рынке.D -Shape
Один из наиболее необычных вариантов строительной 3D-печати, разработанный итальянским инженером Энрико Дини. В отличие от конкурентных установок, 3D-принтер D-Shape не использует позиционируемый по трем осям экструдер, а полагается на целый массив из 300 сопел, закрепленный на подвижной платформе.

Рабочая площадь в текущей версии составляет 6х6 метров. Технология скорее напоминает струйную печать, а массив используется для нанесения связующего агента на слои песка. Первая модель принтера, запатентованная в 2006 году, печатала эпоксидными смолами, но такой подход вызвал немало технических трудностей и был оставлен. Новая версия, запатентованная в 2008 году, использует в качестве байндеров оксиды металлов и хлорид магния.

Теоретически технология позволяет добиваться высокой скорости печати, однако на практике возникают ограничения из-за медленного отверждения материала – для полного схватывания требуются примерно одни сутки. С другой стороны, остаточный материал выступает в роли опоры, частично снимая механическую нагрузку со свежих слоев. Хотя Дини не оставляет надежд на коммерциализацию своей технологии, самым внушительным примером практической печати пока что остается цельная скульптура под названием «Радиолярия» размером 3х3х3 метра. «StroyBot » Андрея Руденко
Андрей Руденко по праву занимает место одного из первопроходцев строительной 3D-печати. Талантливый инженер, переехавший в Миннесоту, впервые привлек внимание проектом миниатюрного сказочного замка, изготовленного с помощью 3D-принтера собственной конструкции под названием «СтройБот».

Путь разработчика оказался тернистым, причем главные проблемы заключаются не в технологии, а вездесущей бюрократии. Столкнувшись с красной лентой в США и не питая особых иллюзий насчет российского рынка, Андрей нашел поддержку в лице Льюиса Якича – калифорнийского предпринимателя и владельца филиппинской гостиницы Lewis Grand Hotel.

Там-то Руденко и продемонстрировал возможности своей технологии в полной мере, напечатав пристройку площадью 130м² с несколькими спальнями, всеми необходимыми коммуникациями и даже джакузи (см. видео ниже ).

В качестве расходного материала был использован геополимерный бетон из вулканического пепла. Проект уникален еще и тем, что гостиничное крыло стало первым в мире эксплуатируемым 3D-печатным объектом. Подробнее о наработках Андрея Руденко можно узнать .Спецавиа
Компании «Спецавиа» повезло на российском рынке в значительно большей степени. Уже несколько лет ярославское предприятие, изначально специализировавшееся на производстве ЧПУ-станков для металлообрабатывающей отрасли, конструирует строительные 3D-принтеры. На сегодняшний день ассортимент компании состоит из как минимум семи вариантов разных размеров.

Самым известным проектом с применением 3D-принтера «Спецавиа» стало возведение необычной сторожки на территории Екатеринбургского цементного завода: директор предприятия Ринат Брылин, увлекающийся 3D-печатью со студенческих лет, решил поселить охрану завода в реплике башни замка Винтерфелл из популярного телесериала «Игра Престолов». Возведение необычной постройки, напечатанной с помощью 3D-принтера S-6044 Long, прошлого года. Сотрудничество Брылина и Спецавиа носит взаимовыгодный характер, ибо имея на руках 3D-принтер сотрудники завода могут испытывать специальные строительные смеси в деле «не отходя от кассы».За 2016 год компания реализовала примерно три десятка строительных 3D-принтеров, а в этом году собирается продемонстрировать полномасштабные проекты: в декабре 2015 года специалисты предприятия впервые напечатали полноценное здание площадью 165 кв. метров. В ходе строительства использовались разные технологии, часть здания была напечатана прямо на площадке, а некоторые блоки печатались в цехе перед доставкой на объект и сборкой. Несъемная опалубка была армирована во время печати. После сборки силовые элементы стен были залиты бетоном производства упомянутого выше Екатеринбургского цементного завода, а внешний контур утеплен пеногипсобетоном завода «Монолит». Согласно планам собственника отделка здания завершится летом текущего года, после чего проект будет продемонстрирован общественности. Apis Cor
Есть у Спецавиа и интересный, многообещающий конкурент в лице иркутской компании Apis Cor. Если 3D-принтеры Спецавиа, как и большинства конкурентов, используют портальную схему, то разработка Apis Cor основана на использовании телескопического манипулятора на поворотной платформе. Другими словами, принтер возводит стены вокруг себя, а по завершении строительства переносится на другое место с помощью крана. В дизайне изначально предусмотрена высокая мобильность: компактная установка весом в шесть тонн легко умещается в грузовик.

Первой полноценной демонстрацией возможностей необычного 3D-принтера стало , завершившееся месяц назад. Необычная округлая форма домика площадью 37 кв. метров наглядно демонстрирует архитектурную гибкость строительной 3D-печати. На возведение стен ушло менее суток, но на полное затвердевание потребовалось еще около месяца. Отметим, что проект осуществлялся в не самых благоприятных погодных условиях, ввиду чего объект пришлось возводить под тентом.

Здание оснащено теплоизоляцией и всеми необходимыми коммуникациями, но жить в нем никто не будет, ибо эта постройка предназначена сугубо для демонстрационных целей. На очереди же более крупномасштабный проект: строительство двух демонстрационных домиков в Техасе, а затем совместно с местной строительной компанией Sunconomy. WinSun
И наконец, самая известное отраслевое предприятие – китайская компания WinSun. В 2014 году шанхайское предприятие прославилось на весь мир возведением десяти 3D-печатных зданий всего за одни сутки. На деле все оказалось немого скромнее: небольшие «коробочки» были напечатаны блок за блоком в цехе, а затем собраны на строительной площадки без арматуры или коммуникаций, но с остеклением. Тем не менее, начало было положено. Менее чем через год китайские строители отличились уже самым масштабным проектом на текущий день, а точнее сразу двумя – площадью 1100 кв. метров.

Старания компании не прошли незамеченными: к 2016 году представители WinSun вели переговоры с властями Ирака и Саудовской Аравии по огромным контрактам. Ираку требуется построить около десяти тысяч домов взамен разрушенных в ходе войны, а саудиты заинтересовались печатью сразу для решения растущего жилищного кризиса. О твердых контрактах пока ничего не известно, но время от времени компания напоминает о себе, например постройкой первого .

«Офис будущего» был построен всего за 17 дней, включая проводку коммуникаций, отделку и обустройство. Возведением здания площадью 250 кв. метров занималась бригада из восемнадцати человек, причем за принтером присматривал лишь один оператор. После завершения строительства в здании разместился офис фонда «Дубай будущего». 3D-принтер WinSun – это портальная конструкция с габаритами 36х12х6 метров, а в качестве расходных материалов используются строительные смеси с наполнителями из переработанных отходов, вероятнее всего стеклопластика. Перспективы строительной 3D-печати
Так каким потенциалом обладают строительные аддитивные технологии? Необходимо понимать, что это не панацея, не замена традиционным строительным технологиям, а полезное дополнение. Практическая польза от строительной 3D-печати пока что сводится к изготовлению различных декоративных элементов и несъемной опалубки сложных форм: если архитектурные проекты WinSun не отличаются особой оригинальностью, то демонстрационная постройка Apis Cor в Ступино, спиральные колонны Руденко и 3D-печатные церковные купола Спецавиа наглядно демонстрируют свободу дизайна.

Вопрос с армированием и утеплением решается достаточно просто: по мере печати слоев укладывается горизонтальная арматура, после застывания 3D-печатной опалубки устанавливаются коммуникации, а внутренний объем заполняется дополнительной арматурой, утеплителем и заливается бетоном в соответствии с проектом. Внешняя же поверхность стен шлифуется и/или оштукатуривается. Как результат, достигается существенная экономия на съемной опалубке и, что самое главное, рабочей силе. Последний момент может оказать ключевое влияние на темпы развития строительной 3D-печати в разных регионах мира, ибо привлекательность подобной автоматизации прямо пропорциональна дороговизне рабочей силы.

Полностью автоматизированных технологий аддитивного строительства еще не существует, если не считать теоретических наработок Contour Crafting: заливать фундамент и устанавливать арматуру, коммуникации и перекрытия пока приходится вручную. С другой стороны, ничто не мешает переложить и эти задачи на плечи роботов. Так, инженеры из Швейцарской высшей технической школы Цюриха уже продемонстрировали робота-сварщика, способного создавать , голландская компания MX3D работает над проектом цельнометаллического , а австралийская компания Fastbrick Robotics проектирует .

3D-печатных небоскребов ждать пока не стоит. В ближайшие годы строительные аддитивные технологии будут использоваться в основном для изготовления декоративных элементов и относительно небольших дизайнерских объектов. Масштаб применения будет напрямую зависеть от стоимости материалов, рабочей силы и даже географического расположения. Например, метод спекания песка с помощью сфокусированного солнечного света вполне может оказаться привлекательным для строительства в пустынных регионах, благо что сырье валяется прямо под ногами, а источник энергии висит над головой. Эта технология, впервые опробованная польским инженером Маркусом Кайзером и получившая в отечественных кулуарах название «гелиолитография», даже рассматривается НПО имени С.А. Лавочкина в качестве технологии из реголита.

Руководитель проекта 3Dtoday Сергей Пушкин и генеральный директор девелоперской компании Capital Group Михаил Хвесько обсудили настоящее и будущее строительных технологий 3D-печати в программе «Новая Экономика» с Кириллом Токаревым на телеканале РБК.

Используются для изготовления разных объектов уже давно. Раньше это были небольшие детали, сувениры, протезы и т.п. Но ученые решили на этом не останавливаться, ведь возможности аддитивного производства поистине огромны и границы им выставляют сами люди.

Одно из направлений , которое активно развивается – возведение домов. Дом, напечатанный на , способен решить множество проблем. Поэтому над этим трудятся ученые, инженеры и архитекторы из разных стран со всех уголков света.

Проблемы, решаемые 3Д-технологиями в строительстве

Строительство домов при помощи способно решить целый ряд проблем, существующих в современной архитектуре, жилищной отрасли и др. Стоит отметить наиболее значимые из них:

• реализация сложнейших, в том числе неординарных архитектурных форм;
• существенное сокращение сроков строительства;
• снижение себестоимости жилья;
• уменьшение трудозатрат – печатать намного проще, чем заниматься кладкой;
• сокращение численности строительной бригады.

Однако есть много проблем, которые пока ещё предстоит решить. Например, кровля пока возводится традиционным способом. Отделка, прокладка коммуникаций, монтаж окон и дверей выполняются отдельно обычными способами. Таким образом, создание полноценного комфортабельного дома только посредством аддитивного производства пока невозможно.

Известные реализованные проекты

Первый дом, который был напечатан при помощи , на самом деле не был полноценным жильём. Это беседка, которую напечатал на своём заднем дворе Андей Руденко – простой житель США. Он по частям напечатал башенки, арки и прочие элементы, которые в итоге сложились в беседку в виде замка.

После многие компании воспользовались опытом и внедрили в процесс собственные разработки. В Арабских Эмиратах при помощи 3Д-принтера построено офисное здание. Объект уже отделан, подключен к коммуникациям и готов к эксплуатации. Это футуристическое сооружение, которое иллюстрирует возможности использования аддитивного производства в строительстве.

В Китае пошли дальше – они возвели целую деревню, состоящую из домов, модули которых были напечатаны. Это сооружения эконом-класса, с помощью которых планировалось расселить нищих и бездомных с улиц Шанхая. Пока деревня остаётся незаселенной.

При помощи 3Д принтера создан самый компактный переносной дом, который можно брать с собой в путешествия. Это сооружение наподобие палатки, но оно имеет внутри всё необходимое для комфортного отдыха. Этот вариант должен понравиться туристам.

Фото всех этих сооружений действительно впечатляет. В качестве материалов используются смеси на базе бетона. Это материал, который соответствует по характеристикам бетону М250. В перспективе использование новой смеси, которая соответствует по характеристикам бетону марки М1000.

Российские напечатанные дома

Россия не отстаёт от мирового сообщества в области . В Ярославле построен первый дом, сделанный с использованием аддитивных технологий. Фундамент и кровля этого сооружения возведены по стандартным технологиям. А стены полностью напечатаны при помощи 3Д-принтера. Это менее трудозатратно, в сравнении с кладочными работами и намного быстрее. Этот дом полностью отделан, подключен к коммуникациям и готов к заселению.

При помощи 3Д-принтера Apis Cor в подмосковном Ступино возведен полностью напечатанный дом в виде спирали, чтобы наглядно продемонстрировать возможности. Стоимость строительства дома в 38 квадратных метров составила около 600 тысяч рублей.

На презентации оборудования, видео которой можно посмотреть, рассказали, что возможно несколько вариантов утепления: минеральная вата, засыпка теплоизоляционной крошки и заполнение пустот вспененным полиуретаном. Последний вариант рассматривается как перспективный, так как вполне вероятно, что в скором будущем он будет заливаться внутри стен при помощи того же 3Д-принтера.

Такой подход позволяет возвести стены за 1,5-3 дня в зависимости от площади строения. Устройство может работать на площади 132 квадратных метра. А для возведения второго этажа сооружаются перекрытия, на которые поднимается 3Д-принтер, продолжающий свою работу.

Таким образом, можно смело утверждать, что в скором времени строительные технологии станут более совершенными. А жилье действительно станет доступным!

В последние годы, инженеры многих стран - особенно тех, где население слишком стремительно увеличивается, усердно работают над созданием строительных принтеров, с помощью которых можно быстро, а главное недорого, возводить небольшие дома. Почему недорого? Да потому, что на создание раствора идут отходы строительного производства, которые измельчаются, и перемешиваются с цементом. Себестоимость жилища площадью 200 м2, составляет меньше 5000 долларов, а для малоимущих людей этот аспект наиболее важен. Вот об этой технологии мы и хотим вам немного рассказать.

Над созданием печатающих устройств, с помощью которых можно возводить дешёвые постройки, параллельно работали инженеры разных стран. Но как всегда, китайцы впереди планеты всей - их принтер имеет самые большие габариты (32м*11м*7м). Год назад на нём, всего лишь за сутки, напечатали 10 небольших домов (по 60 м2).

Пока в них никто не живёт, их тестируют, наблюдая, как поведут себя конструкции под воздействием солнца, ветра и перепадов температур. Но результаты ещё никого не разочаровали. Во всяком случае, выяснилось, что проливные дожди и жара им нипочём. Поэтому первыми строить по этой технологии, стали страны с тёплым климатом.

Это важно

Создатели самого крупного принтера, подтвердили качество 3Д строительства на своём примере. Все стены офиса компании, занимающейся разработкой и продвижением данной технологии, находящейся под Шанхаем, напечатаны на трёхмерном принтере. Здание имеет общую площадь 10 000м2, и его постройка была завершена всего за 30 дней.

• Правда, для этого был организован конвейер из четырёх машин - но всё равно, их производительность поражает. Однако в Шанхае субтропический климат, и абсолютным зимним минимумом для него, является -9 градусов. Ну а каков будет результат испытания таких конструкций при наших морозах – это ещё вопрос.
• В любом случае, при таких темпах и низких ценах, можно решать жилищные проблемы не только жителей бедных провинций Китая. Да что там говорить – чего только стоит восстановить жильё для людей, пострадавших от всевозможных стихий: пожаров, наводнений, ураганов, землетрясений, от которых не застрахован никто.
• Для человека, оставшегося без крыши над головой, даже неказистый дом покажется раем. Нуждающихся людей хватает во всём мире, поэтому интерес к данной технологии проявили многие страны: ОАЭ, Америка, Италия, Голландия, и, конечно же, Россия.
• Многие их них разработали принтеры собственной конструкции, но по большому счёту, все они функционируют они по одному принципу. Создатели трёхмерных печатающих устройств надеются, что по мере усовершенствования технологии, ценовая планка готовых домов может опуститься ещё ниже.

Главное, все увидели и поняли, что для людей это благо, и наверняка не за горами тот день, когда будет создан ещё более мощный принтер, который сможет увеличить масштаб возводимого объекта.

Суть технологии

Как уже было сказано, возможности строительных принтеров отличаются. Некоторые умеют печатать только фрагменты домов, которые находятся в горизонтальном положении. После набора прочности секции поднимают, устанавливают вертикально, и соединяют между собой – что мы и видим на фото снизу.

Но есть и такой вариант, который может печатать дом непрерывным способом – то есть, по контуру. В будущем, это даст возможность строительным фирмам, имеющим в распоряжении такое оборудование, выезжать с ним по адресу, и возводить дом прямо на месте. Нисколько не сомневаемся, что в ближайшее время появятся и комбинированные машины, которые смогут делать и то, и другое.

• К тому же, с помощью 3D принтеров изготавливают и стеклопластиковую арматуру, которую сегодня полным ходом уже используют в малоэтажном строительстве. Нет сомнений, что недалёк тот день, когда на объекте будут работать оба варианта: один принтер возводит бетонную конструкцию, а второй – армирует её.
• Суть технологии такова: конфигурация конструкции или здания принтеру задаётся через компьютер. Дюз, из которого непрерывной линией выходит достаточно густой и эластичный раствор, движется по определённой траектории – контуру будущей конструкции, наращивая высоту слой за слоем.
• Стены получаются пустотелые, толщиной 30 см. Их внутреннее пространство армируют, заполняют пенобетоном - и получается не только прочный, но ещё и тёплый дом.

В нашей стране, над данной технологией работают в Ярославле, где полным ходом печатают пока только малые архитектурные формы: лавочки, беседки. Однако уже приступили и к строительству жилого дома с полумансардой, площадью 80м2. Оно не обещает быть таким быстрым, как у китайцев – всё-таки у нас не субтропики. Тем более что дом ведь нужно не только построить, но и произвести отделку, подключить коммуникации. Но к лету 2017 года дом планируют сдать, после чего можно будет увидеть фотографии его фасадов и интерьеров. Осталось немного, поживём – увидим.

Перспективы в бизнесе

Выполняя заданную программу, трёхмерный принтер может работать круглыми сутками, и не требует никакого контроля и обслуживающего персонала. Этот факт наверняка заинтересует и тех, кто ищет возможности для создания нового бизнеса. Несмотря на то, что сам принтер стоит недёшево, нарастающая популярность домов, построенных по технологии 3Д-печати, сулит немалые выгоды. Тем более что сроки выполнения заказа неимоверно компактны.

Для работы принтера не обязательно, как у китайцев, должен использоваться состав на основе цемента и измельчённого строительного мусора. Это может быть обычный пескобетон на базе портландцемента М500, или даже глинобит, который используют в южных регионах. Для прочности, раствор армируют стекловолокном, целлюлозной, либо полимерной фиброй.

Обратите внимание! Заметим, что напечатать на принтере можно стены, перегородки, лестницы, и даже некоторые элементы фундамента – но кровлю придётся выполнять традиционными способами, ведь она сооружается не из бетона, а из деревянных балок.

С учётом времени, необходимого на прокладку коммуникаций и отделочные работы, дом в 200 квадратов площади можно будет сдать максимум за 6 месяцев. Однако указать точную себестоимость такого дома сложно. В первую очередь, это будет зависеть от состава раствора. Ведь не факт, что все смогут так перерабатывать строительные отходы, что их можно будет использовать в качестве наполнителя. Да и потом, стоимость кровли, отделки, окон-дверей и коммуникаций, тоже бывает разной.

А выгодно ли это?

Специалисты подсчитали, что дом, построенный по технологии 3Д печати, сданный под ключ, будет стоить порядка 20 000 долларов, что вдвое меньше аналогичного строения из кирпича. При этом качество строительства получается на порядок выше. Данная технология позволяет получить идеальную геометрию строения: проёмы ровные, нет отклонений ни в плоскости стен, ни по углам. Соответственно, поверхности не надо дорабатывать – а это тоже экономия.

Сегодня трёхмерные строительные принтеры есть в продаже. Небольшие модели для печатания МАФ и отдельных малогабаритных конструкций, стоит порядка 9000 долларов. Устройство для крупных конструкций и монолитных зданий, стоит уже в пределах 20000-28000 долларов. Фактически – стоимость одного готового к эксплуатации дома. Но ведь, сколько жилья он сможет построить! Учитывая, себестоимость построек и сроки их возведения, срок окупаемости такого принтера составит максимум 18 месяцев.

Связь строительной отрасли с компьютерными технологиями формируется годами и в наши дни польза от нее очевидна для специалистов разных направлений. Главным образом используются средства виртуального моделирования, позволяющие с высокой точностью разрабатывать архитектурные и дизайнерские проекты. Но этим не ограничивается потенциал новых технологий. Не так давно началась популяризация принтеров с трехмерной печатью, которые работают на основе тех же проектных решений с виртуальными компонентами. Продолжением концепции стал строительный 3D-принтер. В России данную идею осваивает Андрей Руденко, предлагая быстрый способ возведения стен и некоторых инженерных конструкций. Также подобные технологии развиваются в Китае, Голландии и США.

Общий технологический процесс

В целом процесс повторяет традиционное строительство. Работы также начинаются с разработки общей концепции здания, составления проектного решения и подбора материалов. Начальные этапы строительства могут предусматривать также использование компьютерного моделирования - в любом случае непосредственные монтажные мероприятия будут задействовать мощности вычислительных машин.

Далее формируется бетонная смесь, на основе которой будут выкладываться стены. Собственно, первые модели строительных принтеров могли выполнять лишь односложные задачи по укладке стеновых конструкций. В современных аппаратах предусматривается не только возможность устраивать различные по конфигурации сооружения, но также дополнять этапы строительства изоляционными и облицовочными работами. Конечно, о сооружении полноценных завершенных объектов речь пока не идет, однако, производители оборудования стремятся к идее строительства, не предполагающего постобработку.

Техника строительства

В технологическом плане данный метод схож с работой обычных принтеров для трехмерной печати. Только в традиционном варианте предполагается формирование небольших по размеру предметов из специальных масс на основе пластиков и полимеров. В случае со строительными аппаратами есть два принципиальных отличия. Во-первых, это размеры принтера. В зависимости от версии и особенностей технологического процесса он может соответствовать по габаритам и автокрану, и небольшому грузовику. Во-вторых, строительный 3Д-принтер использует в качестве рабочей массы бетонный раствор. Подача смеси осуществляется также через специальный экструдер, работающий в автоматическом режиме.

Высокая точность выполнения операций, к слову, определяется как раз четким позиционированием головки принтера. Таким образом, можно осуществлять укладку фундамента, стен, перекрытий, лестничных и других конструкций. В зависимости от модели принтера могут выполняться мелкие проемы, инженерные отверстия и коммуникационные ниши. В отдельных случаях строительный 3Д-принтер позволяет формировать специальные отверстия для дальнейшего внедрения арматурных стержней.

Особенности китайского 3Д-строительства

Китайские разработчики являются первопроходцами в этом направлении строительства. Они создали технологию, согласно которой можно за сутки возвести дом. Другое дело, что строение будет бюджетным и с присущими данной категории недостатками дешевого жилья. В качестве основы для строительной массы в данном случае используется не только бетонная смесь, но и экологически чистые промышленные отходы. Такое решение обусловлено стремлением к удешевлению процесса.

Кроме того, по китайской технологии предусматривает включение в основной состав массы стекловолокна. Это значительно повышает качество результата, поскольку облегченная композитная арматура не только выигрывает у традиционного металла по ряду прочностных показателей и массе, но и упрощает процесс монтажа. Причем в случае с принтером используется измельченное стекловолокно в самой массе, что избавляет конструкцию от недостатков, возникающих при внедрении металлической арматуры в готовые проемы.

Голландская технология

Голландские инженеры осваивают несколько другие направлений продвижения концепции строительного принтера. Они ориентируются не на укладку смесей как таковую, а на изготовление стройматериалов и конструкций. Довольно успешным стало производство керамического кирпича, который выпускается через экструдер из массы шлакоблока.

Низкая стоимость сырья и минимальные затраты на само изготовление материала делает эту технологию финансово оправданной. Но и процесс сооружения домов не остался без внимания. Дело в том, что 3D-принтер для строительства домов выпускает блоки с конической формой, которая избавляет рабочих от необходимости использовать связующие смеси. Также некоторые компании осваивают каркасное возведение зданий. В этом случае принтер печатает полноценные монтажные панели, из которых в дальнейшем формируются домкомплекты.

Серийное производство принтеров

Пока создатели строительных принтеров не решаются на полноценное представление своей продукции на рынке.

Хотя попытки такие, безусловно, есть. Достаточно отметить модель BetAbram и отечественные разработки предприятия «СпецАвиа». При этом аппараты, доступные широкому кругу потребителей, можно разделить на два класса. Это крупногабаритный строительный 3Д-принтер, который практически не имеет ограничений по сооружению типовых зданий с точки зрения размеров, а также небольшие устройства, входящие в рельсовые комплексы. Второй вариант более доступен в плане финансов и позволяет изменять конструкцию в зависимости от требований к строительным задачам.

Дополнительный опционал

Процесс строительства в классическом понимании предусматривает выполнение множества операций. Это не только укладка стен, установка перегородок и монтаж конструкции под кровлю, но и облицовочные работы, и обустройство проемов. Почти во всех современных версиях 3D принтер для строительства домов позволяет осуществлять укладку бетонной смеси. Однако для других операций производители предусматривают вспомогательные устройства. Например, для монтажных мероприятий на той же крыше предлагается гидроподъемник, а в осуществлении отделочных работ можно использовать мойку высокого давления.

Предусматривается в некоторых версиях и улучшение базовых возможностей оборудования. К примеру, растворная мешалка избавляет пользователя от самостоятельного приготовления бетонной смеси. На ней можно создать оптимальную массу с характеристиками, которые предусматривает технология. Строительство домов с помощью принтера также требует специального энергообеспечения. Для организации этой части разработчики предлагают вводную проводку и электрошкафы питания.

Преимущества строительных принтеров

Строительство по новой технологии целесообразно использовать лишь в некоторых направлениях. В частности, отмечается высокое качество при укладке монолитных конструкций. Создание фундаментной основы, к примеру, заметно превосходит по скорости и эксплуатационным свойствам традиционные техники. Отдельные разработки касаются именно замены вибропрессования бетонной массы, так как автоматизация строительства в виде точного послойного формирования стяжки исключает образование воздушных пустот. По большому счету, такие принтеры повышают скорость процесса и оптимизируют чем и привлекают крупные компании.

Недостатки строительных принтеров

Даже в современных исполнениях строительное печатающее оборудование не способно обеспечивать полный цикл монтажных и ремонтных операций. Несмотря на желание производителей и технологов приближать реальность исключения необходимости постстроительства, эта идея пока еще очень далека. Кроме того, практика показывает, что и в нынешнем виде технология (строительство домов путем 3Д-печати) проигрывает квалифицированному ручному труду. Выполнение стяжки не менее качественно производит опытная бригада строителей. Относится это и к традиционной кладке стен. Впрочем, по скорости выполнения операций и точности все же выигрывает принтер.

Вопрос цены

Одним из главных факторов, который сдерживает распространение такой техники, является стоимость. И все же в специализированных областях наблюдается немалый спрос на строительный 3Д-принтер. Цена серийного оборудования начального уровня составляет порядка 700-800 тыс. руб. За эту сумму можно рассчитывать на ограниченный функционал, которого, тем не менее, хватит на качественное выполнение бетонных покрытий, создание стен и фундаментов. Сложные технологические операции подобные устройства не потянут.

Агрегаты, которые способны возводить полностью каркасную основу домов пользуются большим распространением, но и стоят недешево. Как правило, это массивный строительный 3Д-принтер, цена которого составляет в среднем 2-3 млн. При этом надо учитывать, что и материалы в виде рабочих смесей потребуются специальные - тоже по немаленьким ценам.

Заключение

При всех недостатках специалисты отмечают перспективность данного направления строительных технологий. На этом этапе еще рано говорить об экономической целесообразности внедрения подобных разработок на рынок с расчетом на коммерческий успех. И дело не только в том, что строительный 3Д-принтер дорого стоит, и свои лучшие качества проявляет лишь в отдельных работах. Как правило, возможности такого оборудования оказываются неконкурентными при сравнении с традиционной ручной силой. Единственное очевидное преимущество, оправдывающее использование такой техники, заключается в высокой скорости строительства. Но, опять же, эта сфера развивается всего несколько лет, и не исключено, что уже в скором будущем разработчики сделают новый шаг в продвижении строительной печати.

В этой статье мы расскажем о том, как приобрести 3Д принтер для печати домов и как организовать строительный бизнес на базе такого оборудования.

Вопреки распространенному мнению появившиеся недавно строительные 3д-принтеры печатают дома и строительные конструкции не из пластика или силикона, как его обычные «братья», а из бетона.

Как правило, для такой печати применяются стандартные составы, в основе которых лежит цемент марки 500. Такие составы недороги, и их компоненты свободно можно приобрести в любом городе мира.

Как и в случае с обычными 3д-принтерами, в основе принципа работы строительного принтера лежит экструзия. Сначала необходимо подготовить строительный раствор, в состав которого входят цемент, стекловолокно, иногда керамзит и иные материалы. Затем принтер выдавливает этот раствор через специальные сопла, нанося его слой за слоем на основание, что позволяет возвести стены небольшого здания всего за пару-тройку часов .

Принтер позволяет быстро «напечатать» все стены и прочие конструкции, например, лестницы, но кровлю нужно делать традиционными методами – принтеров, способных напечатать качественную крышу, пока что не существует.

Само собой, после завершения строительства потребуется внешняя и внутренняя отделка, прокладка коммуникаций, монтаж окон и дверей.

Как быстро можно строить с 3d-принтером

Средняя скорость печати современного строительного принтера составляет от семи до десяти кв. метров в минуту, а в Китае уже сейчас активно используются устройства, способные за минуту напечатать более 50 «квадратов».

Всего за пару часов такие установки могут напечатать целый дом площадью в 200 квадратных метров. С учетом отделки и прокладки всех необходимых коммуникаций строительство занимает от одного месяца до полугода.

Сколько стоит строительство домов с применением 3д-принтера

Указать стоимость строительства здания с использованием невозможно, поскольку он позволяет строить здания любой конфигурации, создавать архитектурные элементы почти любой сложности, возводить стены любой толщины.

Для примера : себестоимость строительства небольшого, около 100 квадратных метров, типового дачного домика составляет всего 2,5-3,5 тысячи долларов. Себестоимость такого дома с дверями, окнами, кровлей, коммуникациями, с внешней и внутренней отделкой – порядка 8-10 тыс. долларов.

Аналогичное строение из кирпича обойдется как минимум в два раза дороже. Продать напечатанный дом с полной отделкой можно за 16-25 тыс. долларов.

Столь низкую стоимость строительства обеспечивают невысокие цены на материалы и предельно точное их дозирование, а также высокое качество строительства: печать не дает каких-либо отклонений по углам, и впоследствии не приходится ничего «дорабатывать» – все стены, проемы для дверей и окон практически идеально ровные, щелей также нет – стена получается монолитной.

Стоимость 3d-принтера для строительства

Пока что индустрия строительства домов с применением 3д-печати находится на начальном этапе своего развития, и производят немногие компании.

Дешевле всего купить принтер производства Китая . Немногим дороже обойдутся продукты российской компании ЗАО «Спецавиа», которая базируется в Ярославле. По соотношению цены и качества они являются лучшими из представленных на рынке.

Модели строительных 3d-принтеров

Рассмотрим несколько моделей 3d-принтеров, предлагаемых компанией «Спецавиа»:

• S-4063 : это небольшое устройство используется для печати малых архитектурных форм, отдельных элементов для домов, бетонных конструкций площадью до 18-ти квадратных метров. Стоимость устройства: 8,5 тыс. долларов.
• S-6045 : устройство может использоваться для печати сложных конструкций размером до 12,6 квадратных метров. Стоимость устройства: 21 тыс. долларов.
• S-1160 : этот принтер позволяет печатать крупные конструкции и здания площадью до 280-ти квадратных метров. Стоимость устройства: 29 тысяч долларов.

Инвестиции и окупаемость

Приобретение печатного устройства и материалов обойдется примерно в 35 тысяч долларов. Еще не менее пяти тыс. долл. потребуется на зарплату рабочим и работы по завершению строительства после возведения бетонных конструкций.

При строительстве коттеджей и дачных домов себестоимостью до 10 тысяч долларов (срок строительства от двух до трех месяцев) и их продаже за 17-18 тысяч долл. чистая прибыль составит порядка трёх-четырёх тысяч долларов в месяц, с одного построенного дома.

Срок окупаемости бизнеса – до полутора лет.

Как видите, печать домов может быть , тем более, что сегодня конкуренция в этой сфере все еще достаточно невысока.

Похожие статьи