Бетонный дом на 3D-принтере построили студенты СКФУ
- 30 ноября 2022 г. 15:24
- Категория:
- Наука
- Технопарк СКФУ
Первый одноэтажный дом, построенный на 3D-принтере, возвели в Ставрополе на открытом пространстве. Команда разработчиков из числа конструкторов завода строительного оборудования «СмартБилд» и студентов Инженерного института Северо-Кавказского федерального университета применили инновационную технологию строительства дома.
Высокотехнологичное строительное оборудование – 3D-принтер – позволяет возводить дома, здания или другие сооружения в кратчайшие сроки. За счет применения аддитивных технологий (послойное наращивание объектов) срок возведения здания может составлять несколько дней, а в качестве материала для печати используется модифицированный мелкозернистый бетон. Принцип трехмерного строительства заключается в экструзии (подаче) принтером специальной смеси слой за слоем по заданной трёхмерной компьютерной модели.
– Северо-Кавказский федеральный университет выстраивает прочные связи с индустриальными партнёрами в сферах машиностроения, пищевых технологий и строительства. Такое сотрудничество позволяет в кратчайшие сроки запускать прикладные проекты, которые решают национальные задачи через новые инновационные технологии, – отметил ректор СКФУ Дмитрий Беспалов.
Преимуществами возведения такого типа домов являются скорость возведения, более низкая цена одного квадратного метра, отсутствие строительного мусора и остатков материалов. Как отмечают создатели технологии, дом 100 кв.м возводится за 36 часов.
– Перед тем, как начать строительство первого одноэтажного дома, мы сделали два единообразных проекта: один дом мы построили классическим способом, а другой – аддитивным методом при помощи принтера. Мы убедились, что второй способ работы намного выгоднее и быстрее – экономия получилась 36%, – рассказал директор предприятия-партнера Дмитрий Москвитин.
Сотрудничество федерального университета и завода строительного оборудования ведется уже давно, работа над проектом от идеи до возведенного здания заняла почти два года.
Когда компания приступила к конструированию принтера, университет предложил студентам принять участие в разработке. В свою очередь, «СмартБилд» выступил в роли наставника, а студенты СКФУ, разделив функции, научились работать в данной инновационной области и продолжили свою трудовую деятельность в компании.
На данный момент проектная группа приступила к работам по возведению двухэтажного 3D-печатного здания. За 3 рабочих дня, с учетом погодных условий, удалось построить первый этаж.
Помимо этого, СКФУ совместно с индустриальным партнером откроет научно-образовательный центр аддитивных технологий. Центр будет проводить разработку и совершенствование бетонных смесей, специализированного программного обеспечения и промышленных контроллеров, а также методов проектирования зданий и строительных конструкций, адаптированных под 3D-печать.
На нашем сайте используются cookie-файлы и другие аналогичные технологии.
Если, прочитав это сообщение, вы остаётесь на нашем сайте, это означает,
что вы не возражаете против использовании этих технологий.
3D идет на стройку – КАК ПОТРАТИТЬ
В России первый «печатный» дом появился в декабре 2016 года: экспериментальное здание в городе Ступино на опытной базе в сотрудничестве с ГК ПИК возвела компания Apis Cor. Печать самонесущих стен, перегородок и ограждающих конструкций длилась меньше суток: чистое машинное время работы составило 24 часа. А сама печать фактически применялась вместо монолитного литья. Затем готовую структуру обычным способом утепляли и обкладывали. В итоге стоимость дома площадью 38 кв. м составила $10 000.
Сегодня, спустя 6 лет, Apis Cor, американская технологическая корпорация со штаб-квартирой в Мелборне (штат Флорида), выросшая из российского стартапа, предлагает своим клиентам коллекционные дома, напечатанные на 3D-принтере собственной разработки. С авторской архитектурой и индивидуальным дизайном, созданные под впечатлением от красот побережья Флориды или творений Фрэнка Ллойда Райта, дома площадью от 160 кв. м оцениваются в сумму от $300 000 ($1875 за кв.
м).
Для сравнения: согласно данным Национальной ассоциации риелторов США (NAR), средняя цена на жилье по стране в мае 2022 года составила $407 600, что на 14,8% выше, чем за тот же период прошлого года.
По мнению Константина Ходнева из архитектурного бюро DNK ag, печать фактически заменила монолитное литье. «Как быстро и как широко будет развиваться технология – вопрос стоимости и всего, что с ней связано. Сегодня 3D-принтер, конечно, дорого стоит, но очень скоро, возможно, он будет модернизирован и станет так же привычен на стройке, как башенный кран», – считает он.
Сам процесс печати можно сравнить с глазированием торта. Принтер, удерживаемый роботизированной рукой, выдавливает «пасту» на «торт»-арматуру и выдает блоки слой за слоем, оставляя места, где предполагается прикрепить двери или окна.
Например, на создание дома-«валуна» Milestone (2021) в пригороде Эйндховена (Нидерланды) от архитектурного бюро Houben & Van Mierlo, напоминающего огромную гальку, принтеру понадобилось пять дней.
«Валун» общей площадью 94 кв. м с кухней-столовой, спальней и ванной состоит из 24 элементов, которые печатали отдельно на производственной площадке, а потом собирали уже непосредственно на участке, где крепили к фундаменту. В будущем компания-застройщик Weber Beamix планирует ставить дома уже непосредственно на месте.
Проекты печати домов рассматриваются не только на Земле: в планах – строительство автономной базы на Марсе
По словам Антона Кочуркина, архитектора и основателя бюро «8 линий», технология 3D-строительства все же имеет ряд ограничений. Например, архитектор считает, что самое сложное во время печати – это закладка арматуры, которую приходится делать вручную. А если речь идет о печати криволинейных элементов, то укладка арматуры становится более сложным процессом, так как должна синхронизироваться со слоями печати , что в целом усложняет процесс и сроки всего строительства. «Зато можно позволить себе эксперименты с формой, – продолжает архитектор, – и сделать то, что невозможно в традиционных технологиях»
Нишевое использование 3D-печати в настоящий момент один из векторов развития этой технологии.
Основной строительный материал для печати домов – специальные бетонные смеси, которые состоят из цемента и песка. Иногда в них добавляют полимеры и различные волокна, чтобы материал лучше схватывался.
Есть и «экзотические» смеси. Например, Lavacrete, разработанная американской компанией Icon, которая печатает на своих 3D-принтерах Vulcan II дома в рамках программы доступного жилья в проблемных регионах. Смесь состоит из измельченной красной вулканической породы, цемента и воды, и, по мнению специалистов, может выдерживать экстремальные климатические условия.
А в Италии, недалеко от Равенны, в местечке Масса-Ломбарда, в начале прошлого года появился жилой дом Tecla, напечатанный из местной глины. Проект архитектурного бюро Mario Cucinella Architects и производителя 3D-принтеров WASP создан по всем канонам устойчивого развития: дом биоразлагаемый, энергосберегающий, с нулевым углеродным следом. Его площадь составляет 60 кв. м, а на возведение здания ушло всего 200 часов.
Технологии 3D-строительства стремительно развиваются: появляются все новые принтеры, модернизируются смеси… И, конечно, рассматриваются проекты печати домов и конструкций не только на Земле. Например, NASA в прошлом году выбрала Icon, производителя 3D-принтеров, и архитектурное бюро Bjarke Ingels Group (BIG) для проектирования среды обитания Mars Dune Alpha на Марсе …
А Антон Кочуркин из «8 линий» мечтает спроектировать и напечатать остров на понтонах – «плавучий аквакомплекс» с жилой и досуговой инфраструктурой – в Краснодарском крае.
Будем ждать.
Самое популярное
Deluxe
Лето в бриллиантах: тренд
Deluxe
Изумрудный город Parure Atelier
Технопарк
Топ-8 техноидей для путешественников
Дом и интерьер
Рецепты счастья
Сюжеты для коллекций: Yana Jewellery
Deluxe
Модные кадры
Группа российских машиностроительных и 3D-печатных компаний строит 3D-печатный жилой дом — 3DPrint.com гостиницы и крошечные дома, и даже дома в натуральную величину и деревни. В феврале группа европейских экспертов по строительству встретилась в Копенгагене, чтобы обсудить, как 3D-печать меняет строительство, и пришла к выводу, что Европа станет лидером 3D-печати в строительстве в течение следующих трех-пяти лет. Россия также попала в заголовки новостей о 3D-печати дома, напечатанного всего за 24 часа, а группа компаний по обработке и 3D-печати под названием АМТ-СПЕЦАВИА недавно использовала 3D-принтер для строительства жилого дома в Ярославле.
На этой неделе был представлен 3D-печатный дом, который скоро станет постоянным домом для русской семьи.
Специалисты компании АМТ-СПЕЦАВИА, в которую входит подмосковное ООО «Сколково», в течение последних двух лет печатали части дома, а недавно собрали их вместе для строительства здания площадью 298,5 квадратных метров, известного как проект Ярославский АМТ.
Генеральный директор АМТ-СПЕКАВИА Александр Маслов и Юрий Хаханов с Фондом Сколково. «Для нас было важно создать прецедент, показать на практике, что технология 3D-строительства работает. В то время типографии – это было что-то из области фантастики. Мы поставили задачу воплотить ее в жизнь», — в переводе цитаты рассказал Александр Маслов, генеральный директор группы компаний «АМТ-СПЕЦАВИА». «Печать производилась в магазине на самом маленьком принтере. Распечатали здание по частям (стены дома, декоративные элементы, башня), отвезли на стройплощадку и собрали на месте как конструктор. С тех пор, конечно, оборудование усовершенствовалось: увеличилась скорость печати, улучшилось качество. Но даже наша первая модель зарекомендовала себя как надежное и эффективное оборудование.
Статус участника Сколково позволяет нам ускорить развитие и выход на зарубежные рынки».
Статус участника Сколково позволяет нам ускорить развитие и выход на зарубежные рынки».На презентации 3D-печатного дома присутствовал заместитель губернатора Ярославской области Максим Авдеев.
Компании АМТ-СПЕЦАВИА сначала создали 3D модель дома на компьютере, перед тем как разбить модель по сечениям на слои. Мало того, что совместная группа компаний напечатала дом в 3D, партнер SPECAVIA также создал оборудование для 3D-печати, которое выполнило эту работу. Для строительства жилого дома использовался портальный 3D-принтер с объемом сборки 3,5 х 3,6 х 1 метр из стандартного бетонного песка марки М-300.
Слои дома печатались высотой 10 мм и шириной от 30 до 50 мм, а стены печатались со скоростью до 15 квадратных метров в час. Одним из больших преимуществ 3D-печатных домов является возможность использовать сложную геометрию для создания таких элементов, как арки и цилиндрические конструкции. Кроме того, время от проектирования до производства сокращается до 8-12 раз; очевидно, высокая скорость, с которой строился дом, также является плюсом.
Олег Перцовский, операционный директор кластера энергоэффективных технологий «Сколково», сказал в переводе цитаты: «Сегодня российские разработчики входят в число мировых лидеров в области 3D-печати. В рамках Фонда ООО «АМТ» разрабатывает и коммерциализирует линейку портальных строительных принтеров: от малоформатных (для печати малых архитектурных форм) до крупноформатных (способны печатать типографии высотой до 3-х этажей). Сегодня «АМТ» представила впечатляющий результат своей инновационной деятельности – полноформатный жилой дом, построенный для постоянного проживания. «Сколково» целенаправленно привлекает проекты по строительной 3D-печати. Поддержка «Сколково» позволит компаниям получить дополнительный импульс для развития не только на российском, но и на мировом рынке».
Напечатанный на 3D-принтере Ярославский дом соответствует всем нормам и правилам индивидуального жилищного строительства в России, включая получение разрешения на строительство и технического паспорта от Бюро технической инвентаризации (БТИ), что необходимо при выполнение регистрационных действий.
Вскоре напечатанный на 3D-принтере жилой дом также будет включен в кадастровую съемку — всеобъемлющий реестр недвижимости конкретной страны.
Вы можете посмотреть кадры 3D-печатного дома с дрона в видео ниже:
Не так давно мысль о том, что однажды мы все сможем жить в 3D-печатных домах, вероятно, казалась шуткой или чем-то вроде пошлого научно-фантастического фильма. Но по мере того, как мы видим, что в области строительства появляется все больше и больше инноваций в области 3D-печати, это уже не кажется таким забавным. Более того, как и в случае с Ярославским домом, эти постройки — не рекламные уловки и рекламные акции, а настоящие дома, в которых будут жить люди. Так что, похоже, нам, возможно, придется привыкнуть к мысли, что 3D-печатные дома никуда не денутся.
Что вы думаете об этом доме? Обсудите эту и другие темы 3D-печати на 3DPrintBoard.com или поделитесь своими мыслями ниже.
[Источники: Sputnik News, Sk News / Изображения: SPECAVIA]
Будьте в курсе всех последних новостей индустрии 3D-печати и получайте информацию и предложения от сторонних поставщиков.
С тегами: 3D печать бетона • 3d модель • 3d типография • 3d печать конструкции • 3d печать дома • 3d печать дома • 3d печать цемента • 3d печать строительства • 3d печать домов • 3d печать в строительстве • строительство 3d печать • дом 3д печать • россия
Первый 3D печатный дом в России, построенный всего за 24 часа — CAANdesign
Поиск
Местоположение: Россия
Год: 2016
Площадь: 409 футов²/ 38 м²
Фото: ©Apis Cor company
Описание:
«В декабре 2016 года Компания Apis Cor совместно с ПИК продолжила распечатать здание с помощью мобильного 3D-принтера. Строительство велось на испытательном полигоне компании «Апис Кор» в городе Ступино, на территории Ступинского газобетонного завода. Печать несущих стен, перегородок и ограждающих конструкций была выполнена менее чем за сутки: чисто машинное время печати составило 24 часа.
После завершения стеновых конструкций принтер был вывезен из здания краном-манипулятором.
Площадь типографии 38 м². Дизайн одноэтажного жилого дома довольно необычен. Этот проект был выбран специально, так как одной из основных целей этой конструкции является демонстрация гибкости оборудования и разнообразия доступных форм. Дом может быть любой формы, в том числе привычной квадратной формы, ведь у аддитивной технологии нет ограничений на проектирование новостроек, кроме законов физики. А значит, пора поговорить о новом фантастическом потенциале архитектурных решений.
Дом возведен в самое холодное время года.
Зима добавила сложности участникам проекта, так как использование бетонной смеси, которая используется в качестве типографской «краски», возможно только при температуре выше 5°С. Хотя само оборудование способно работать при температурах до минус 35°С. Проблема была решена установкой палатки, обеспечивающей необходимую температуру. Вскоре с помощью новых материалов, таких как геополимер, вы сможете печатать дома в любое время года.
КОНСТРУКЦИЯ
Строительство основано на технологии 3D-печати Apis Cor — уникальном оборудовании, не имеющем аналогов в мире на сегодняшний день: мобильном строительном 3D-принтере и автоматической смесительно-поставочной установке.
Отличительной особенностью принтера является его конструкция, напоминающая башенный кран, что позволяет принтеру выполнять процесс печати построения здания как внутри, так и снаружи.
Принтер имеет небольшие габариты, легко транспортируется и не требует длительной подготовки перед началом строительных работ, так как имеет встроенную систему автоматического выравнивания и стабилизации горизонта.
Процесс печати максимально автоматизирован и практически исключает риск человеческой ошибки.
УТЕПЛЕНИЕ
Система утепления в типографии выполнена инновационными материалами компании ТехноНИКОЛЬ
КРЫША
Крыша дома в Ступино, в соответствии с архитектурным проектом, плоская. Решение, предложенное компанией ТехноНИКОЛЬ, эффективно выдерживает высокие снеговые нагрузки и требования по долговечности. Его стоимость сравнима с обычными для нашей страны крутыми крышами.
Кровельный ковер изготовлен из полимерных мембран LOGICROOF. Материал обладает высокими эксплуатационными характеристиками и технологичностью монтажа. Мембранные лоскуты свариваются между собой на специальном оборудовании с использованием горячего воздуха. Монтажные работы со скоростью до 1000 м² в рабочую смену можно производить в любых погодных условиях.
В качестве теплоизоляционного слоя применены сплошные плиты на основе жесткого полистирола LOGICPIR. Благодаря низкой теплопроводности материала (0,022 Вт/кв.
м), толщина и общий вес кровельной системы намного меньше, чем у традиционных теплоизоляционных материалов.
При монтаже плоской кровли использовался специальный утеплитель PIR Slope. Это готовая модульная система для создания правильных основных и задних откосов. Благодаря этому осадки будут эффективно удаляться с поверхности кровли. Полимерная мембрана LOGICROOF и утеплитель LOGICPIR имеют класс горючести G1, что обеспечивает высокую пожаробезопасность.
ПЕРЕКРЫТИЯ
В качестве изоляции перекрытий мы использовали термоакустический изоляционный материал ROKLIGHT из минеральной ваты.
Apis Cor Construction Технология 3D-печати, адаптированная для различных методов теплоизоляции печатных стен. Специально для проекта в Ступино корпорация ТехноНИКОЛЬ выбрала два инновационных способа утепления: твердый теплоизоляционный материал LOGICPIR для одной части дома и жидкий полиуретановый состав для другой. Технология не требует крепления и заполняет все пустоты в пространстве между несущей стеной и наружной бетонной конструкцией, позволяет избежать образования мостиков холода.
Выбранные материалы относятся к числу материалов с самым низким коэффициентом теплопроводности. Коэффициент теплопроводности крошки ПИР −0,022 Вт/м*К, засыпного утеплителя из пенополиуретана — 0,023-0,025 Вт/м*К (примерно на 25-30% эффективнее по сравнению со стандартными теплоизоляционными материалами и на 100% больше). эффективнее дерева).
Благодаря этим свойствам для создания комфортного микроклимата в доме достаточно совсем небольшого слоя. Что позволяет значительно упростить конструкцию. В дальнейшем при улучшенном оборудовании утепление конструкций можно будет проводить параллельно с их опечаткой. Что значительно сократит время строительства.
ОТДЕЛКА
Для отделки печатных стен дополнительно использовалась минеральная декоративная штукатурка Reibeputz — КОРОЭД от производителя BITEX. Материал обладает высокой адгезией и паропроницаемостью, отлично подходит для внутренних и наружных отделочных работ.
В состав минеральной штукатурки входит белый цемент и шаровидная мраморная и гранитная крошка, поэтому она может служить дополнительной теплоизоляцией и хорошо сочетается с системами теплоизоляции: может выступать в качестве верхнего слоя, особенно если утеплитель используется минеральная вата.
