3D печать зданий и строительных компонентов как будущее строительства

Размещено на http://www.allbest.ru/

3D ПЕЧАТЬ ЗДАНИЙ И СТРОИТЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ КАК БУДУЩЕЕ СТРОИТЕЛЬСТВА

Полторан Я.Е., студент 4 курса, направление «Проектирование технологических машин и комплексов» Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова Россия, г. Белгород Ведищев К.А., студент 4 курса, направление «Проектирование технологических машин и комплексов» Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова Россия, г. Белгород

Аннотация

В статье рассматривается использование технологий 3D-печати для строительства зданий и сооружений. Рассмотрены способы такого строительства, материалы. Затронута история развития, приведены примеры практического использования данной технологии.

Ключевые слова: строительство, SD-печать, SD-принтер, SD-печать зданий, технологии.

Annotation

The article discusses the use of 3D printing technology for the construction of buildings and structures. The ways of such construction, materials are considered. The history of development is affected, examples ofpractical use of this technology are given.

Key words: construction, 3D printing, 3D printer, 3D printing of buildings, technology.

Первый SD-принтер был изобретен в 1984 году, и за последние десятилетия SD-печать стала одной из самых быстрорастущих технологий. В начале это была очень сложная и, более того, дорогая технология. С годами 3И-печать стала присутствовать в повседневной жизни, и принтеры стали широко использоваться во всех областях промышленности. Много достижений было сделано в медицине, автомобильной и аэрокосмической промышленности. Благодаря системам с открытым исходным кодом, создание прототипов нового продукта и инновационное использование SD-печати в различных областях доступны практически для всех [1].

Совершенствование печатного материала и SD-технологий стало целью многих компаний во всем мире из всех отраслей промышленности. В 2014 году началась настоящая революция в строительной отрасли, так как был напечатан первый дом, открыв новую главу в области строительных технологий. стереолитография технология печать промышленность

Технологии 3D печати и применяемые материалы

Идея SD-печати родилась еще в 198S году, когда Чарльз У. Халл выступил с идеей упрочнения настольных покрытий ультрафиолетовым излучением [2]. Эта простая мысль привела его к изобретению стереолитографии, первой технологии SD-печати. Стереолитография была первой технологией быстрого создания моделей, которая означает быстрое, точное и воспроизводимое производство элементов, обычно с помощью компьютера. Первым шагом в создании технологии было изобретение добавок к синтетическим смолам, которые после облучения ультрафиолетом начинали процесс полимеризации. Стереолитография -- это технология, которая позволяет создавать объекты с высокой точностью и чрезвычайно сложной геометрией, и именно поэтому она используется во многих областях, таких как, например, медицина, автомобилестроение и самолетостроение, и даже искусство и дизайн. Моделирование путем плавления FDM -- это технология, изобретенная в 1988 году С. Скоттом Крампом. Пластичные материалы, которые затвердевают в процессе охлаждения, экструдируются через сопло с двумя головками. Сопло содержит нагреватели, которые поддерживают температуру материала чуть выше температуры плавления, что позволяет ему легко протекать через сопло для формирования слоев. Как и в других технологиях, после создания одного слоя платформа опускается (либо сопло поднимается) и создается следующий слой. Этот процесс повторяется до тех пор, пока вся модель не будет напечатана. Материалы, обычно используемые в технологии FDM, представляют из себя так называемые нити, которые в катушках используются в принтерах. Материал этих нитей: ABS-пластик (акрилонитрил-бутадиен-стирол) или PLA (полимолочная кислота). За последние два десятилетия моделирование методом наплавки стало наиболее популярным и широко используемым методом SD-печати в мире.

Дом в Амстердаме

В 2014 году голландская проектная компания Dus Architects решила построить дом, напечатав его детали гигантским принтером. В Европе это был первый проект, который был полностью реализован с помощью технологии 3Б-печати. Проект под названием SD print Canal House проходил в Амстердаме и занял не менее трех лет. Архитекторы из Dus Architects доказали, что, печатая компоненты дома прямо на месте, они могут полностью устранить строительный мусор и минимизировать расходы на транспорт. Мобильность принтера считается основным преимуществом, поскольку его можно транспортировать по всему миру, благодаря чему стоимость транспортировки материала и его хранения на строительной площадке сильно уменьшается. Время проекта было оценено, чтобы позволить ученым изучать технологии печати и разрабатывать соответствующий материал. Строительная площадка была открыта для публики и останется открытой даже после завершения проекта, так как основная цель операции состоит в том, чтобы изучить и познакомить людей с потенциальным использованием 3D -печати в строительной отрасли.

Компоненты дома печатаются на гигантском 3D-принтере под названием KamerMaker. Техника печати очень похожа на большинство принтеров. Процесс начинается на компьютере, где в соответствующих 3D программах модели создаются и преобразуются в нужный формат. Термопластичный материал (который в данном конкретном случае является биоразлагаемым пластиком) нагревается принтером до тех пор, пока он не достигнет соответствующего жидкого состояния, после чего он проходит через сопло принтера. После того, как один слой создан, следующий слой печатается на предыдущем. На этой стадии процесса самым сложным для разработки является материал, который после укладки принтером будет одновременно достаточно гибким для создания многих слоев, адгезивным, чтобы последующий слой соединялся с предыдущим и достаточно жестким, чтобы компонент сохранил свою форму.

Здания компании WinSun

WinSun Decoration Design Engineering - китайское предприятие, работающее над материалом, похожим на бетон, который будет пригоден для использования в технологии 3D-печати. В 2014 году им удалось построить дома, напечатанные с использованием 3D-технологий. Эта технология основана на строительных компонентах, напечатанных как сборные элементы и собранные на месте. Компоненты печатаются на принтере высотой 6 метров, шириной 10 метров и длиной 40 метров. Принтер выдавливает материал (раствор) через сопло слой за слоем. Стены имеют диагонально усиленный рисунок, с полой структурой, которая будет выступать в качестве слоя изоляции. Компоненты печатаются на фабрике, а после печати они транспортируются на строительную площадку и собираются вместе для создания цельной конструкции [3, 14-22].

Использованные источники

1. Морозевич Е.С., Багаева А.П. 3D-печать: что ждет нас в будущем? // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2014. №10. (дата обращения: 23.01.2019).

2. Википедия: свободная энциклопедия. [Электронный ресурс (дата обращения: 10.01.2019).

3. Z. Malaeb, H. Hachen, 3D concrete printing: Machine and mix design, International Journal of Civil Engineering and Technology 6, 2015. 156 p.

Размещено на Allbest.ru