Как можно строить дешевле и быстрее?
Инженер Чак Халл изобрел первый 3D-принтер в 1984 году.
Что на самом деле представляет собой 3D-печать?
Это аддитивный процесс печати трехмерных продуктов. Компонент проектируется в программе CAD, затем информация отправляется на принтер. Затем объект печатается отдельными слоями. Эта методика интересна для производства прототипов, моделей, инструментов и сборных деталей.
В отличие от традиционных процессов, больше нет необходимости в сложных формах или замене форм. Многие рабочие шаги опускаются. Возможны изделия сложной геометрии и их можно производить серийно. В целом эти преимущества приводят к более энергоэффективному производству.
Это нововведение допускает множество интересных подходов. Помимо работы с пластиками и металлами, также можно использовать глины, воски или смолы.
Хороший пример - самолет. Чем больше вес, тем больше керосина. Однако с помощью 3D-печати изогнутые конструкции создавать гораздо проще. 3D-печать применима и в медицине, например, для изготовления индивидуальных протезов. В отрасли даже печатают мясо, приготовленное из растительных белков, с жевательной консистенцией настоящего мяса.
Производство на месте - важный шаг в 3D-печати. Это позволяет экономить на больших расстояниях, поскольку передается только цифровая информация.
Можно ли использовать 3D-печать в строительстве? Произойдет ли революция в строительстве?
В строительстве 3D-печать все еще находится в зачаточном состоянии. Пока невозможно предсказать, как эта тенденция будет развиваться в будущем.
Уже существуют более устойчивые альтернативы бетону, например, глина или суглинок. В 3D-печати обычно жидкий бетон укладывается слоями. Вы можете представить его в виде кремового торта с кнопкой в виде кондитерского мешка. В строительной отрасли уже есть проекты, созданные с помощью 3D-принтера. Страны-пионеры - Китай, Эмираты (Дубай) и США.
В Германии до сих пор нет норм и стандартов для 3D-печати, и поэтому печатных зданий мало. Тем не менее, Мюнхенский технический университет уже много лет занимается исследованием этого нововведения. Поэтому разрешение на строительство двух печатных многоэтажных домов было выдано в Германии.
Первый двухэтажный особняк был построен в Бекуме, Земля Северный Рейн-Вестфалия. В общей сложности на печать уходит 100 часов.
В Валленхаузене, Бавария, был построен первый жилой дом с тремя этажами, в общей сложности 380 м² жилой площади. Специалисты разработали бетон, который использовался исключительно для 3D-печати.
Композиция здесь является большой проблемой. Рецепт компании пока держится в секрете. Бетон должен соответствовать следующим требованиям: С одной стороны, он должен быть легко перекачиваемым, как свежий бетон. Он должен иметь хорошую форму, чтобы проходить через отверстие сопла. Говорят, что композиция быстро схватывается, так что конструкция не разрушится при нанесении нового слоя на бусину. С другой стороны, бетон не должен затвердевать слишком быстро, потому что в противном случае не будет связи с нижними слоями.
Как только подбирается подходящий состав для бетона, к фундаменту прикручивается 3D-принтер. Компания Peri взяла на себя эту задачу и разработала принтер. Это портальная система с различными модулями, которые можно настроить индивидуально. Максимальная скорость - один метр в секунду. Однако, чтобы можно было одновременно выполнять ручную работу, печать выполняется только со скоростью 25 сантиметров в секунду, поэтому на один квадратный метр требуется около пяти минут.
К дополнительным работам относятся, например, оконные проемы или электроника, например, розетки. Кроме того, печатаются не непрерывные стены, например, одинаковой ширины 24 сантиметра, а две отдельные стены шириной от трех до десяти сантиметров, которые образуют полую стену. Внутренняя часть не заливается полностью бетоном, а дополняется изоляционным материалом. Он ' легче и требует меньше материала.
Произведет ли 3D-печать революцию в строительной отрасли?
Теоретически использование 3D-печати в строительстве дает множество преимуществ.
3D-печать могла бы восполнить нехватку квалифицированных рабочих, потому что требуется гораздо меньше квалифицированных рабочих. Меньше отходов, потому что используется только действительно необходимый материал. Каждый вырез планируется с самого начала.
Интересно отметить, что также можно использовать переработанные продукты. В Италии есть компания . Вместо бетона здесь используется натуральная грязь. В качестве примесей используются отходы производства риса. В Амстердаме появилась идея напечатать дом у канала из биопластика. В целом, 3D-печать также снижает потребление энергии, потому что многие транспортные маршруты, например, сырье и рабочие, опускаются.
Можно применить индивидуальную геометрию. Обычные технологии не могут быть запрограммированы таким образом, потому что не требуется опалубка. Поэтому у архитекторов есть больше возможностей для самовыражения.
Но возможна ли вообще 3D-печать?
Однако препятствия, связанные с этой технологией, по-прежнему преобладают. Люди еще не приняли дома, напечатанные на 3D-принтере. Они выглядят очень необычно с выступами на стенах. Это, скорее всего, займет некоторое время, если вы посмотрите на другие тенденции, такие как строительство из сборных железобетонных конструкций.
Технология иногда достигает своих пределов, поскольку можно использовать только определенные материалы. В США рекламируется изготовление домов в течение 24 часов. Однако это влияет только на стены, а не на другие объекты, такие как B. внутренние работы. Также требуется время на настройку и калибровку принтера.
3D-принтеры будут выгодны в кризисных ситуациях. После стихийных бедствий реконструкция могла быть быстрее и дешевле. Идея также в том, что в развивающихся странах строительные материалы на месте могут быть быстрее и дешевле. В странах, где война находится поблизости, можно было быстро построить новые здания, чтобы людям не приходилось бежать далеко и они могли остаться на своей родине.
Однако есть и другие препятствия. Как следует транспортировать 3D-принтер? Доступны ли на месте нужные материалы?
Другая проблема заключается в том, что пока возможно создание только вертикальных конструктивных элементов или опорных элементов, подверженных сжатию. Где бы ни возникали изгибающие или растягивающие силы, становится трудно печатать компоненты.
Неужели 3D-печать так устойчива, как думают ее сторонники? Во время печати отходы сводятся к минимуму, потому что можно точно рассчитать, что необходимо. Однако для работы под специальным давлением требуется гораздо больше цемента, производство которого приводит к значительным выбросам. Для сравнения, вредные выбросы даже хуже, чем от воздушного движения. В случае 3D бетона используется примерно в два раза больше цемента, чем в случае обычной облицовки.
Результирующая
В дальнейшем отказываться от бетона будет невозможно. Например, для больших фундаментов и мостов этот прочный материал придется использовать еще дольше. Теоретически преимущества 3D-печати понятны, но недостаточно доказаны.
Конечно, его можно использовать для дальнейшей оцифровки в строительной отрасли. Однако, если вы посмотрите на проблемы, вскоре станет ясно, что эти разработки все же необходимо рассматривать критически. В дальнейшем будут меняться строительные материалы. Чтобы избежать климатического кризиса, необходимо использовать более экологичные продукты, такие как глина и дерево.
Под вопросом и внешний вид 3D-печати. Это, конечно, личное мнение, но насколько эстетично конструкция будет выглядеть через десять лет, непонятно.
Сложно сделать достоверные заявления, потому что все еще в зачаточном состоянии, а расчеты затрат еще не опубликованы. Просто не хватает опыта работы с печатными домами.
Тем не менее, разработка продолжается и остается увлекательной. Возможно, в будущем на заводе будут печататься только отдельные детали для строительной площадки. Печать на Марсе - особенно интересное нововведение. Исследователи нашли там глину, которую также можно использовать в 3D-печати.
