Читать статью — Строительная 3D-печать. 8 причин, по которым она станет достижением
3D-печать уже давно переросла свои первоначальные возможности быстрого прототипирования и превратилась в полноценный производственный процесс, известный в отрасли как аддитивное производство. Он используется для производства все более широкого спектра изделий, от зубных имплантатов до деталей реактивных двигателей. Действительно, это был лишь вопрос времени, когда она доберется до строительной отрасли.
Проще говоря, дома, построенные с помощью строительного 3D-принтера, строятся путем послойного нанесения материала. Пастообразная бетонная смесь выдавливается через сопло, создавая стены с нуля по одному слою за раз.
На первый взгляд, это не кажется сложным, но на самом деле это не так. При том, что перспективы такого процесса строительства огромны, он все еще находится на самых ранних стадиях разработки, но уже показал многообещающие результаты и быстро привлек внимание средств массовой информации.
Вопрос в том, действительно ли шумиха вокруг строительной 3D-печати заслужена? В этой статье мы углубимся в эту тему и покажем, почему мы считаем, что 3D-печатные дома могут стать следующим большим достижением.
Скорость строительства
3D-печать дома происходит значительно быстрее по сравнению с традиционными методами строительства. Хотя фактические сроки в значительной степени зависят от размера проекта, в большинстве случаев строительство занимает всего несколько дней.
Возьмем, к примеру, первый полностью 3D-печатный дом в Америке, построенный строительной компанией ICON для некоммерческой организации New Story в 2018 году. На создание дома площадью 33 квадратных метра в Техасе ушло около 47 часов печатного времени, растянувшегося на несколько дней.
Всего два года спустя другая американская компания построила огромный дом площадью 177 квадратных метра всего за 8 дней, что заняло всего 48 часов общего времени печати.
Однако помните, что 3D-принтеры могут создавать только внешние и внутренние стены.
Тем не менее, по данным SQ4D, компании, ответственной за проект, это на 40% меньше по сравнению с обычными строительными технологиями. На первый взгляд это может показаться незначительным, строительная 3D-печать все еще является развивающейся технологией, которой еще многое предстоит усовершенствовать. Так что, скорее всего, сроки строительства сократятся еще больше.
Меньшее количество строителей
На строительных площадках для 3D-печати требуется меньше рабочих, чем на традиционных площадках, поскольку печатное оборудование выполняет большую часть работы.
Традиционное строительство требует много этапов, включая целую бригаду из пяти-шести человек, которые разгружают, транспортируют и смешивают материалы перед укладкой конструкций. После настройки бетонному 3D-принтеру требуется всего несколько человек для мониторинга и контроля процесса.
Например, для вышеупомянутого дома площадью 177 кв. метров от SQ4D потребуется всего 3 человека на месте, что, по данным компании, заменит бригаду из более чем 20 чернорабочих. Это показывает, насколько хорошо автоматизирован весь этот процесс, и почему строительные 3D-принтеры являются такой многообещающей альтернативой.
Кроме того, меньшее количество работников на месте также приводит к меньшему количеству связанных с работой травм и смертельных исходов. Согласно статистике OSHA, только строительство является причиной смерти каждого пятого работника в США. Если подходить к делу ответственно, 3D-принтеры могут помочь значительно сократить эти цифры.
Ниже стоимость строительства
Считается, что дома 3D-печные дома дешевле строить, но это несколько спорно, поскольку 3D-принтеры для массового строительства являются дорогостоящим оборудованием и по-прежнему имеют много ограничений. Но давайте ограничимся фактами и цифрами.
Мы уже установили, что 3D-печать дома происходит быстрее, чем традиционное строительство, и, как говорится, время — деньги. Меньшее время, затрачиваемое на стройплощадку, означает, что и оборудование, и рабочие будут быстрее доступны для других проектов, что теоретически вдвое увеличит объем строительства по сравнению с сегодняшними показателями.
Добавьте это к значительно сокращенному количеству требуемых рабочих. Кроме того, сырье, используемое некоторыми 3D-принтерами, может быть частично собрано на месте, что снижает затраты, связанные с поиском, хранением и транспортировкой его на место.
Теперь перейдем к цифрам: дом Apis Cor площадью 40 кв. м в России, по слухам, стоил примерно 10 000 долларов, включая все окна, кровлю, проводку и внутреннюю отделку. Это ошеломляюще мало. В настоящее время ICON работает над домами площадью 60 квадратных метров, которые, как планируется, будут стоить всего 4000 долларов.
Да, строительное оборудование для 3D-печати по-прежнему очень дорого, как и любая другая передовая технология, но здесь есть много возможностей для совершенствования, и по мере развития технологии затраты, связанные с оборудованием и эксплуатацией, несомненно, сократятся.
Уникальные строительные возможности
3D-печать открывает уникальные возможности для строительства, которые были бы либо невозможны, либо слишком дороги в реализации с помощью обычных строительных технологий.
Некоторые говорят, что для того, чтобы получить максимальную отдачу от любого процесса 3D-печати, необходимо учитывать высокую степень свободы проектирования, обеспечиваемую этими технологиями. Это также относится к строительству и архитектуре, где инновации и творчество особенно поощряются.
3D-печать позволяет создавать сложные формы и формы без дополнительных усилий. Например, бетонный 3D-принтер может создавать причудливо изогнутые стены так же легко, как и прямые. Нетрадиционная архитектура может улучшить внешний вид зданий и даже оптимизировать внутреннее пространство.
Возьмем, к примеру, «Офис будущего» в Дубае, напечатанный в 3D китайской компанией Winsun, в котором размещается Фонд Dubai Futures Foundation.
Инженеры также могут проявить творческий подход, поскольку исходные материалы для печати могут быть тщательно настроены для достижения лучших свойств. Из готовой партии бетон уже является первоклассным строительным материалом, устойчивым к большинству воздействий окружающей среды, таких как огонь и влажность, а также отличным теплоизолятором для холодной и теплой погоды.
Высокая эффективность материалов
Процесс 3D-печати более эффективен с точки зрения использования энергии и материалов по сравнению с традиционным строительством.
3D-принтеры производят меньше отходов, поскольку они используют только необходимое количество материала для создания конструкций: нет отходов от резки или вырезания материалов. Кроме того, поскольку исходные материалы на основе бетона не имеют формы, любые остатки можно и нужно использовать в следующем здании.
Кроме того, сырье может быть изготовлено из переработанных материалов. Еще в 2014 году китайская компания Winsun смогла построить не менее 10 домов за один день, используя только переработанный бетонный материал, в то время как итальянская компания по 3D-печати WASP изготовила дом из натуральной грязи, смешанной с отходами местного производства риса, которые включали измельченную солому и рисовую шелуху.
3D-принтеры также потребляют меньше энергии по сравнению со всей производственной цепочкой обычного строительства. Учитывайте всю энергию, необходимую для транспортировки сырья и ежедневного перемещения целых бригад рабочих на строительную площадку. За счет сокращения трудоемкости и поиска материалов на месте 3D-печать может быть более устойчивой в долгосрочной перспективе.
Ситуационная применимость
В целом, 3D-принтеры могут играть центральную роль в различных сценариях по всему миру. Все ключевые моменты, которые мы рассмотрели до сих пор – сокращение времени, затрат, рабочей силы, расширение уникальных возможностей и эффективность – показывают, как эта технология может быть очень полезна в определенных ситуациях.
Развивающиеся страны постоянно сталкиваются с жилищными проблемами. Способность обеспечить достаточное количество качественных домов по доступным ценам является ключевым фактором устойчивого экономического развития. Относительно быстрый процесс создания 3D-принтеров потенциально может решить проблемы бездомных в краткосрочной перспективе.
Это именно то, чего New Story и ICON пытаются достичь в Мексике, в Табаско. Идея состоит в том, чтобы создать самое первое сообщество жителей 3D-печатных домов для местных семей, которые в настоящее время живут в крайней нищете. Всего будет построено 50 полностью напечатанных на 3D-принтере домов площадью 50 квадратных метров.
Дома, напечатанные на 3D-принтере, также могут быть полезны в ситуациях гуманитарного кризиса, особенно после стихийных бедствий, когда дома трагически уничтожаются в результате землетрясений, пожаров или цунами. Общины, пострадавшие от таких событий, в конечном итоге сталкиваются с нехваткой рабочей силы и материалов, не говоря уже о логистических проблемах.
Восстановление с помощью 3D-печати может стать эффективным и дешевым решением, по крайней мере, для начала восстановления этих сообществ.
И последнее, 3D-печать также может сделать возможным освоение космоса, подобного Марсу. Идея состоит в том, чтобы отправить автоматизированное оборудование для 3D-печати на красную планету, и, поскольку сырье можно было бы собирать на месте, принтеры могли бы начать строить жилые помещения задолго до прибытия первых людей. Неудивительно, что НАСА так заинтересовано в этой технологии.
Отраслевой сдвиг и инвестиции
Строительная 3D-печать привлекает не только внимание лидеров отрасли и инвесторов: она привлекает и их деньги!
Рынок строительной 3D-печати в последние годы неуклонно растет. В 2019 году производитель 3D-принтеров для бетона COBOD сообщил о прибыли всего за второй год своей работы, что является огромным достижением для любой компании и даже больше, учитывая, насколько сырым все еще остается этот специфический рынок.
После 2020 года кризис с коронавирусом затронул большинство отраслей промышленности по всему миру, и строительная 3D-печать не является исключением. Тем не менее, она представляется подходящим решением для таких случаев, учитывая сокращение количества рабочих на месте. По этой и другим причинам ожидается, что мировой рынок строительной 3D-печати вырастет с 350 млн долларов в 2022 году до 11 млрд. долларов в 2027 году.
Не нужно верить нам на слово. Просто помните, что лидеры отрасли находятся на вершине, потому что они понимают рынок, в то время как крупные инвесторы вкладывают свои деньги только в реальные и действительно перспективные технологии. Дома, напечатанные на 3D-принтере — это следующий большой прорыв в технологиях.
Глобальное распространение
3D-печатные дома уже стали реальностью, и они быстро распространяются по всему миру.
В то время, как дома, напечатанные на 3D-принтере, часто можно увидеть на архитектурных конкурсах или в качестве концептуальных проектов, существует множество реальных жилых сооружений, которые уже используются.
Возьмем, к примеру, Lewis Grand Hotel на Филиппинах с виллами площадью 140 кв. метров, полностью выполненным с помощью 3D-печати, включая спальни и гостиные.
Правительства также принимают в этом участие. В 2019 году российская компания Apis Cor построила самое большое на сегодняшний день 3D-печатное здание. Двухэтажное здание площадью 640 кв. м в настоящее время является домом для муниципалитета Дубая, являясь вторым правительственным зданием, напечатанным на 3D-принтере, после уже упомянутого «Офиса будущего».
В Европе Yhnova House, напечатанный на 3D-принтере, стал одним из первых жилых домов в мире в 2018 году, когда туда переехала семья Рамдани. Конструкция была разработана Университетом Нанта с использованием собственного запатентованного оборудования, и на 3D-печать конструкции площадью 92 кв. метра ушло не более 54 часов.
В следующий раз, когда вы услышите о 3D-печатных домах, помните, что, хотя это все еще развивающаяся технология, она показала отличные результаты и уже используется по всему миру.
На нашем сайте Вы можете выбрать и заказать строительный 3D-принтер как для строительства здания, так и малых строительных форм. Для этого перейдите в каталог строительных 3D-принтеров. «Цветной мир» — надежный поставщик 3D-принтеров с многолетним опытом работы, осуществляющий поставки напрямую от производителей и гарантирующий их качество.
Строительная 3D-печать в ожидании прорыва / Хабр
Технология 3D-печати зародилась еще в 80-х годах 20-го века, а вот строительная 3D-печать появилась гораздо позже. Первые строительные проекты с использованием этой технологии появились только в 2014 году. Речь идет, прежде всего, о так называемых малых архитектурных формах (скамейки, клумбы, заборы). О постройке домов еще и не мечтали. Но уже в 2015 году российский стартап Apis Cor произвел фурор — напечатал целый дом в Подмосковье. С тех пор периодически появляются новости о новых 3D-печатных домах. Однако несмотря на то, что технология показала себя очень перспективной с точки зрения скорости возведения жилья и снижения стоимости строительства, никакого массового внедрения не последовало.
Строительство – это мировой рынок номер один. И, если в сфере многоэтажного строительства внедряется много технологических инноваций, то в сфере малоэтажного мало что изменилось за последние десятилетия. За последние 30 лет появился доступный интернет, мобильные телефоны, мобильный интернет, робототехника поднялась на новый уровень и т.д., но, попав на стройку дома, вы вряд ли обнаружите много технологических новинок. Автоматизация практически отсутствует, а ручной труд превалирует. 2020 год стал испытанием на прочность для всего мира, а также привел к высочайшему уровню инфляции, которая, в первую очередь, ударила по строительному рынку, произошло драматическое изменение цен на металлы, цемент, древесину и многое другое.
Этот интернет-мем наглядно показывает, что произошло со стоимостью стройматериалов всего лишь за год. И процесс еще идет. Одновременно происходит серьезное удорожание стоимости рабочей силы, и наблюдается ее острый дефицит. Все это приводит к резкому удорожанию стоимости строительства домов.
Как бы странно не звучало, но статистика показывает, что рост автоматизации происходит не тогда, когда всё хорошо, а именно в кризисных ситуациях, во время обострения конкуренции, снижении спроса и необходимости срочно искать новые технологии для повышения эффективности производства. Так случилось и в этот раз, и после некоторого прозябания строительная 3D-печать получила новый импульс развития.
Готовясь к написанию статьи, я обратился к основателю компании Arkon — Борису Козлову. Компания Arkon была создана в 2020 году и занимается производством строительных 3D-принтеров, причем как цехового типа для создания префабов (сборных домов), так и портального, способного напечатать двухэтажный дом. Я задал Борису ключевой, на мой взгляд, вопрос:
— Строительная 3D-печать возникла в 2014 году, но за 7-8 лет не последовало никакого массового внедрения этой технологии. Как Вы считаете, почему это произошло, и почему именно сейчас наблюдается всплеск новых проектов?
— Мне кажется, что причина в эффекте «снежного кома».
Технология должна была созреть, дорасти от гипотезы до пилотного внедрения и, наконец, до начала коммерциализации и масштабирования (то, что происходит сейчас). Кроме того, надо учитывать, что строительство — одна из самых консервативных отраслей промышленности, где, в отличие даже от авиации и автопрома, до сих пор крайне низкое внедрение цифровых решений и автоматизации в области именно процесса производства — самой стройки. Немаловажную роль играет и вопрос нормирования и сертификации — этот процесс долгий и создает дополнительный лаг.
В 2014 – 2016 гг. появились первые образцы строительных 3D-принтеров и прототипы напечатанных зданий. Проверялись концепции различных форм-факторов строительных 3D-принтеров и типов материалов печати.
В 2017 – 2018 гг. в мире были осуществлены первые заметные инвестиции в ряд стартапов по строительной 3D-печати. Далее, к 2020 г. эти инвестиции «прокрутились» в виде достижения определенного уровня зрелости технологии — появились первые коммерческие продукты (3D-принтеры и дома).
Наконец, в 2020 – 2022 гг. стало понятно, что гипотезы эффективности строительной 3D-печати оправдываются (дешевле, быстрее, экологичнее), и в отрасль начались крупные вложения. Яркий пример: инвестиция GE (французское подразделение General Electric) в датский COBOD или достижение капитализации в $2 млрд американской компанией ICON.
В 2022 – 2023 гг. в мире будет напечатано уже свыше 1000 зданий, происходит масштабирование от отдельных зданий/пилотных проектов до целых поселков и крупных внедрений в области инфраструктуры / ЖБИ. Кроме того, в ряде стран к настоящему моменту создана или активно создается нормативная база для внедрения аддитивных технологий в строительную отрасль.
Таким образом, считаю, что указанный временной период — достаточно естественный цикл становления технологии, которую, вероятно, ждет экспоненциальный рост в ближайшее десятилетие.
Технология должна была созреть, дорасти от гипотезы до пилотного внедрения и, наконец, до начала коммерциализации и масштабирования (то, что происходит сейчас). Кроме того, надо учитывать, что строительство — одна из самых консервативных отраслей промышленности, где, в отличие даже от авиации и автопрома, до сих пор крайне низкое внедрение цифровых решений и автоматизации в области именно процесса производства — самой стройки. Немаловажную роль играет и вопрос нормирования и сертификации — этот процесс долгий и создает дополнительный лаг. 
По данным отчета ResearchAndMarket, мировой рынок строительной 3D-печати в 2022 году оценивается в 354.
3 млн долларов США, и, по прогнозам, достигнет 11068.1 млн долларов США к 2027 году, увеличившись на 99,04%.
Различные рыночные процессы влияют на цены и поведение участников глобального рынка строительной 3D-печати. Они создают ценовые сигналы, которые являются результатом изменений в кривых спроса и предложения на продукт или услугу. Они могут быть связаны как с макроэкономическими, так и с микроэкономическими факторами. Даже человеческие эмоции также могут определять решения, влиять на рынок и создавать ценовые сигналы.
Теперь давайте вкратце рассмотрим, что же собой представляет строительный 3D-принтер. Не углубляясь сильно в технологию, можно сказать, что строительные 3D-принтеры очень похожи на классические FDM/FFF принтеры, печатающие пластиком, только вместо пластика в качестве материала здесь выступает цементная смесь, которая подается напрямую в сопло и формирует объект путем послойного наложения. Принтеры также бывают портальными, на базе вылетной стрелы, с роборукой.
На рисунке слева строительной принтер на базе вылетной стрелы. На рисунке справа портальный строительный 3D-принтер
На рисунке выше строительный 3D-принтер в виде роборуки, установленной на мобильную платформу.
Окончательно все изменилось, когда летом 2021 года американская компания ICON, пытавшаяся внедрить 3D-печать в строительство разных вспомогательных объектов, подписала контракт с одним из крупнейших американских девелоперов – компанией Lennar, на строительство поселка на 100 домов в Техасе и тут же стала единорогом, получив 200 млн. долларов инвестиций от нескольких инвестиционных фондов.
На фото 3D-печатный дом в Остине, штат Техас.3D-печатный дом в Остине, штат Техас.Одновременно с этим, датская компания COBOD, созданная крупнейшим в мире концерном по производству строительной опалубки PERRI, начала продавать свои портальные строительные 3D-принтеры, а также участвовать в строительных проектах по всему миру. На фото ниже современный двухэтажный дом, построенный в Германии и здание школы в Малави, построенной за рекордные сроки с минимальным бюджетом.
Мало что объединяет развитые, развивающиеся и бедные страны, везде свои проблемы и задачи, но нехватка доступного жилья является общемировой повесткой. Если в бедных странах остро стоит вопрос с ростом количества бездомных из-за нехватки жилья, как такового, то в развивающихся странах необходимо резко ускорить количество возводимого нового жилья для удовлетворения потребностей растущего населения. В развитых же странах проблема, прежде всего, в стоимости жилья, которое подорожало до такой степени, что стало практически недоступным для молодежи. А с одновременным увеличением в этих странах продолжительности жизни эта проблема только усугубляется.
Параллельно развивается тренд на «зеленую повестку», снижение выбросов CO2, строительство из более экологичных материалов и т.д. Но, к сожалению, пока что строительная отрасль является абсолютным лидером по выбросам CO2, а также по количеству мусора, который оставляет после себя каждая стройка. Нельзя сказать, что строительная 3D-печать решает все эти проблемы, но, как минимум, она идет в правильном направлении.
Давайте посмотрим на это на нескольких наглядных примерах.
На сегодняшний день, когда мы говорим о 3D-печати домов, речь идет о печати стен. Все остальное (фундамент, окна, двери, перекрытия и крыша) делаются традиционным способом. 3D-печатные стены возводятся как несъемная опалубка, что существенно экономит количество используемого цемента, а это, в свою очередь, снижает стоимость постройки и уменьшает экологический ущерб при производстве цемента. Кроме того, при этом способе возведения не производится никаких дополнительных отходов, прочность конструкции не страдает. Ее можно армировать, как это показано на фото слева, и сразу закладывать инженерные коммуникации, как показано на фото справа, что также влияет на конечную скорость возведения объекта. Общий вес конструкции при этом снижается, оставшиеся полости можно заполнять легким пенобетоном, утеплителем, соломой или любым другим доступным материалом.
Такая облегченная конструкция может использовать более легкий фундамент. Сам способ возведения является более экономичным с точки зрения материала, а следовательно, и экологичным.
Сейчас активно ведутся разработки экобетона с добавлением полимеров, при производстве которого выбросы CO2 меньше от 30% до 100%. Упоминаемая в начале статьи компания Apis Cor, строившая в 2015 году дом в Подмосковье, ныне базирующаяся в жаркой Флориде, планирует начать использовать этот материал в своих проектах.
Еще один стартап, родом из России, – Mighty Buildings со штаб-квартирой в Калифорнии, изначально сделал ставку на полимер с добавлением минеральной крошки. И, хотя компания не строит дома целиком, а делает только стеновые панели, она получила множество наград за дизайн, а также оценку в 400 миллионов долларов в ходе привлечения нескольких инвестиционных раундов.
В итоге, при грубом подсчете можно сказать, что суммарная экономия на строительстве стен может достигать 30%, а общая стоимость дома может быть снижена на 10%.
Это справедливо для спроектированных под обычное строительство домов. А если изначально проектировать с 3D-печатью, можно улучшить это соотношение за счет оптимизации прокладки коммуникаций, возможности сразу печатать внутренние стены, закладки ниш для ванных, каминов, встроенных шкафов и кухни, как это было сделано в доме, построенным COBOD в Германии.
«И на солнце есть пятна». Несмотря на все преимущества строительной 3D-печати, у нее есть несколько существенных недостатков. Главный — это слоистость, избежать которой при текущем уровне развития технологии невозможно.
На фото выше видна слоистость 3D-печатных стен.
С этой задачей можно работать в нескольких направлениях:
Ребристые стены можно шпаклевать, красить и обыгрывать как элемент дизайна. Так делает ICON в США., например их последний проект House Zero сделан именно так и он был отмечен рядом наград за дизайн.
Использовать специальные «шторки» на печатной голове, которые позволяют сглаживать слои, как это делают COBOD и другие производители. На фото ниже видно, что и это не обеспечивает полного отсутствия слоистости.
Полностью зашлифовать поверхность, чтобы получить привычную гладкую стену под шпаклевку, покраску, поклейку обоев или другую отделку. Это возможно, но потребует огромных трудозатрат, которые могут снизить общую эффективность от использования 3D-печати.
На фото выше стена после 3D-печати, отшлифованная до гладкости.
Второй проблемой является необходимый температурный режим. В идеале печать должна проходить при температуре от +5С° до +30С°. Влажность также важна. Используя присадки, можно раздвигать эти границы, но не до бесконечности. При сильных минусовых температурах печать будет возможна в полевых условиях, только если стройплощадка будет закрыта куполом и внутри будет достигнута необходимая температура с помощью тепловых пушек.
В условиях же сильной жары предпочтительно печатать ночью. Еще одним решением может быть печать стеновых панелей в цеху и их сборка на месте строительства. Безусловно, каждое из этих решений будет отрицательно влиять на экономическую эффективность проекта.
Строительная 3D-печать может пригодиться не только для возведения домов. С ее помощью можно решить много других задач, и там ее минусы не будут иметь значения. Например, американский концерн GE использует принтеры COBOD для строительства опор для ветряных генераторов в цеху. Ребристость поверхности и температурные ограничения в данном случае не играют никакой роли. Строительство идет в цеху, после чего объект перевозится на место установки.
3D-печатная башня ветрогенератора.3D-печатная башня ветрогенератора.Строительная 3D-печать, или, как ее еще называют, аддитивное строительство, только появилась на свет, и хочется верить в ее светлое будущее. К этому есть много предпосылок, но для успеха многое еще нужно сделать.
В первую очередь, нужно разработать принципы проектирования домов для строительной 3D-печати. Затем необходимо привлечь топовых архитекторов для создания знаковых проектов, за которыми может последовать массовое внедрение новой и очень перспективной технологии. Строительная 3D-печать может помочь в решении глобальной проблемы нехватки жилья, а также привнести большую долю автоматизацию в другие сферы строительства.
Александр Корнвейц
Эксперт в области аддитивных технологий и 3D-печати, руководитель компании “Цветной мир”
Производители 3D-печатных домов
Опубликовано 20 октября 2022 г. автором Джейми Д. Согласно отчету Exactitude Consulting, ожидается, что рынок вырастет с 503 млн долларов в 2020 году до примерно 6,5 млрд долларов в 2029 году. И, как читатели могут знать, уже существует множество проектов, включая дома, в которых живут люди. , мы решили обратить внимание на многих производителей строительных 3D-принтеров, которые являются движущей силой этого быстро развивающегося сектора.
В настоящее время существует множество различных типов строительных 3D-принтеров, от полярных машин до портальных принтеров и мобильных роботов. Сегодня они способны экструдировать бетон, что позволяет возводить различные конструкции разной степени сложности, от домов до мостов и офисов. В следующем алфавитном списке мы рассмотрим основных производителей 3D-печатных домов на рынке!
Apis Cor
Apis Cor — американская компания из Мельбурна, которая разработала 3D-принтер, способный построить дом всего за 24 часа в экстремальных погодных условиях. Что касается современных технологий, у Apis Cor есть принтер по прозвищу «Фрэнк». Это простой в обращении мобильный принтер, способный создавать здания высотой до 3 этажей. Он не требует никакой дополнительной сборки; он прибывает на участок готовым к работе. У «Фрэнка» есть младший «брат» принтер по имени Гэри: он отвечает за обеспечение высокого качества материалов для 3D-печати. Но у них также есть «сестра» «Мэри», которая отвечает за поставку материалов для 3D-печати.
«Мэри» не нужны мешки с материалом, грязное перемешивание вручную, дождь или снег, «Мэри» всегда готова к работе — просто добавьте воды, подключите ее к «Фрэнк» и «Гэри» для совместной работы и стройте!
«Фрэнк» принтер. (Фото предоставлено Аписом Кором).
BatiPrint
BatiPrint — это проект группы исследователей из Нантского университета, где до сих пор базируется стартап. Один из самых важных производителей домов, напечатанных на 3D-принтере, стремится ускорить строительство 4.0 за счет строительства и ремонта с использованием робототехники и аддитивного производства. Для своих решений он сотрудничал с LS2N, лабораторией, специализирующейся на разработке робототехники, для создания 4-метрового робота, который последовательно укладывает 3 слоя материалов: два слоя расширяющейся пены и одну треть бетона. Этот промышленный робот является многошарнирным и мобильным, что позволяет ему работать непосредственно на месте. Он способен строить 7-метровые стены. Кроме того, компания обращается к переработанным или биоматериалам, чтобы повысить экологичность строительства.
Что касается их проектов, мы можем отметить, в частности, создание первого социального жилья в Нанте.
Фото предоставлено BatiPrint
Black Buffalo 3DBlack Buffalo 3D — американский производитель 3D-принтеров для строительства. Они используют прочные, износостойкие чернила на цементной основе, с помощью которых, как они утверждают, конструкции становятся прочнее блочной стены. Их мотивация состоит в том, чтобы решить растущий жилищный кризис и уменьшить углеродный след строительства, используя технологию, которая может печатать конструкции высотой до 4 этажей за считанные недели и обеспечивать экономию средств примерно на 50%. Их портальный принтер NeXON™ и ряд исходных материалов обещают произвести революцию в строительстве на благо потребителя.
Фото предоставлено: Black Buffalo 3D
COBOD
Датский производитель 3D-печатных домов COBOD начал свою деятельность в 2017 году со строительства первого 3D-печатного здания в Копенгагене.
Сейчас они есть на каждом населенном континенте. Первый 3D-принтер компании назывался BOD (Building On Demand), и с ним они начали работать по всей Европе, что позволило им изучить и оптимизировать свою машину. Таким образом позже они разработали второе поколение 3D-принтера BOD2. Недавно они выпустили конфигуратор COBOD, который предлагает цифровую версию принтера BOD2 с регулируемыми печатающими головками и размером. Есть даже симуляция их строящихся зданий. Недавние проекты компании включают в себя первую пристройку офиса, напечатанную на 3D-принтере, в Австрии и строительство первого двухэтажного дома в США.
Фото: COBOD
Constructions 3D
Constructions 3D — французский проект компании Machines-3D в сотрудничестве с бельгийским архитектором Гаэлем Колларо, лидерами в области 3D-печати раствором. Целью этого проекта является строительство настраиваемых домов из вторсырья непосредственно в местности, где вы хотите создать постройку, поэтому они разработали собственные 3D-принтеры домов.
Сейчас у них 3 принтера. Maxiprinter — это готовое решение: принтер для бетона, который решает несколько проблем, с которыми сталкивается строительная отрасль. Транспортировка контейнера, а также надежность машины обеспечиваются ее гидравлической системой. У них также есть Miniprinter Pro с объемом печати 1,2 x 1,2 x 1,2 м, который имеет автоматизированную насосную систему с 3 доступными вариантами насоса. И, наконец, Miniprinter Edu: разработан для удовлетворения потребностей образовательного и исследовательского секторов, стремящихся развивать строительные навыки своих студентов и команд в отношении цифровых 3D-инструментов. На видео показан один из их проектов в Брюэ-сюр-Эско, в Citadelle des Savoir-Faire.
Contour Crafting
Чтобы построить средний дом в США, требуется от шести до девяти месяцев.
А теперь представьте, что было бы, если бы индивидуальный дом можно было построить всего за один день. Contour Crafting решил эту проблему. Благодаря передовой робототехнике они могут строить дома на заказ всего за несколько часов. Будь то для людей с низким доходом или для восстановления после стихийных бедствий – и всего за одну пятую традиционной стоимости строительства дома! Что касается материала, используемого для 3D-принтера Contour Crafting, то здесь используется быстротвердеющий бетоноподобный материал.
Cybe Construction
Cybe Construction — голландская компания, которая ранее выпустила два 3D-принтера для бетона: Cybe RC 3Dp и Cybe R 3Dp. В настоящее время компания выпустила третий Cybe G, 3D-принтер с четырьмя колоннами и тремя лучами, способный печатать в любом месте в пределах заданной 3D-зоны.
Этот принтер идеально подходит для строительных компаний, заинтересованных в строительстве доступного жилья. Портал печатает с печатающей головкой и соплом, контролируемыми ABB. Но не только это, они также разработали запатентованный материал на основе бетонной смеси. Обе машины с 6 осями могли печатать со скоростью 200 мм/сек, что позволяло быстро изготавливать бетонные конструкции. Технология Cybe считается одним из самых инновационных и надежных способов создания бетонного блока.
Слева, Cybe G; правильно, Сайб 3С. (Фото предоставлено Cybe Construction)
ICON
ICON была основана в 2015 году. Компания из Остина, штат Техас, является одним из крупнейших поставщиков строительных услуг, использующих 3D-печать, роботизированные решения и программное обеспечение. Их многочисленные проекты включали совместную работу с Леннаром по созданию сообщества из 100 3D-печатных домов и сотрудничество с НАСА по моделированию условий на Марсе. Совсем недавно они возобновили партнерство с вооруженными силами США, на этот раз для крупного проекта по строительству военных казарм.
Этот диверсифицированный портфель показывает, почему ICON доминирует на рынке США со своими строительными решениями, а также играет ключевую роль в других странах.
Фото предоставлено: ICON
Mighty Buildings
Следующим в нашем списке производителей домов, напечатанных на 3D-принтере, является Mighty Buildings из Окленда, Калифорния. Эта компания трансформирует отрасль, используя робототехнику и инновационные материалы. Они обращают внимание на две актуальные сегодня проблемы: доступность жилья и климатический кризис. 80% производственных операций автоматизированы, 60% материалов перерабатываются, а расходы на дом, построенный с помощью 3D-печати, на 99% меньше. В течение последних 5 лет они работали над достижением нулевых отходов в производственном процессе, разрабатывая системные комплекты и формулу бетона, которые позволили бы сократить время, затраты и выбросы. Некоторые из уже завершенных проектов — это дом с тремя спальнями, двумя с половиной банями, общим бассейном и гаражом в Калифорнии.
Или другой проект на Карибах с четырьмя спальнями, четырьмя с половиной ванными комнатами. Дома мечты, которые можно построить благодаря технологии 4.0.
Фото: Mighty Buildings
MudBots
Американская компания MudBots известна своей способностью строить дома от небольших моделей 15 x 15 футов до больших моделей 100 x 100 футов с использованием 3D-принтеров. Впервые MudBots представила свою линейку 3D-принтеров на выставке World of Concrete 2019 в Лас-Вегасе, и с тех пор она реализовала все проекты в области домостроения посредством 3D-печати бетоном по всему миру. В эту серию входят принтеры Модель Е15-15х20, Модель Е25-25х20, Модель Е35-35х20, Модель Е50-50х20, Модель Е75-75х20 и Модель Е100-50х20, каждый из которых имеет разные характеристики и разное время сборки.
SQ4D
Американская компания SQ4D специализируется на проектировании и строительстве инсталляций, созданных с помощью 3D-печати.
Их линейка строительных 3D-принтеров ARCS состоит из манипулятора, расположенного на портале, который окружает область печати, создавая структуру с помощью процесса экструзии бетона. В частности, они заявляют, что надеются предложить миру более безопасный, доступный и устойчивый преемник традиционных методов строительства. И это, безусловно, было успешным до сих пор. Фактически, в феврале 2021 года SQ4D первыми выпустили на рынок 3D-печатный дом. Это произошло в Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк.
Подпись: SQ4D были первыми производителями, которые выпустили на рынок напечатанный на 3D-принтере дом. (фото предоставлено SQ4D).
WASP
С 2012 года итальянская компания WASP (World’s Advanced Saving Project) является одним из ключевых производителей 3D-печатных домов. Они работают на основе принципов экономики замкнутого цикла и устойчивого развития. В 2021 году они вышли на рынок с собственным мультипринтером Crane WASP, производя дома за очень короткое время с помощью 3D-принтеров.
Их 3D-принтер Crane WASP является первым модульным, а также многоступенчатым 3D-принтером, когда-либо появившимся на рынке. Он может быть построен в любой форме всего за несколько дней и имеет площадь печати 50 квадратных метров на единицу принтера. Это позволило, например, реализовать проект TECLA совместно с Mario Cucinella Architects, который представляет собой глобальную среду обитания для устойчивой жизни.
XtreeE
XTreeE — французский производитель 3D-печатных домов, созданный в 2015 году, который создает сложные бетонные конструкции. Он работает с роботами марки ABB и разрабатывает собственное программное обеспечение. Кроме того, он стремится создать больше мобильных машин, чтобы преодолеть определенные производственные ограничения. Стартап объясняет, что его машина основана на технологии, близкой к технологии осаждения расплавленного материала.
Один из ее самых известных проектов — поставка в Реймсе пяти первых полностью сертифицированных 3D-печатных домов во Франции. Благодаря технологиям 3D-печати XtreeE стало возможным спроектировать полые стены, в которые можно было бы интегрировать трубы и изоляционный материал.
Фото: XTreeE
Что вы думаете об этих производителях 3D-печатных домов? Дайте нам знать в комментариях ниже или на наших страницах в Facebook и Twitter! Подпишитесь на нашу бесплатную еженедельную рассылку, чтобы получать все последние новости в области 3D-печати прямо в свой почтовый ящик!
Каково на самом деле жить в доме, напечатанном на 3D-принтере
В этом году на фестивале South by Southwest (SXSW) присутствовало обычное количество групп и фильмов, но обсуждалась еще одна, более актуальная тема. «Нам жизненно необходимо найти новые способы защитить себя», — говорит Джейсон Баллард, соучредитель и генеральный директор Icon, строительного стартапа из Остина. «Дома и здания нашего будущего должны сильно отличаться от сегодняшних».
Для Icon и других новаторов в строительной отрасли решение заключается не в оптимизации человеческого труда или материалов, а в строительстве с помощью роботов.
Крупномасштабные 3D-принтеры Icon создают архитектурные формы с помощью аддитивного процесса с использованием запатентованного материала под названием Lavacrete, высокопрочного бетона, который смешивается на месте в зависимости от климатических условий и потребностей строительства.
Баллард и его компания представляют себе будущее, в котором все наши потребности в жилье будут напечатаны на 3D-принтере с использованием передовых технологий. «Настало время для искусственной среды присоединиться к цифровой автоматизированной роботизированной революции, которая принесла так много пользы другим отраслям», — говорит Баллард.
Четыре года назад компания Icon представила на выставке SXSW первый в мире дом, напечатанный на 3D-принтере. Этот дом был спроектирован как прототип доступного жилья, а позже он был преобразован в несколько крошечных жилых деревень, которые компания помогла построить.
В этом году Icon представили свое последнее достижение House Zero.
Компания Icon представила свой последний напечатанный на 3D-принтере дом House Zero на выставке SXSW в начале этого года. Проект House Zero, разработанный студией Lake Flato Architects, исследует новые возможности 3D-печати в жилищном строительстве.
Разработанный Lake Flato Architects по подобию резиденции в стиле ранчо, модель дома, возможно, является самым передовым формальным выражением дизайна жилых помещений, напечатанным на 3D-принтере на сегодняшний день. Его волнообразные, текстурированные бетонные стены чередуются с окнами, простирающимися от пола до потолка, где их венчает плоская традиционная деревянная крыша. «Важно делать намеренно провокационные дома, такие как House Zero», — говорит Баллард. «Речь идет о том, чтобы изменить представление людей о том, каким может быть современное жилье».
Внутри House Zero выглядит и ощущается как традиционный дом, но с волнообразными внешними стенами, напечатанными на 3D-принтере, которые придают интерьеру элемент текстуры и движения.
«Для нас важно создавать заведомо провокационные дома, такие как House Zero», — говорит Джейсон Баллард, соучредитель и генеральный директор Icon. Баллард надеется, что House Zero поможет изменить общее представление о том, как может выглядеть дом, напечатанный на 3D-принтере.
Хотя приглашать людей мечтать — это хорошо, но как насчет обещания 3D-печати создать и предоставить убежище? Это то, чего люди хотят или в чем нуждаются? А что это за убежище, собственно?
Для избранной группы граждан мира, которые обнаружили, что живут в домах, напечатанных на 3D-принтере, хотя реальность может быть не такой гламурной, как Дом Ноль, тем не менее, это было на удивление комфортно.
Шон и Маркус Шиверс стоят у истоков своего нового дома в Темпе, штат Аризона, который был построен с использованием портального 3D-принтера и нацелен на сертификацию LEED Platinum.
Семьдесят пять процентов дома Шиверсов были напечатаны на 3D-принтере, включая все внутренние и внешние стены, а остальная часть, включая крышу, была построена с использованием традиционных методов строительства.
«Я волновался, — признается Маркус Шиверс, житель Финикса, штат Аризона, о своей первой реакции на известие о том, что он может переехать в дом, напечатанный на 3D-принтере. «На макетах это выглядело как хороший дом, но меня больше всего беспокоило то, что технология была новой — мне было интересно, кто на самом деле знает, как работать с домом, если что-то пойдет не так».
Маркус и его жена Шон были мотивированы шансом остаться в районе Темпе, где они жили в течение десятилетий (но быстро потеряли цену), поэтому они рискнули и подписали контракт, чтобы стать владельцем дома. дом, который недавно был завершен Habitat for Humanity Central Arizona.
Habitat for Humanity Central Arizona использовала принтер Build on Demand (BOD2), поставленный немецкой компанией PERI Group, который спроектирован таким образом, что строители могут работать в зоне печати во время процесса печати, оптимизируя эффективность.
Принтер BOD2 использует композитный бетонный материал под названием Laticrete в процессе аддитивного строительства.
Последовательные слои строятся для формирования внутренних и наружных стен.
Нацеленная на Платиновый уровень LEED, новая резиденция Дрожащих является первым домом Habitat for Humanity, напечатанным на 3D-принтере в стране, и некоммерческая организация надеется масштабировать дизайн для создания других домов в Темпе и за его пределами. Все стены дома с тремя спальнями были сформированы портальными принтерами на месте с использованием Laticrete, композитного бетонного материала, а потолок и крыша были построены с использованием традиционных методов строительства.
Теперь, когда они переехали, первоначальные сомнения Шиверс сменились восторгом. «Он такой энергоэффективный и герметичный, а стены такие толстые», — говорит Маркус. «Нам редко приходится включать кондиционер, а когда приходится, мы выключаем его через пять минут». Шон соглашается: «Похоже на крепость, но не слишком закрытая. Сквозь стены вообще не слышно, и мне нравится безопасность и прочность конструкции», — говорит она.
Пещерное качество домов, напечатанных на 3D-принтере, заставило некоторых потенциальных домовладельцев насторожиться, особенно когда дизайнеры используют органические волнообразные формы, которые естественным образом дает 3D-печать (а-ля House Zero). В Голландии архитекторы из Houben/Van Mierlo спроектировали первый в мире законно пригодный для проживания объект с несущими стенами, напечатанными на 3D-принтере, который имеет форму гигантского валуна с округлыми стенами и формами крыши. Бунгало с двумя спальнями, построенное в 2021 году проектом Milestone, в настоящее время является домом для Элиз Лутц и Харри Деккерс, которые с самого начала были заинтригованы его уникальной формой.
Элиз Лутц и Харри Деккерс в настоящее время живут в этом доме в стиле Флинтстоунов в Эйндховене. Завершенный проектом Milestone, это был первый законно пригодный для проживания дом в Европе с несущими стенами, напечатанными на 3D-принтере.
В доме 94 квадратных метра (1011 квадратных футов) жилой площади, с гостиной открытой планировки, столовой и кухней, а также двумя спальнями.
«В течение 40 лет у нас был магазин, торгующий современными украшениями, поэтому нам нравился дизайн, и форма этого здания нас заинтересовала», — говорит Элиз. «Это похоже на бункер, но внутри уютно». Гарри соглашается, но отмечает, что он никогда не чувствует себя закрытым. «Внутри он чувствует себя очень безопасно, как в коконе, но когда двери открыты, вы можете видеть весь дом, и это очень открытое ощущение», — говорит он. . Сейчас Project Milestone работает над вторым и третьим из пяти запланированных домов в Эйндховене, строительство которых планируется завершить к концу года.
EYRC Architects сотрудничает со строительной компанией Mighty Buildings из Окленда в создании нового жилого комплекса с 3D-печатью в Дезерт-Хот-Спрингс, Калифорния. Строительство первого блока началось в начале этого года, и в рамках этой инициативы используется набор деталей для стеновых панелей, напечатанных на 3D-принтере, которые затем собираются на месте.
Архитектор Мэтью Чейни из Лос-Анджелеса.
Фирма EYRC Architects работает со строительной компанией Mighty Buildings над проектированием и строительством нового сообщества с 3D-печатью в Дезерт-Хот-Спрингс. Он отмечает, что этот тип объемного изготовления идеально подходит для раскрытия всего потенциала 3D-печати. «Органические формы обладают большей стабильностью формы, что делает их лучшими для 3D-печати», — объясняет он. «Тем не менее, 3D-печать, как правило, представляет собой гибрид органических форм и традиционных форм жилой архитектуры, потому что, например, вы не можете легко напечатать бетонную крышу».
В отличие от других компаний, занимающихся 3D-печатью, Mighty Buildings использует в своих принтерах резонирующий каменный композит под названием Light Stone Material, который затвердевает под воздействием УФ-излучения, обладает высокой прочностью и термостойкостью.
По мере того, как такие компании, как Icon, продолжают развивать технологии, объединяя 3D-печатные формы с типичными архитектурными элементами, жители домов, напечатанных на 3D-принтере, находят их удивительно удобными.
Тим Ши, который переехал в Иконный дом в 2020 году в Community First! Village, застройка площадью 51 акр, предназначенная для обеспечения жильем бездомных людей в Остине, была довольна тем, насколько удобным и уютным он нашел свой дом площадью 400 квадратных футов. «В доме нет острых углов, а округлость обволакивает», — говорит он. «Внутри мне тепло, безопасно и уютно — как будто меня обнимает мой дом».
Эти дома площадью 400 квадратных футов были спроектированы компанией Logan Architecture для проекта площадью 51 акр под названием Community First! Деревня, целью которой является предоставление жилья бездомным людям в Остине. Компания Icon 3D напечатала дома на месте с помощью своих принтеров Vulcan II.
Внутри напечатанного на 3D-принтере дома Тима Ши уютная мебель и текстиль дополняют многослойные стены, напечатанные на 3D-принтере. «Когда меня спросили, хочу ли я изучить возможность переезда в дом, напечатанный на 3D-принтере, я прыгнул выше крыши и ухватился за эту возможность», — говорит Ши.
«В моем прекрасном доме уже почти два года, и я просто обожаю его. Это пространство, в котором я наслаждаюсь и чувствую себя комфортно».
Пока еще неизвестно, сможет ли 3D-печать выполнить свое обещание обеспечить человечество адекватным жильем, но для тех немногих, кто в настоящее время живет в домах, напечатанных на 3D-принтере, этот опыт стал поучительным. «Этот дом — новый взгляд на то, как строить и каким может быть дом», — говорит Элиз Лутц, которая вместе со своим партнером Харри только что продлила срок аренды своего дома в Эйндховене, потому что они очень довольны.
Для Джейсона Балларда из Icon технология всегда была средством для достижения цели — тем, что позволяет создавать максимально удобные, прочные и достойные дома. «Сейчас мы считаем, что дома, напечатанные на 3D-принтере, — лучшие дома», — говорит Баллард. «Но я обещаю, что если бы завтра мы придумали лучшее решение, мы бы начали это делать».
Связанное чтение:
На выставке SXSW напечатанный на 3D-принтере дом тестирует новое видение жилищного строительства 0166 Голландская пара Первые жильцы этого 3D-дома в форме валуна
Взгляните на первый в мире 3D-печатный дом, полностью сделанный из глины
Опубликовано
