3D принтер и строительство дорог: 3D-печать в дорожном строительстве и ремонте

Содержание

3D-печать в дорожном строительстве и ремонте

Трехмерная печать в строительстве стала если пока и не привычной, то довольно распространенной. Ежегодно новые разработки в этой сфере демонстрируются на ведущих мировых выставках; ролики в YouTube, показывающие процесс печати как отдельных строительных фрагментов, так и зданий целиком, собирают миллионы просмотров. А как обстоят дела с внедрением 3D-печати в дорожное строительство и ремонт? Давайте разберемся.

Выбоины, трещины, сколы дорожного полотна… Если для дорожников ликвидация этих явлений представляет собой ежедневную сферу приложения усилий, то для автомобилистов они в любой день могут стать не только причиной повреждения транспортных средств, но и причиной аварий, угрозой для здоровья и жизни. Для пешеходов, к слову, тоже. Поэтому оперативный и плановый ремонт, а также своевременная замена дорожного покрытия — задача не просто важная, а в прямом смысле жизненно важная.

Очевидно, что и дорожный ремонт, и дорожное строительство требуют инновационных технологий, которые улучшили бы качество покрытия и сделали отремонтированные участки автодорог более безопасными для движения. Одна из таких технологий, с которыми сегодня активно экспериментируют в разных странах, и прежде всего в США, — использование трехмерной печати, как для заполнения асфальтобетоном поврежденных участков, так и для создания больших участков дорожных одежд. Человек с хрестоматийным американским именем Джон Смит разработал принципиально новый принтер-асфальтоукладчик для ремонта дорог. Для того, чтобы воплотить идею в жизнь, в 2015 году он основал стартап Advanced Paving Tech и собрал средства, достаточные для дальнейшей работы над своим изобретением. Кроме группы единомышленников Джон Смит привлек к работе по усовершенствованию принтера-асфальтоукладчика специалистов исследовательского центра Университета Калифорнии в Дэвисе. Благодаря такому сотрудничеству дорожно-ремонтная машина Смита должна научиться печатать качественнее, быстрее, точнее, экономичнее; вопрос экологичности нового метода «дорожной печати» при этом также принимается во внимание.

Как же именно действует принтер-асфальтоукладчик? В его работе можно выделить три этапа. На первом он трехмерным лидаром сканирует геометрию повреждения — например, выбоины. Затем с помощью специальной компьютерной программы моделирует виртуальную дорожную карту. И наконец, укладывает согласно ей асфальтобетон слой за слоем, используя технологию мультисегментированной переменной стяжки. Говоря о преимуществах нового метода дорожного ремонта, прежде всего нужно отметить более плотные и гладкие слои укладываемого в выбоину материала. Кроме того, никакой специальной обработки выбоины кроме ее элементарной очистки не требуется — это позволяет существенно сократить время ремонта, что принципиально на дорогах с большим трафиком. Еще один важный момент: количество спецтехники и оборудования при таком способе ремонта равно одной единице — это собственно принтер-асфальтоукладчик Джона Смита.

Интерес к инновационной разработке проявили как по ту, так и по другую сторону Атлантического океана. В частности, среди заинтересованных компаний — Transtec Group и Century Construction, обладатели патентов на производство дорожно-ремонтных работ в Соединенных Штатах и Евросоюзе.

 

Впечатляет? Да, несомненно. Однако в Северной Америке большая часть дорог сделана из бетона — да и в Европе таких немало; в последние годы интерес к дорожным покрытиям из бетонного полотна растет и в России. Миллионам километров таких дорожных одежд устройство, укладывающее асфальтобетон, мало чем полезно: укладывать большие участки дорожного полотна оно не может — строго говоря, его вообще правильнее было бы называть дорожно-ремонтником, а не асфальтоукладчиком… Но уже существует и принтер-бетоноукладчик: этот образец дорожно-строительной спецтехники был представлен также в США, на мероприятии под названием International Manufacturing Technology Show. 3D-бетоноукладчик способен печатать километры автодорог из смеси бетона и полимерных смол. Такие дорожные одежды характеризуются большой прочностью, устойчивостью к вибрации, а также стойкостью к действию атмосферных осадков и льда. Срок службы подобных покрытий намного больше, чем у уже существующих; по этой причине американская специализированная пресса уже окрестила разработчиков принтера-бетоноукладчика «создателями бессмертных дорог». Возможно, прессу также вдохновляло при этом само название проекта: он именуется Infinite-Build, что-то вроде «вечнострой» (не путать с долгостроем!). Принтер-бетоноукладчик, следуя указаниям компьютерной программы, укладывает слоями бетон — чем выше слой, тем больше в нем полимерных смол.  Но цельности дорожного полотна — это не помеха, а, скорее, наоборот: микротрещин, разломов, участков, неоднородных по плотности, в таком бетоне нет — высыхая, он становится устойчивым к сильным и разнообразным нагрузкам. Кроме всех перечисленных выше достоинств, такое покрытие способно обеспечить более прочное сцепление с колесами автомобиля — а разметка, нанесенная на него, будет, образно говоря, вечной. Перспективы экономии на ремонте для владельцев такой дороги также весьма заманчивы. Разработчики Infinite-Build рассчитывают за двадцать-тридцать лет видоизменить две трети дорожной инфраструктуры Соединенных Штатов, причем не только автодороги, но и объекты инфраструктуры — тоннели, мосты. Потенциал проекта уже вызвал интерес Фонда Рокфеллера. Однако то, что хорошо для федерального правительства, не столь хорошо для других. Перспектива создания «вечных» дорог, мостов, тоннелей и прочего принтером-бетоноукладчиком, управляемым компьютерной программой, лишит работы многие тысячи специалистов — дорожно-строителей, операторов спецтехники и ремонтного оборудования. Востребованными в отрасли будут, пожалуй, только диспетчеры, наблюдающие за машинами, и обслуживающие бригады, весьма малочисленные в масштабах страны. Многим из тех, кто мог бы выступить в роли инвесторов Infinite-Build, такая перспектива совсем не по душе. Некоторые эксперты высказывают мнение, что принтер-бетоноукладчик найдет признание в Европе скорее, чем в Штатах. Добавим, в России, где сторонники дорог из бетона заметно активизировались, эта технология также могла бы найти себе применение.

Разумеется, принципиально новые типы машины для дорожного ремонта и укладки дорожных покрытий, какими бы инновационными они ни были, не решат вопроса перехода автодорог в принципиально новое состояние. Как это очевидно на примере проекта Infinite-Build, новым машинам должны соответствовать и новые материалы. И таких материалов в мире создается немало.

Специалисты конструкторского бюро Alberta Roadbuilders & Heavy Construction Association придерживаются мнения, что инженерные расчеты, выполненные на основе современных моделей, позволяют идеальным образом строить развязки, перекрестки, многоуровневые магистрали, не только уменьшая пробки и сокращая расстояния до оптимальных, но и существенно экономя на материалах и эксплуатации дорожно-строительной спецтехники.

Новый 3D-принтер, который ремонтирует дороги!

Не секрет, что ремонт ям и выбоин на дорогах является достаточно трудоемким и затратным процессом. Но только не для американского изобретателя Джона Смита, который разработал новый инновационный асфальтоукладчик, использующий технологию наподобие 3D-печати для заполнения асфальтом участков дорожного покрытия, требующих ремонта.

Недавно Смит основал стартап Advanced Paving Tech по внедрению нового 3D-принтера асфальтоукладчика в производство и для этого планирует привлечь средства краудфандинга. Запуск проекта на платформе Кикстартер состоится 15 октября этого года. Смит полагает, что собранных 60 тысяч долларов США хватит на финансирование дальнейшей работы над усовершенствованием устройства в сотрудничестве со специализированным исследовательским центром от университета Калифорнии в Дэвисе.

Новый 3D-принтер по укладке асфальта позволит революционизировать существующие методы обновления дорожного покрытия, сделав процесс лучше, быстрее, дешевле и экологически чище.

Процесс 3D-печати асфальта состоит из трех этапов. На первом этапе 3D-асфальтоукладчик сканирует поверхность дорожного покрытия с помощью трехмерного лидара. На втором этапе встроенная программа компьютерного моделирования на основе полученных измерений генерирует точную 3D-модель выбоины для заполнения. На третьем этапе 3D-асфальтоукладчик, используя технологию мультисегментированной переменной стяжки, укладывает готовую асфальтовую смесь слой за слоем на дорогу.

Одним из преимуществ этой новой технологии ремонта дорожного покрытия является увеличение срока службы нового покрытия, за счет укладывания более плотных и гладких слоев асфальта. Кроме того, перед заполнением выбоины с помощью 3D-асфальтоукладчика не требуется предварительной обработки ремонтируемого участка дороги, которая обычно занимает продолжительное время и часто становится причиной дорожных пробок. Нельзя не отметить и экологические преимущества нового метода, который позволяет существенно сократить общее время дорожно-строительных работ и количество используемой спецтехники.

Новой технологией 3D-печати выбоин на дорогах уже заинтересовались не только научно-исследовательские институты, но и многие компании, такие как Transtec Group и Century Construction, которые имеют патенты на проведение дорожно-ремонтных работ в США и Европе.

Источники: n3d.biz, 3ders.org

Как выглядит первый в Европе полностью напечатанный на 3D-принтере дом

Фото: Project Milestone

Первый в Европе дом, построенный целиком при помощи технологии 3D-печати, встречает своих новых жильцов — супружескую пару из Амстердама

Что происходит

  • В начале мая 2021 года четвертый в мире и первый в ЕС жилой дом, полностью напечатанный на 3D-принтере, принял своих жильцов. Это первый из пяти домов который компания Saint-Gobain Weber Beamix в рамках проекта Milestone планирует возвести на участке земли у канала Беатрикс, в пригороде Эйндховена.

    Репортаж YouTube-канала «РБК Тренды» о доме проекта Milestone

  • Технология 3D-печати уже применялась в Европе для строительства отдельных конструкций зданий, однако в Нидерландах построили первый жилой дом, полностью напечатанный на 3D-принтере.
  • Первыми арендаторами дома стала супружеская пара из Амстердама — 70-летняя Элиза Лутц и 67-летний Харри Деккерс.
  • Дом площадью 94 кв. м сконструирован в форме неправильного валуна и состоит из 24 отдельных бетонных элементов, напечатанных на заводе в Эйндховене, которые были привезены на стройплощадку и установлены на фундамент. Затем в доме были поставлены оконные рамы, положена крыша и нанесены последние штрихи.
  • Для печати была использована огромная роботизированная «рука» с соплом, которое впрыскивает специально разработанный цемент, имеющий текстуру взбитых сливок. Цемент печатается по проекту архитектора, добавляя слой за слоем для создания стены и увеличения ее прочности. Весь процесс печати занял 120 часов или пятеро суток.
  • Форма неправильного валуна была выбрана неспроста — так строители хотели усложнить задачу и проверить способности 3D-принтера. Проверка прошла успешно, — теперь компания готова печатать дома сложной формы по желанию клиента.
  • Месячная аренда дома составляет €800 (чуть больше ₽70 тыс.), что вдвое меньше рыночной арендной платы за подобную недвижимость.

Что это значит

Создание первого дома в Нидерландах, полностью напечатанного на 3D-принтере, — лишь начало нового этапа в отрасли. Жилые дома, построенные с применением технологии 3D-печати, имеют серию значительных преимуществ перед «классическими» постройками. Во-первых, — скорость реализации проекта, — первый дом был напечатан за пять дней, но в дальнейшем компания планирует производить бетонные элементы на месте, а также использовать 3D-принтер для создания вспомогательных установок, что сократит время и расходы на строительство.

Кроме того, в эпоху глобальной обеспокоенности состоянием экологии, подобные «зеленые» технологии помогают сократить экологический ущерб окружающей среде, — при 3D-печати расход цемента и отходы стройматериалов значительно меньше, чем при «традиционном» строительстве.

Наконец, с помощью 3D-принтера можно воплотить практически любую дизайнерскую идею, что позволит отойти от концепта жилых домов в виде «бетонных коробок». Развитие данной технологии позволяет возводить здания таких форм, которые сложно и дорого построить традиционными методами.

«Построив дом, полностью напечатанный на 3D-принтере, мы задаем тон будущему — доступное жилье и контроль над формой вашего собственного дома», — отметил Ясин Торуноглу, советник по жилищному и территориальному развитию муниципалитета Эйндховен.

Технология печати домов на 3D-принтере активно развивается в России, Франции, США и других странах. Предполагается, что это поможет решить проблему обеспечения граждан доступным и достойным жильем.

как это работает, технологии и 3D-принтеры

Серийная 3D-печать зданий становится реальностью — с помощью строительных 3D-принтеров печатают дома в России, Китае, странах Европы, Азии и Америки. В этом обзоре мы рассказываем о наиболее перспективных отечественных и зарубежных проектах в этой области.

 

Содержание 

    

Видео

   

Технология печати

А начнем мы с технологии. Принцип работы строительных 3D-принтеров заключается в экструзии — или выдавливании — специальной смеси, слой за слоем, по заданной трехмерной компьютерной модели.

Заранее подготовленная смесь, состоящая из цемента, наполнителя, пластификатора и других добавок, загружается в бункер устройства и оттуда подается к головке принтера. Смесь наносится на поверхность площадки или предыдущие напечатанные слои.

По такому принципу работает большинство строительных 3D-принтеров. Среди них различают три типа устройств:

Портальные 3D-принтеры представляют собой конструкцию из рамы, трех порталов и печатающей головки. С помощью таких устройств можно печатать здания и по частям, и целиком — если они умещаются под аркой принтера.

Устройства типа «дельта» не зависят от трехмерных направляющих и могут печатать более сложные фигуры. Здесь печатающая головка подвешивается на рычагах, которые крепятся к вертикальным направляющим.

Наконец, роботизированные принтеры — это робот или группа роботов типа промышленного манипулятора, оснащенных экструдерами и управляемых компьютером.

Есть и другие методы строительной 3D-печати. Например: оборудование D-Shape печатает наслоением порошкового материала с последующим связыванием его нанесением клеящего раствора.

   

Материалы

Основным материалом для 3D-печати домов являются мелкозернистые смеси, которые отличаются от традиционного бетона. Каждая компания разрабатывает свою рецептуру, которая соответствует устройству принтера и его сопла, а также специфике готовых изделий.

Самые важные параметры бетона для 3D-принтера — это прочность, скорость застывания и набора прочности, пластичность. Свойства бетона регулируются составом смеси — количеством цемента и качества заполнителей, а также добавками пластификаторов.

Готовые смеси позволяют печатать элементы различной сложности и размеров — от малых архитектурных форм, типа клумб и скамеек, до целых зданий, мостов и даже небоскребов.

   

Принтеры

Contour Crafting

В 2009 году резиденты стартап-инкубатора “Университет Сингулярности” (Singularity University aka Singularity Education Group, осн. в 2008 в NASA Research Park, Калифорния), под руководством Берока Хошневиса (Behrokh Khoshnevis), создали проект по развитию и коммерческому применению технологии контурного построения — Contour Crafting, которая считается первой строительной технологией 3D-печати и фактически стала самой распространенной — это та самая технология, при которой цементная смесь наносится экструдером, подобно пластику при печати FDM. 

Основанная Бероком Хошневисом одноименная компания развивает эту технологию 3D-печати и сотрудничает с NASA. Разработчик предлагает использовать этот метод печати для восстановления пострадавших от стихийных бедствий городов и строительства сооружений на других планетах.

Компания использует для 3D-печати зданий управляемый компьютером портальный кран с закрепленным на нем экструдером. В процессе Contour Crafting задействован быстросхватывающийся материал, который наносится краном послойно. Технические элементы, такие как арматура и коммуникации, могут быть добавлены по мере создания слоев.

   

АМТ

Российская компания АМТ входит в группу компаний «АМТ-СПЕЦАВИА». Сфера ее деятельности — разработка и производство строительных 3D-принтеров, продажа и сервисное обслуживание оборудования на зарубежных рынках. Ассортимент компании состоит из семи 3D-принтеров разных размеров.

Этот дом в Ярославле — самое большое здание в Европе и СНГ, построенное с применением принтеров компании AMT. Его общая площадь — 298 квадратных метров.

   

Apis Cor

Российская компания «Апис Кор Инжиниринг» (Apis Cor) — разработчик уникального мобильного строительного 3D-принтера, который печатает дом целиком на месте строительства.

Габаритные размеры 3D-принтера в сложенном состоянии составляют 4×1,6×1,5 м, масса — 2 тонны. Площадь зоны печати — 131 квадратный метр. Для печати зданий и сооружений больших размеров можно применять несколько синхронизированных между собой 3D-принтеров.

   

WINSUN

В 2014 году шанхайская компания Winsun прославилась на весь мир возведением десяти 3D-печатных зданий всего за одни сутки. На деле все оказалось немного скромнее: небольшие «коробочки» были напечатаны, блок за блоком, заранее, а затем собраны на строительной площадке, без арматуры и коммуникаций, но с остеклением.

Компания использует принтер на основе технологии FDM и один и поэтапный процесс с цементом, песком и стекловолокном. Эти материалы обеспечивают достаточную прочность стен. 3D-принтер WINSUN — это портальная конструкция с габаритами 36х12х6 метров.

   

D-Shape

D-Shape — один из наиболее необычных вариантов строительной 3D-печати. Устройство не использует позиционируемый по трем осям экструдер, а полагается на массив из 300 сопел, закрепленный на подвижной платформе. Размеры рабочей площадки принтера, в текущей версии — 6х6 метров.

Технология D-Shape напоминает струйную печать, совокупность сопел используется для нанесения связующего агента на слои песка.

  

CyBe Construction

CyBe Construction — компания из Нидерландов, применяющая 3D-печать в строительстве домов «под ключ». CyBe производит материал для печати и два строительных 3D-принтера.

Эти крупные промышленные устройства требуют участия двух операторов, но могут печатать большие строения очень быстро. К примеру, в Дубае в 2017 году компания напечатала лабораторию площадью 168 квадратных метров всего за три недели.

   

BatiPrint

Университет Нанта, Франция, совместно с Nantes Digital Sciences Laboratory (LS2N), работает над проектом печати домов на 3D-принтере, известном как Yhnova. 

Для проекта будет использоваться разработанный университетом метод Batiprint3D — 3D-печать «изнутри». Опалубка из полиуретана печатается послойным распылением материала похожего на монтажную пену, после застывания которого заливается бетоном.

Проект Yhnova представляет собой строительство пятикомнатного социального жилья с дугообразными стенами и скругленными углами. Роботизированная рука Batiprint3D может печатать структуры высотой до 7 метров, площадь планируемого дома — 95 квадратных метров.

   

WASP

Итальянский производитель WASP создал крупнейший на сегодняшний день строительный 3D-принтер. Этот дельта-бот, высотой 12 и шириной 7 метров, имеет регулируемые рычаги длиной до 6 метров.

Применение принтера под названием BigDelta направлено на устранение жилищного кризиса, путем создания более дешевых домов, что особенно актуально для развивающихся стран.

Проект BigDelta — это строительная 3D-печать с использованием природных материалов. В качестве «расходников» используется прессованная солома и земля.

   

Заключение

Строительная 3D-печать — одно из самых перспективных направлений в области возведения всевозможных сооружений. Ее применение сулит коммерческие выгоды, основанные на меньшем количестве необходимого персонала и сокращении затрат на материалы; социальные преимущества — в связи с возможностью быстрой постройки недорогого жилья для малоимущих и пострадавших при стихийных бедствиях; репутационные бонусы — более экологичное строительство с уменьшенными энергопотреблением и количеством отходов.

  

Узнайте больше о возможностях усовершенствовать ваше производство интеграцией нового оборудования:

3D печать — будущее в строительстве

1. Экструдеры с роботизированной рукой

Метод контурного строительства – тот самый метод, разработанный профессором Хошневисом, подразумевает использование строительного материала для создания крупномасштабной трехмерной модели с гладкой поверхностью. Рельсы, установленные вокруг основания здания, выступают в роли структуры, направляющей манипулятор, перемещающийся вперед и назад,  слой за слоем выдавливая бетон. Для выравнивания экструдированных слоев и обеспечения прочности модели, по бокам и над соплом располагаются кельмы. При применении данной технологии нельзя использовать обычный бетон, только быстросохнущий, поскольку для нанесения каждого последующего слоя предыдущие должны затвердеть.

Компания Contour Crafting, впервые воплотившая технологию контурного строительства в жизнь, очень осторожна в своем прогрессе. Тем временем различные конкурирующие компании ведут активные разработки машин, использующих различные технологии для 3D-печати бетона. Так, французская компания Constructions-3D создала полярный 3D-принтер, осуществляющий печать внутри строительной площадки, а по окончании строительства покидающий место работы через входную дверь построенного здания. Машина состоит из механического основания и роботизированной руки с насадкой для выдавливания бетона. Возможности такой руки впечатляют: ей под силу печать площади более 250 м² и более 8 метров в высоту.

Робот Cazza Construction имеет схожую конструкцию, при этом использование мобильной крановой системы позволяет ему справляться с большими объёмами работы, создавая более объёмные и высокие конструкции.

Прочие компании довольствуются имеющимися технологиями печати, уделяя большее внимание использующимся материалам. Ярким примером является технология BatiPrint 3D, разработанная и запатентованная совместно Нантским университетом, Bouygues Construction и Lafarge Holcim. Этот промышленный робот осуществляет одновременную печать трёх слоёв материала, два из которых представлены полимерной пеной, третий – бетоном. Таким образом, по словам одного из разработчиков, профессора Нантского университета Бенуа Фюре, одновременно осуществляется не только возведение, но и внешняя и внутренняя изоляция конструкции.

В Мексике появился первый в мире жилой район, напечатанный на 3D-принтере

Недалеко от одного города в южной части Мексики стоит десятиметровый принтер, который недавно напечатал стены для первого в мире жилого района, созданного с помощью 3D-печати.

В начале декабря напечатанные дома получили крышу, окна и внутреннее убранство. Благотворительная организация New Story, которая занимается этим проектом, считает, что 3D-печать может дать доступное жилье людям из беднейших уголков мира. «Мы считаем, что смогли доказать реальность этой идеи тем, что привезли это устройство в сельскую местность в Мексике, где наблюдается сейсмическая активность, и смогли напечатать с его помощью первые дома», — говорит Бретт Хаглер, генеральный директор и сооснователь New Story.

Его компания была основана пять лет назад и занимается предоставлением жилья населению, живущему в условиях крайней бедности. Организация уже построила традиционным способом более 2700 домов в Боливии, Мексике, Сальвадоре и на Гаити. 

Фото: New Story

После землетрясения в 2010 году на Гаити было трудно восстановить дома после разрушения, но New Story улучшили процесс строительства так, чтобы быстрее возводить жилье. Организация поняла, что с помощью новой технологии можно работать быстрее и менее затратно. Два года назад она заключила сотрудничество с компанией Icon и начала разрабатывать 3D-принтер, способный печатать даже в самых трудных условиях.

Принтер называется Vulcan II. Это не первое устройство, которое может напечатать целый дом. Однако новый жилой район в Мексике из 50 распечатанных домов станет первым местом, где эта технология была использована в таких масштабах. Другие компании экспериментировали со строительством распечатанных домов, но все испытания проводились в контролируемых условиях или в местах с низким риском возникновения природных катаклизмов.

Изначально команда New Story планировала печатать дома в другой части Мексики, но столкнулась с трудностями — долгое время организация не могла получить у правительства разрешение на строительство. Поэтому было решено напечатать дома южнее, в Табаско, штате, граничащем с Гватемалой. В новой локации был более высокий риск возникновения землетрясений, поэтому дизайн домов пришлось доработать.

Фото: New Story

После успешных испытаний принтер отправили на грузовике в штат, однако он застрял на таможне на три месяца. «Устройство совершенно новое, очевидно, что оно не существует [в базе]», — поясняет Хаглер. Когда 3D-принтер прибыл в пункт назначения, начался сезон дождей. В какой-то момент вход на строительную площадку затопило, и туда неделю никто не мог попасть.

Однако самый важный тест — сможет ли принтер распечатать на площадке дом — прошел успешно. Принтер слоями выкладывает бетонную смесь, и получаются полы и стены. Программа следит за погодными условиями и корректирует смесь соответствующим образом. «Утром погода может быть сухой, а к вечеру возможна влажность, из-за чего приходится менять вязкость смеси, чтобы поддерживать одинаковое качество печати весь день», — объясняет соосновательница New Story Александрия Лафци.

Процесс печати происходит автономно, команда может вносить только небольшие корректировки в схему. При этом можно печатать несколько домов одновременно. Первые два дома печатались в одно и то же время, общее время печати составило 24 часа, но длилось несколько дней, потому что команда хотела работать только днем. В будущем авторы проекта надеются, что смогут запускать принтер на более долгие периоды, чтобы ускорить процесс строительства.

В получившихся домах есть две спальни, гостиная, кухня и ванная — что куда лучше простых хижин, в которых живут местные жители. Семьи, которые будут жить в напечатанных домах, в среднем зарабатывают $76,50 в месяц. «Для многих семей это будет первый дом с туалетом не во дворе и полноценной канализацией», — говорит Лафци. А еще, в отличие от хижин, такие дома способны выдержать землетрясение. Благотворительная организация сотрудничает с местным правительством, которое выделит землю и инфраструктуру для строительства дорог и проведения электричества для 50 семей, которые нуждаются в жилье больше всего. Когда New Story закончит печатать все дома, в них сразу же заселятся новые жильцы.

Фото: New Story

Некоторые семьи уже осмотрели получившиеся дома и отметили, что они не протекают во время сильного дождя. «Когда идет дождь, крыша нашего дома начинает течь, и хуже всего, когда это случается ночью, — говорит Канделария Эрнандез, которая живет в однокомнатной хижине вместе с семью членами своей семьи. — Приходится просыпаться и расставлять кастрюли, чтобы не промокли вещи».

«Индустрии строительства нужна смена парадигмы, — считает Алекс Ле Ру, сооснователь и технический директор Icon. — Нам не нужно выбирать между доступностью и надежностью». Компания планирует печатать еще новые дома и развивать свою технологию. Многие представители местных правительств в Латинской Америке уже проявили интерес к проекту и даже побывали на месте текущего строительства. «Как только люди видят наш проект своими глазами, он больше не кажется им безумной идеей», — говорит Хаглер. 

Источник.

Ученые показали, как будут выглядеть «напечатанные» на 3D-принтере дома из почвы

Например, строительные проекты с использованием бетона продемонстрировали потенциал аддитивного производства строительных конструкций быстро и дешево. Тем не менее, по данным Международного энергетического агентства, производство бетона является причиной примерно 7% выбросов углекислого газа.

Исторически люди строили из местных материалов, таких как саман, но переход к бетону вызвал множество экологических проблем. Основная мысль ученых заключалась в том, чтобы повернуть время вспять и найти способ адаптировать материалы «с наших дворов» в качестве потенциальной замены бетону, объясняют исследователи.

Преимущество использования местного грунта в строительстве заключается в том, что материалы не нужно будет производить и транспортировать на строительную площадку, что снижает как затраты, так и ущерб окружающей среде. Также говорят, что аддитивное производство с использованием почвы однажды может быть использовано за пределами Земли для создания поселений на Луне или даже Марсе.

Почва обычно классифицируется по слоям материалов, которые она включает, начиная с верхнего органического слоя, где растут растения, и заканчивая твердым основанием земной коры. Под первоначальным органическим слоем находится глина, которая придает почве пластичный характер, который исследователи использовали в своем проекте.

Исследователи начали со сбора образцов почвы на заднем дворе своего коллеги и обработки материала с новой экологически чистой добавкой, чтобы он связывался вместе и легко подвергался экструзии через 3D-принтер. Поскольку почвы сильно различаются в зависимости от местоположения, их цель состояла в том, чтобы иметь химический «инструментарий», который мог бы превратить любой тип почвы в пригодный для печати строительный материал.

Ученые разработали метод 3D-печати конструкций из местного грунта

Следующим шагом было убедиться, что смесь выдерживает нагрузку, а это означает, что она выдержит вес слоев, а также других материалов, используемых в строительстве, таких как арматура и изоляция. Чтобы помочь в этом, исследователи усилили глиняную смесь, «застегнув» микроскопические слои на ее поверхности, чтобы предотвратить поглощение воды и расширение, которое может поставить под угрозу печатную структуру. С помощью этого метода исследователи показали, что материал может удерживать вдвое больший вес, чем немодифицированная глиняная смесь.

Затем команда ученых планирует улучшить несущую способность грунта, чтобы расширить свои испытательные конструкции и максимально приблизиться к замене бетона. Кроме того, они собирают данные, чтобы понять, являются ли эти трехмерные печатные конструкции такими же экологически чистыми, как они предполагают, особенно с точки зрения углеродного следа и потенциала вторичной переработки. Как только они получат лучшее представление о химическом составе, функциональности и возможности строительства с использованием местных почв, то планируют продолжить изучение использования этой технологии за пределами нашей планеты.

Читать также

Российские физики изучили условия, при которых не работает третий закон Ньютона

После введения российской вакцины у добровольцев нашли 144 побочных эффекта

Ученые узнали состав астероида неизвестного происхождения Оумуамуа

6 способов использования 3D-печати в строительных проектах — Diesel Plus

В какой-то момент 3D-печать была просто инструментом для любителей. Сегодня он превратился в технологию, которая используется почти во всех отраслях. Теперь он используется новыми и захватывающими способами в строительной отрасли. Эта технология внедряется интенсивными темпами из-за множества преимуществ, которые она дает.

3D-печать используется во многих строительных проектах. Ниже приведены шесть способов использования 3D-печати в строительных проектах по всему миру:

1.Изготовление масштабных физических моделей строительных объектов

Визуализация 3D-объекта, такого как здание или дом, на основе 2D-изображения или компьютерного моделирования затруднена. Наличие фактической 3D-архитектурной модели помогает лучше рассказать всю историю, что полезно при общении и сотрудничестве со строителем, инвестором, домовладельцем или комиссией по планированию.

Масштабная модель позволяет решить проблемы до начала строительства, что сэкономит вам время и деньги.Физическая модель дает визуальную перспективу, которую невозможно получить с помощью обычного чертежа или чертежей. Модели могут быть как монохромными, так и полноцветными.

2. Дома, напечатанные на 3D-принтере

Долгое время строительная отрасль оставалась неизменной. Большинство сооружений по-прежнему требуют, чтобы рабочие укладывали слои кирпичей друг на друга вручную. Сегодня этот традиционный подход устаревает. Поскольку он в значительной степени зависит от индивидуального труда и рабочей силы, он приводит к большому количеству отходов, вызывает шумовое загрязнение и имеет низкую производительность.

Дома, напечатанные на 3D-принтере, — это свет в конце туннеля для строительной отрасли. 3D-печать дома дешевле и точнее. Время завершения также значительно короче. Тенденция использования этого метода печати в строительной отрасли уже начинает набирать обороты, хотя она и является совершенно новой.

Например, во Франции можно найти первый напечатанный на 3D-принтере дом, в котором живут жильцы. Это дом с четырьмя спальнями, который является прототипом более крупного проекта.Он расположен в районе, известном как Нант, и на его печать ушло 54 часа.

Как правило, местные строительные нормы и правила не предусматривают дома, напечатанные на 3D-принтере, а это означает, что технология может быть неприменима в некоторых областях.

3. Строительство пешеходных мостов

3D-печать можно использовать для строительства пешеходных мостов, которые могут выдерживать такой же вес, как обычные мосты. Такие мосты отличаются архитектурным динамизмом, их строительство значительно дешевле, а их возведение занимает меньше времени.

Самый длинный пешеходный мост, построенный с помощью 3D-печати, находится в Шанхае. Он был разработан профессором Сюй Вейуго. Мост выполнен из бетонной смеси и имеет длину 26,3 метра.

Вдохновением для его дизайна послужил древний мост Анжи, расположенный в Чжаосянь, Китай. Эта одноарочная конструкция имеет поручни, которые частично имеют форму развевающихся лент. Чтобы соответствовать конструкционным возможностям обычных материалов, был использован композиционный материал, содержащий полиэтиленфибробетон.

4. Компоненты конструкции для 3D-печати

Сегодня люди подходят к строительным компонентам более творчески. Здания или сооружения в целом принимают всевозможные формы и конструкции. В некоторых случаях необходимые строительные компоненты могут быть специфичными для проекта, что затрудняет их поиск.

В таком случае на помощь приходит 3D-производство. С этой точки зрения 3D-печать используется в строительстве, чтобы обеспечить свободу творчества и гибкость дизайна.Существует множество различных материалов, которые можно использовать в 3D-конструкциях, поэтому вы можете создавать креативные, уникальные и прочные конструкции.

5. 3D-печать на дорогах

Дороги являются важной частью строительной отрасли. Они являются неотъемлемой частью любой инфраструктуры. Как правило, дороги дороги в строительстве. Кроме того, в большинстве случаев завершение строительства дороги является срочным вопросом. Использование 3D-печати для строительства дорог может значительно сократить расходы.Это также может позволить инженерам и разработчикам быстрее завершать проекты.

3D-производство снижает потребность в ручном труде почти вдвое. Это расширяет возможности для творчества в дизайне. Битумный 3D-принтер используется для строительства дорог. Помимо строительства дороги, его также можно использовать для профилактического обслуживания, что в основном заключается в устранении трещины на дороге, как только она будет обнаружена. Это продлевает срок службы дорожного покрытия. Такие принтеры можно прикрепить к дронам, чтобы исключить необходимость в человеческом труде и сделать вещи еще более доступными.

Сколы, трещины и выбоины могут привести к серьезному повреждению транспортных средств или даже к опасным для жизни авариям, которые угрожают жизни водителей и пешеходов, если их оставить без присмотра. Профилактическое обслуживание 3D может помочь.

6. Украшение ландшафта

При проектировании ландшафта можно использовать 3D-производство, чтобы придать пространству характер и повысить его визуальную привлекательность. Вы можете добиться этого, используя элементы акцента, такие как скульптуры и вазы.

Хорошо то, что с помощью 3D-печати можно создать или воссоздать практически все что угодно. Итак, если клиент хочет скульптуру своего любимого киногероя в натуральную величину или даже скульптуру самого себя на фоне своего пейзажа, единственным ограничением является его бюджет. С творческой свободой, которую предлагает 3D-печать, возможности того, как можно украсить ландшафт, безграничны.

По мере того, как 3D-печать продолжает набирать популярность в строительной отрасли, ожидайте новых достижений в этой области.Люди сейчас более открыты, чем когда-либо.

3D-печать для строительства и архитектуры: Полное руководство 2021

Мы много говорили о преимуществах, которые аддитивное производство приносит в строительную отрасль. 3D-печать открывает новые возможности дизайна, снижает затраты и позволяет создавать устойчивые строительные проекты с минимальным воздействием на окружающую среду. Ранее мы говорили о теории, теперь давайте перейдем к тому, как преимущества AM применяются на практике!

Мы уже рассказывали вам о семье, переезжающей в 3D-печатный дом во Франции, и многих проектах 3D-печатных домов.В других примерах из реальной жизни мы познакомим вас с некоторыми потрясающими проектами из Нидерландов, 3D-печатными офисами в Дубае и первым в мире 3D-печатным мостом. Как насчет того, чтобы построить дом за один день? Является ли это возможным? Давайте посмотрим, как далеко продвинулись 3D-технологии для строительной отрасли.

Построить дом за 24 часа?

Почему бы и нет! Apis Cor — российская компания, специализирующаяся на 3D-принтерах, которые могут изготовить дом по контуру всего за 24 часа. Мало того, машины могут работать и зимой, их нужно только укрыть.3D-принтеры можно легко доставить на строительную площадку, и уже через 30 минут они готовы построить ваш будущий дом! Бетон представляет собой специальную смесь, которая быстро затвердевает, что позволяет принтеру работать быстро. Компания также хотела продемонстрировать, что форма зданий не обязательно должна быть квадратной, мы можем открыть архитектуру для принятия новых форм. С такими экспериментами мы видим, что аддитивное производство может стать серьезным решением жилищного кризиса в ближайшие годы.

3D-печать — новая жизнь

New Story — некоммерческая организация, миссия которой — дать жилье самым бедным.Они построили 850 домов по всему миру за 3 года, но знали, что работать надо быстрее. Бретт Хаглер, генеральный директор и соучредитель New Story, увидел потенциал аддитивного производства. Они разработали новые проекты и строительные решения, значительно улучшив процесс строительства и снизив затраты. Благодаря 3D-печати они смогли изготовить 100 контурных домов всего за 8 месяцев. Это более 12 домов в месяц, а для организации это означает, что 12 семей наконец-то получили жилье.

 

Компания New Story смогла добиться многого благодаря сотрудничеству с Icon, разработавшей мобильный 3D-принтер Vulcan. Машина может быть легко перемещена в развивающиеся страны и может работать даже без электричества. Принтер способен построить дом площадью от 600 до 800 квадратных футов (55–75 квадратных метров) всего за 24 часа. Благодаря 3D-технологиям стоимость составляет всего 4 000$. Это действительно может изменить будущее жилья и борьбы с бездомностью.

https://www.artsy.net/article/artsy-editional-inside-race-perfect-3d-printed

Инновационная форма офисов: строительство офисов будущего

3D-печать привносит в строительство новые формы. Благодаря аддитивному производству архитекторы больше не ограничены абстрактными формами офисного здания, и новые офисы в Дубае доказали это. Они изготовили новые футуристические конструкции, которые собрали всего за 17 дней 17 профессионалов. Они оснащены энергосберегающими устройствами, что очень экономично.Но также использование 3D-печати для строительства уже снизило трудозатраты на 50%! Использование аддитивного производства позволило значительно снизить затраты и было намного быстрее, чем традиционный процесс строительства.

https://inhabitat.com/dubai-debuts-worlds-first-full-3d-printed-building/

Потрясающий фасад в морском стиле

В 2016 году Нидерланды председательствовали в Совете Европейский Союз, и чтобы отпраздновать такое важное лидерство, для политиков было построено новое здание.Это было не просто обычное, скучное здание. Получив новую свободу дизайна благодаря 3D-печати, архитекторы построили экстравагантный фасад, очень напоминающий парус, натянутый над зданием.

 

Через прорези, похожие на занавески, открываются синие скамейки, геометрически смоделированные в 3D и изготовленные на местном строительном 3D-принтере. Эта инновационная конструкция изготовлена ​​из биопластика, разработанного специально для этого случая. Когда голландское председательство в ЕС подошло к концу, здание было разобрано, а биопластик был переработан для повторного использования в будущих проектах 3D-печати, что продвигает и доказывает, что строительная отрасль может оказывать низкое воздействие на окружающую среду благодаря 3D-технологиям.

https://www.detail-online.com/blog-article/3d-printed-europe-building-by-dus-architects-26804/

Мосты, напечатанные на 3D-принтере

Аддитивное производство в строительной отрасли не только о зданиях. Применение 3D-печати также может быть очень полезным для изготовления мостов. Благодаря возможности создавать действительно сложные конструкции, а также возводить прочные, долговечные перетяжки. На самом деле мы только что написали о самом длинном 3D-печатном мосте в мире, напечатанном недавно в Китае!

 

Но это был не первый пешеходный мост.Пионерами в области 3D-печатных мостов были Нидерланды. Рассматриваемое сооружение было построено для велосипедистов. Он может выдержать вес 40 грузовиков и благодаря аддитивному производству является устойчивым! Нидерланды, кажется, действительно видят потенциал 3D-технологий, поскольку следующий проект также голландский.

 

Этот мост появился благодаря 3D-технологиям и был разработан MX3D. Компания разработала специальный роботизированный манипулятор, способный выполнять 3D-печать сталью. Эта впечатляющая конструкция имеет абстрактный и вдохновленный биографией дизайн, а мост в основном строится благодаря 3D-программному обеспечению, разработанному инженерами.

 

3D-печать домов из риса?

Аддитивное производство — отличный способ воплотить в жизнь более экологичную архитектуру. Wasp, итальянский производитель 3D-принтеров, разработал проект Gaia. Они производят контурные здания практически без отходов материалов. Используемый материал — необработанная земля и рисовые отходы, и того, и другого у нас предостаточно. Структура стен обеспечивает теплоизоляцию и естественную вентиляцию. Этот проект прекрасно демонстрирует, что экологически чистая и полнофункциональная архитектура полностью возможна благодаря 3D-печати.

3D-печать бетона

Эйндховен известен своими многочисленными экспериментами по 3D-печати бетона. Но знаете ли вы, что в Эйндховене планируется проект 3D-печатных бетонных домов? Этот проект начнется с 3D-печати в Эйндховенском университете с использованием бетонных 3D-принтеров и постепенно переместится на строительную площадку. Цель здесь состоит в том, чтобы разрешить строительство прекрасных архитектурных проектов, учитывая некоторые аспекты устойчивости, избегая отходов материалов и выбросов CO2.

Журнал AsphaltPro| Журнал АсфальтПро | 3D-принтер для асфальта восстанавливает трещины

Примечание редактора: в статье 2015 года «Вот как 3D-производство повышает качество укладки асфальта» утверждалось, что асфальтоукладчик был и остается первым 3D-принтером дорог. Теперь исследователи из Университетского колледжа Лондона разработали 3D-принтер с дроном для доставки асфальта на потрескавшиеся тротуары, «печатая» ремонтные работы в режиме реального времени.

Исследователи из Университетского колледжа Лондона разработали систему 3D-печати, которая позволяет печатать асфальт.Эта технология открывает новые возможности для 3D-печати, которая используется для производства всего, от игрушек до инструментов. Еще более захватывающим является то, как исследователи сделали печать асфальта возможной и что это может означать для будущего строительства и гражданского строительства.

Вот как 3D-производство улучшает процессы асфальтобетона

Одной из проблем, которую удалось решить с помощью технологии 3D-печати, является функциональность при работе с различными материалами. Изначально пластик отлично работал, потому что он легко податлив и широко доступен.Современные технологии 3D-печати позволяют печатать металлами, углеродным волокном и бумагой, а также множеством других материалов. Недавно к этому списку присоединился асфальт.

3D-принтер для асфальта, разработанный командой UCL, дал потрясающие результаты. Проект UCL является частью более обширной пятилетней программы, включающей другие университеты Великобритании, под названием «Самовосстанавливающиеся города». Программа направлена ​​на разработку технологий дронов и 3D-печати, которые могут автономно ремонтировать и обслуживать тротуары. Исследования материалов в UCL могут оказать огромное влияние на индустрию материалов в целом.

Преодоление вязкости

Команда UCL опубликовала статью под названием «3D-печать асфальта и ее влияние на механические свойства», в которой подробно рассказывается о процессе проектирования, самом принтере и результатах исследования. Самой серьезной практической проблемой, с которой столкнулась команда, было обеспечение надежной печати асфальта. Асфальт требует тепла, чтобы течь, поэтому он, естественно, не согласуется с 3D-принтерами.

3D-печать лучше всего работает с материалами, которые сохраняют постоянную вязкость, чтобы их можно было прокачивать через экструдер принтера, не засоряя и не оставляя пробелов в отпечатке.

Команда UCL обнаружила, что асфальт, в частности, изменяет вязкость под давлением нелинейным образом, что затрудняет прогнозирование того, как изменится вязкость во время экструзии. Чтобы обойти непредсказуемую вязкость асфальта, они сформовали литой асфальт в крошечные гранулы миллиметрового размера. Эти гранулы обрабатываются с помощью специально разработанного экструдера (который также был напечатан на 3D-принтере). Внутри экструдера гранулы проходят через градиент тепла, который постепенно размягчается и по существу «плавит» их в жидкую форму на конце экструдера.Таким образом, жидкий асфальт выходит из экструдера последовательно.

Bergkamp выпускает очиститель ям с распылением SP5E

Этот проект может стать революционным не только для проекта «Самовосстанавливающиеся города», но и для строительства в целом. Изучая асфальт, напечатанный на 3D-принтере, команда UCL обнаружила, что он в девять раз более пластичен, чем литой асфальт (см. рис. 6 в исходной статье UCL). Эта высокая пластичность предполагает, что асфальт, напечатанный на 3D-принтере, может быть более долговечным, чем литой асфальт.

Высокая пластичность полезна для процесса 3D-печати, но если 3D-печатный асфальт более податлив и устойчив к трещинам, 3D-печатные дороги могут меньше ломаться. В идеале асфальт, напечатанный на 3D-принтере, должен изгибаться под нагрузкой, а не трескаться. Вместо выбоины, похожей на кратер, он может превратиться в неглубокую чашу. Дорожное покрытие также может быть подвергнуто дополнительной обработке.

Однако важно отметить, что исследователи UCL обнаружили, что асфальт, напечатанный на 3D-принтере, имеет такую ​​же прочность на излом, как литой асфальт, несмотря на его более высокую пластичность.В настоящее время асфальт, напечатанный на 3D-принтере, можно больше растянуть и придать ему форму, но он трескается при том же уровне нагрузки. По мере того, как проводится больше исследований, связанных с этой технологией, материаловеды, вероятно, сосредоточатся на повышении прочности на излом наряду с пластичностью.

Футуристический ремонт тротуаров

Если бы можно было разработать и начать массовое производство высокопрочного и пластичного асфальта, напечатанного на 3D-принтере, это могло бы определить будущее гражданского строительства.Например, объедините технологию 3D-печати UCL с производственным роботом, разработанным выпускником Гарварда. Addibot предназначен для ремонта царапин на ледовых катках, и изобретатель Роберт Флитч стремится усовершенствовать робота, чтобы он мог ремонтировать асфальт.

В будущем мы могли бы увидеть роботов, таких как Addibot, оснащенных асфальтовыми 3D-принтерами UCL, которые будут бродить по дорогам, ремонтируя выбоины и трещины. Эти автономные роботы для ремонта дорог могут работать круглосуточно, что позволяет им выявлять повреждения дорожного покрытия до того, как они достигнут низкого индекса состояния дорожного покрытия (PCI).В будущем мы можем увидеть, как роботы для ремонта дорог устраняют выбоины за долю времени, которое требуется ремонтной бригаде или даже машинам для заделки выбоин.

Сан-Антонио выводит ремонт выбоин на новый уровень

Развитие технологии 3D-печати асфальта позволяет заглянуть в будущее строительства и гражданского строительства. 3D-печать асфальта — это прорыв в материаловедении и инженерии, применение которого может привести к созданию более безопасных и долговечных дорог.Потенциал автономного ремонта дорог представляет преимущества для изучения по сравнению с обычным обслуживанием дорожного покрытия. Хотя может пройти несколько лет или больше, прежде чем эта автономная технология 3D-печати станет массовой, однажды она может произвести революцию в строительстве.


Эмили Ньютон — писатель-строитель с более чем пятилетним опытом работы в сфере промышленного сектора.

Будущее 3D-печатных мостов и строительства

За десятилетие 3D-печать уже привела к инновациям в нескольких отраслях: от медицинских имплантатов до машиностроения и авиации.Технология позволяет достичь немыслимого в строительстве: от 3D-печати дома менее чем за 24 часа до создания протеза руки. После разработок в других отраслях, на очереди 3D-печатные мосты.

Ажиотаж вокруг 3D-печати продолжает набирать обороты по мере того, как все больше отраслей осваивают преимущества этой технологии. По прогнозам, к 2024 году отрасль вырастет до 35,6 млрд долларов. Большая часть бума индустрии 3D-печати связана со строительством. Хотя отрасль растет, начало крупномасштабного строительства идет медленно.

Хотя 3D-печать не используется в повседневном строительстве мостов, у нее есть потенциал в будущем. Возможности для 3D-печатных мостов будут продолжать расти по мере расширения отрасли.

Первые мосты, напечатанные на 3D-принтере

Крупные шаги в области 3D-печати мостов по всему миру изменили отрасль за последние пять лет. В этих конструкциях используется меньше материалов для снижения воздействия на окружающую среду. Несомненно, эти первые мосты, напечатанные на 3D-принтере, будут продолжать вдохновлять будущее развитие по мере роста индустрии 3D-печати.

Мосты, напечатанные на 3D-принтере в Нидерландах

Первый в истории мост, напечатанный на 3D-принтере, был установлен в Нидерландах в 2018 году. Технологический университет Эйндховена спроектировал 26-футовый мост из бетона со стальной проволокой, на строительство которого ушло три месяца.

«Стальной трос является эквивалентом арматурной сетки, используемой в обычном бетоне», — говорится в заявлении университета. «Он справляется с растягивающим напряжением, потому что бетон не может адекватно справляться с растягивающим напряжением.

В стране, известной тем, что велосипед используется как средство передвижения, мост обслуживает в первую очередь велосипедистов.

В Амстердаме компания MX3D под руководством Института Алана Тьюринга разработала первый в мире стальной мост, напечатанный на 3D-принтере. Пешеходы и велосипедисты будут использовать мост, чтобы пересечь канал Oudezijds Achterburgwal в центре Амстердама.

Мост является крупнейшей в мире металлической конструкцией, напечатанной на 3D-принтере, которая была протестирована и завершена в октябре 2018 года.Мост также собирает данные о деформации, смещении и вибрации конструкции во время ее использования. Эти факторы в сочетании с температурой и окружающей средой могут указывать на состояние моста и отслеживать, когда может потребоваться его дальнейшая проверка.

На завершение междисциплинарного моста ушло много лет. Но у этого подхода есть будущее в строительстве и управлении мостами. Примечательно, что целью MX3D является расширение областей применения многоосевой 3D-печати.Таким образом, у 3D-печати есть шанс перестроить строительство мостов в будущем.

Китайские 3D-печатные мосты

В 2019 году группа архитекторов установила самый длинный в мире мост, напечатанный на 3D-принтере. Команда из Школы архитектуры Университета Цинхуа в Пекине построила мост длиной 86 футов и установила его в Шанхае.

Команда построила мост за 450 часов с помощью двух роботов-манипуляторов. Университет заявил, что даже с роботами это составляет треть стоимости стандартного моста такого же размера.Он использует системы, аналогичные амстердамскому мосту, для отслеживания напряжения и деформации, поэтому его состояние можно контролировать.

Несмотря на то, что это самый длинный мост, он не полностью напечатан на 3D-принтере, поскольку конструкция под бетоном выполнена из металла. Еще один 15-метровый 3D-печатный мост был установлен в январе 2019 года в Шанхае с аналогичной целью.

Мосты морской пехоты США, напечатанные на 3D-принтере

Морские пехотинцы США печатают на 3D-принтере функциональные бетонные пешеходные мосты, чтобы сократить рабочее время.3D-печать началась в январе 2019 года силами 1st Marine Logistics Group в Калифорнии. Они объединили гравий и другие тяжелые материалы, чтобы сократить работу с шести человек до одного.

Впоследствии Корпус морской пехоты планирует расширить эти стратегии 3D-печати за счет инвестиций в 3D-принтеры. В отличие от предыдущих мостов, эти типы бетонных конструкций не должны служить долго и могут быстро создать временное укрытие.

Преимущества 3D-печатной конструкции

При сжатых сроках и бюджете строительные компании всегда ищут новые способы достижения своей цели.Хотя крупномасштабные проекты не могут полностью зависеть от 3D-печати, эта технология предлагает несколько потенциальных улучшений в строительном секторе для повышения эффективности.

Есть несколько преимуществ, но, безусловно, отрасль также столкнется с проблемами в своем росте. Хотя 3D-печатные мосты все еще относительно новы, преимущества строительства очевидны. Здесь только несколько.

Сокращение отходов

Отходы от строительства стремительно растут, ежегодно образуется более 1 миллиарда тонн отходов.На самом деле, по оценкам, к 2025 году он удвоится. И дальше будет только хуже. 3D-печать — это послойный процесс. Таким образом, используемый материал – это то, что необходимо для создания конструкции. Это может привести к почти нулевым потерям при строительстве новых мостов.

Индивидуальный дизайн

Команды инженеров и архитекторов могут создавать проекты, которые в противном случае были бы невозможны в строительстве. 3D-печать делает дизайн поистине неотличимым и уникальным. Кроме того, 3D-печать позволяет внедрять инновации в проектирование коммерческого строительства.

Более быстрое строительство

Скорость этих машин в строительстве домов должна быть признаком того, что они могут делать с мостами. Например, машины построили простые убежища за считанные часы. В случае с мостами технология может занять больше времени, но она будет быстрее и точнее без человеческой ошибки.

Снижение риска

Использование печатных машин позволяет снизить риски для здоровья и безопасности. Иными словами, адаптация 3D-печати может привести к спасению жизней.

Постройте свой мост с U.S. Bridge

Хотя 3D-печати мостов, возможно, еще нет, у U.S. Bridge есть несколько решений для вас.

U.S. Bridge фокусируется на укреплении инфраструктуры и ремонте мостов для соединения сообществ. Наши мосты долговечны и безопасны, что делает возможным передвижение людей повсюду. Наши инженеры по мостам отвечают требованиям безопасности и проектирования, чтобы обеспечить сборные мосты с длительным сроком службы. Получите предложение онлайн или посетите наш веб-сайт, чтобы получить дополнительную информацию от наших экспертов по мостам.

Передовые технологии дорожного покрытия

: с нетерпением ждем выпуска 3D-печатного асфальта и прощания со строительной полосой — 3DPrint.com

3D-печать может привести к большим изменениям, поскольку многие процессы все еще развиваются и реализуются в других отраслях, которые в настоящее время широко используют эту технологию.

Удивительно, когда мы видим его истинный потенциал для того, чтобы отказаться от утомительного традиционного и возвестить обтекаемое будущее. Например, можете ли вы представить себе прощание с дорожным строительством в том виде, в каком мы его знаем? До свидания, глядя на человека с «медленным» флагом, до свидания с оранжевыми конусами и медленными зонами и удвоенными штрафами за превышение скорости, и до свидания с неожиданными задержками.И здравствуйте, мостите дороги правильно.

Мы слышали много разговоров о том, как 3D-печать может принести большую пользу строительству, но по большей части это казалось далеким с точки зрения преобразования инфраструктуры. Менее чем через месяц на Kickstarter стартует кампания по созданию первого в мире асфальтоукладчика, напечатанного на 3D-принтере. Компания Advanced Paving Technologies, Inc. в сотрудничестве с Исследовательским центром дорожных покрытий Калифорнийского университета в Дэвисе создала 3D-асфальтобетонную машину, которая не только обеспечит гораздо лучшее качество дороги, но и существенно улучшит существующие методы дорожного строительства.С Kickstarter они надеются собрать не менее 50 тысяч долларов, пока асфальтоукладчик продвигается по пути разработки и прототипирования.

3D-укладчик работает с использованием лидара, который работает как радар, но представляет собой световой лазер. Он может сканировать дорогу, даже изрешеченную выбоинами, а затем создавать цифровой коврик, который затем можно распечатать на 3D-принтере из асфальта с переменным количеством слоев материала или стяжки. Восстанавливая старый асфальт, 3D-печатное дорожное покрытие можно наносить просто там, где это необходимо, и это занимает лишь часть времени, по сравнению с обычным покрытием, и при меньшей стоимости традиционного покрытия.

«По сути, это будет 3D-печать новой дороги, чтобы починить старую», — сказал Эрик Янг, технический директор Advanced Paving Technologies, 3DPrint.com. «Именно фрезерование дорог вызывает длительные задержки и заторы на дорогах, связанные с восстановлением дорог».

Основатель, Джон Смит

При нормальном обслуживании дорог, как правило, устраняются только симптомы, но не проблема. Выбоины и трещины замазаны брусчаткой, но вскоре они снова появляются, в них просачивается вода, и мостовая снова разрушается.

По словам команды Advanced Paving Technologies, 3D-укладчик предлагает верное решение. Они считают, что их система, обеспечивающая лучшее уплотнение, устранит большую часть работ по техническому обслуживанию дорог в том виде, в каком мы их знаем. Дороги прослужат намного дольше, потребуют гораздо меньше фрезеровки, меньше материала и уменьшат углеродный след.

«Трехмерная асфальтоукладочная машина, которую я разработал, может устранить провал здесь, неровность здесь, колею там за один проход, подавая больше или меньше материала там, где это необходимо», — говорит Джон Смит, основатель Advanced. Paving Technologies, который придумал свою оригинальную концепцию, стоя в пробке на шоссе в Силиконовой долине.

Преимущества огромны, и они также относятся к окружающей среде, учитывая, как многие из нас сидят в длительных задержках с двигателем на холостом ходу, просто тратя впустую ископаемое топливо. Асфальтоукладчик был публично одобрен Вашингтонским университетом, Исследовательским центром дорожного покрытия Калифорнийского университета в Дэвисе, Transtec Group и Century Construction.

«Наш проект был признан выполнимым CTC United Defense. У нас есть патенты США и Европы», — сказал Янг 3DPrint.com. «Сейчас мы финансируем начальное основное исследование машины, которое будет проведено в Исследовательском центре дорожного покрытия Калифорнийского университета в Дэвисе весной 2016 года, что приведет нас к созданию прототипа.Краудфандинговая кампания стартует 15 октября этого года менее чем через месяц. Это будет первая в истории краудфандинговая дорожная техника».

Общие преимущества для всех включают:

  • Ускоренное восстановление дорог
  • За вычетом средств, потраченных на обслуживание
  • Улучшение транспортного потока в городах и сельской местности
  • Меньше выбросов углерода в результате дорожных работ и близлежащих заторов
  • Меньше повреждений легковых и грузовых автомобилей, связанных с дорожным движением
  • Дополнительные возможности для подрядчиков по укладке дорожного покрытия
  • Более ровные и безопасные дороги с меньшим расходом топлива

3D-укладчик, который будет находиться в «ключевых исследованиях» в Исследовательском центре дорожных покрытий Калифорнийского университета в Дэвисе до весны 2016 года, после чего они надеются получить готовый прототип, финансируемый их предстоящей кампанией Kickstarter, которая стартует 15 октября -го .

Являются ли 3D-печатные дороги перспективой будущего? Давайте послушаем ваши мысли в ветке форума 3D Printed Roads на 3DPB.com.

Подпишитесь на нашу рассылку по электронной почте

Будьте в курсе всех последних новостей индустрии 3D-печати и получайте информацию и предложения от сторонних поставщиков.

Включите JavaScript, чтобы просматривать комментарии с помощью Disqus. 90 000 автономных дронов для 3D-принтеров могут помочь восстановить глобальную инфраструктуру – Голиаф Автоматизация и робототехника

Исследовательская фирма GXN Innovation из Дании вместе с Danks AM Hub и MAP Architects недавно представила исследование, которое могло бы реализовать это видение.

Умные и творческие исследователи уже придумали несколько довольно выдающихся идей по ремонту мировой инфраструктуры, такой как старые здания и дороги. Они также проводят исследования подводных дронов, которые могут 3D-печатать коралловые рифы, чтобы спасти рыб и защитить прибрежные города от сильных океанских течений, вызванных ураганами.

Использование 3D-принтеров и дронов для строительства зданий и мостов может стать будущим строительства, и это исследование дает несколько убедительных примеров, подтверждающих это.

Основная цель GXN – оказывать положительное влияние на окружающую среду, давая волю своему воображению и находя решения текущих реальных проблем. Используя существующие технологии, такие как шаговые двигатели и 3D-принтеры, команда решила посмотреть, что они могут придумать. С помощью первоклассных робототехников Теодора Петрова команда начала создавать серию роботов и их цифровые версии.

Между прочим, господин Петров — задира 21 века. Он является опытным архитектором, промышленным дизайнером, разработчиком Интернета вещей и работал над многими проектами, связанными с технологиями автоматизации строительства и робототехникой для поиска и спасения при стихийных бедствиях.

Некоторые проекты, которые он построил и над которыми работал…

С робототехникой можно совместить практически любую область. В случае г-на Петрова он объединил архитектуру с робототехникой. Следуйте своей страсти… и добавьте к ней немного робототехники.

Прежде чем мы перейдем к сути этой статьи, давайте познакомимся с нашими спонсорскими ботами…

Микробот

Монстр-бот

 Колосс Бот

 

Хорошо, давайте познакомимся с роботами для 3D-принтеров!

Представляем…

Автономный робот для ремонта дорог

 Они выглядят так, как будто пришли из игры Fallout или Boderlands. Это автоматизированные роботы, которые ремонтируют дороги с помощью 3D-печатного грибка. Они питаются от солнечной энергии и будут работать в команде, медленно двигаясь и заполняя трещины на дороге. Довольно круто!

Стареющие многоэтажки в городах также нуждаются в капитальном ремонте. Здания теряют энергию из-за потери тепла.Дроны для 3D-принтеров могут использовать специальные полимеры и материалы с высокой изоляцией для обеспечения новой теплоизоляции старых зданий. Эти группы дронов для 3D-принтеров также могут помочь эффективно строить новые здания и работать круглосуточно и без выходных, что особенно важно, если время на строительство имеет решающее значение.

Итак, встречайте….

Дрон-робот для ремонта зданий

Автономные роботы для 3D-печати могут помочь людям.По словам основателя GXN Каспера Янсена, запуск автономных роботов для 3D-печати может стать прорывом и коренным образом изменить то, как мы видим ремонт и строительство.

GXN также рассматривает роботов для подводной 3D-печати, которые могут помочь бороться с ущербом от изменения климата в прибрежных городах, используя коралловые рифы на основе устриц. Говорят, что менее 10% населения прибрежных районов мира живут на высоте менее 10 метров над уровнем моря. Строительство кораллового рифа для рыб и использование дамбы может быть полезным для этих прибрежных городов.

Итак, передай привет….

Подводный робот для строительства коралловых рифов

Воздух, земля и море. Люди, кажется, уже все поняли… или, кажется, они находятся в процессе выяснения этого. Эти дроны для 3D-печати — отличное решение, и мы должны снять шляпу перед нашими друзьями в Дании за вдохновляющую работу. Мы надеемся, что они продолжат генерировать великие идеи, которые принесут пользу обществу и принесут улучшения на Землю.

Здесь, в США, наша инфраструктура устаревает, поэтому нам нужно начать поиск эффективных решений по ремонту этих дорог, мостов и дамб.Водопроводные трубы под городами протекают, и поиск утечек и их эффективный ремонт имеют решающее значение.

Есть решения, и роботы могут помочь нам стать частью решения.

Дополнительная заметка о создании роботов и 3D-принтеров….

Дом DFAB — первый в мире жилой дом, спроектированный с помощью цифровых технологий, построенный с помощью роботов и технологии 3D-печати. Технологии строительства были разработаны исследователями ETH Zurich совместно с некоторыми промышленными компаниями.

Дом

DFAB также является умным домом, включающим умную бытовую технику последнего поколения. Дом является энергоэффективным и имеет технологию теплообмена, которая может использовать тепло от душа с горячей водой и повторно использовать его для обогрева дома.

Мы могли бы пойти немного дальше и переработать воду из душа, чтобы использовать ее для питья и приготовления пищи? фууу, но стоит поискать.. может быть, использовать его для туалета..

Также обратите внимание на этот бетонный потолок под названием Smart Slab, который выглядит так, как будто его привезли из Нотр-Дама, и он вдвое легче других традиционных потолков.Да роботы помогли построить это произведение искусства..

Мораль этой истории… роботы идут. Вы можете помочь построить и владеть ими.

Мы не владеем правами на изображения, использованные в этой статье.

 

 

«Будущее жилья»: в калифорнийской пустыне появится первый в Америке квартал, напечатанный на 3D-принтере | 3D-печать

В пустынном ландшафте калифорнийской долины Коачелла вскоре появится первый в США район, полностью состоящий из домов, напечатанных на 3D-принтере.

Благодаря партнерству между двумя калифорнийскими компаниями — Palari, группой по устойчивому развитию недвижимости, и Mighty Buildings, компанией, занимающейся строительными технологиями, — участок земли в 5 акров в Rancho Mirage будет преобразован в запланированный поселок из 15 напечатанных на 3D-принтере, экологически чистые дома, претендующие на звание первых в своем роде.

«Это будет первая наземная реализация нашего видения будущего жилья», — сказал Алексей Дубов, соучредитель и главный операционный директор Mighty Buildings.

На большом складе своей штаб-квартиры в Окленде компания Mighty Buildings создает дома с помощью массивных 3D-принтеров размером с небольшой гараж. Материал, используемый Mighty Buildings, затвердевает почти сразу, позволяя добавить крышу, слои изоляции и внешние элементы, такие как навес, за один процесс. Mighty Buildings утверждает, что до 80% строительства может быть автоматизировано, при этом на 95% меньше рабочих часов и в 10 раз меньше отходов, чем при обычном строительстве.

3D-принтер в штаб-квартире Mighty Buildings.Фото: Mighty Buildings

Принтеры компании способны изготовить дом площадью 350 кв. футов менее чем за 24 часа, сказал Сэм Рубен, соучредитель и директор по устойчивому развитию Mighty, во время недавней экскурсии по штаб-квартире. Часто типографии настроены на то, чтобы построить дом за одну ночь, пока сотрудники спят.

«На самом деле мы больше ограничены автомобильным транспортом зданий, чем фактическими возможностями печати», — сказал Рубен.

Дома Rancho Mirage будут построены в стиле модерн середины века и состоят из основной резиденции площадью 1450 кв. футов с тремя спальнями и двумя ванными, а также вторичной резиденции с двумя спальнями и одной ванной.

На участке площадью 10 000 кв. футов у каждого дома будет бассейн на заднем дворе и возможность доплатить за такие удобства, как кабинки для переодевания, гидромассажные ванны, кострища и душевые под открытым небом. Цены будут начинаться с 595 000 долларов за базовую модель 3BR/2BA и доходить до 950 000 долларов за конфигурацию с двумя домами с обновлениями.

Дома будут состоять из нескольких спален, ванных комнат и бассейна, оформленных в стиле модерн середины века. Фотография: Mighty Buildings/EYRC Architects

Rancho Mirage — не первое место, где в последние годы можно увидеть дома, напечатанные на 3D-принтере.В 2019 году некоммерческая организация в Мексике объявила о производстве 3D-печатных домов для семей с низким доходом. Между тем, дома, напечатанные на 3D-принтере, планируется установить в Остине, штат Техас, в конце этого года.

Рост количества домов, напечатанных на 3D-принтере, связан с продолжающимся бушующим жилищным кризисом в Калифорнии. К 2025 году штату потребуется от 1,8 млн до 3,5 млн новых единиц жилья, чтобы решить проблему дефицита и учесть прогнозируемый рост населения. В феврале Mighty Buildings получила финансирование в размере 40 миллионов долларов в рамках серии B.

Рубен сказал, что, хотя Mighty Buildings обсуждала с местными органами власти возможность 3D-печати домов для уязвимых слоев населения, компания в основном сосредоточилась на том, что он называет «недостающей серединой».