Строительство с помощью 3D-печати: преимущества и перспективы

Использование 3D-печати в строительстве открывает новые возможности для создания сложных и инновационных конструкций, которые ранее были невозможны или слишком дороги. В этой статье мы рассмотрим преимущества и перспективы строительства с помощью 3D-печати.

Применение 3D-печати в строительстве

В контексте строительства объемная печать включает в себя несколько этапов.

• Сначала подготавливается строительная площадка, инженеры устанавливают специальные направляющие для робота, который создаст конструкцию здания на основе компьютерной модели.

• Затем в 3D-принтер загружаются строительные материалы, которые могут включать геополимерные композиты, волокнистые волокна и бетонные смеси. Состав этих материалов должен быть тщательно подобран, чтобы обеспечить совместимость с принтером и размером его сопла.

• Создание объекта недвижимости с помощью 3D-принтера: 3D-принтер с сервоприводным механизмом начинает выдавливать строительный материал на подготовленную поверхность, быстро создавая конструкции и блоки нужной конфигурации.

Первые здания, созданные с использованием технологии 3D-печати, появились в 2014 году. Год спустя американские ученые в Южной Калифорнии смогли создать оборудование, которое могло печатать здание общей площадью 250 квадратных метров в день.

Объективные преимущества 3D-печати в строительстве

Еще одним преимуществом 3D-технологии является ее способность снижать энергопотребление.

• Процесс объемной печати позволяет более эффективно использовать материалы, поскольку здания спроектированы таким образом, чтобы не было отходов. Это не только сокращает потребность в транспортировке материалов на стройплощадку, но и снижает энергопотребление в процессе эксплуатации. Кроме того, использование современных материалов, подобранных с учетом климатических и температурных условий, помогает сократить потребности в отоплении и охлаждении, что еще больше снижает затраты на электроэнергию.

• Кроме того, 3D-печать позволяет сэкономить время и деньги за счет уменьшения потребности в ручном труде и материалах. Это может ускорить сроки строительства и снизить общие затраты, что делает проект более привлекательным для застройщиков и инвесторов. Новейшая технология 3D-печати позволяет работать в режиме 24/7 и требует меньшего количества сотрудников, что не только ускоряет процесс строительства, но и значительно сокращает финансовые затраты.

• Благодаря 3D-принтерам теперь возможно создавать здания необычных форм. Классическая архитектура была ограничена использованием традиционных методов строительства, что затрудняло создание сложных и необычных конструкций. Однако 3D-печать устраняет это ограничение, позволяя архитекторам создавать практически любую желаемую форму.

• Повышение безопасности: Несмотря на строгие правила техники безопасности, строительная отрасль остается опасной. Однако использование технологии 3D-печати может снизить количество травм и несчастных случаев на строительных площадках.

Основной проблемой при объемной печати зданий и сооружений является обеспечение качества используемых материалов. Эти материалы должны обладать повышенной прочностью и гибкостью, а также способностью сохранять свою прочность и твердость в различных температурных и влажностных условиях. Кроме того, до сих пор не существует идеального решения для армирования бетонных блоков с нанесенной печатью. Еще одной серьезной проблемой является высокая стоимость оборудования. Согласно исследованиям, для оплаты всего лишь одного 3D-принтера потребовалось бы построить от пяти до десяти домов.

Перспективы использования 3D-печати в строительстве

Несмотря на эти трудности, 3D-печать обладает многообещающим потенциалом для использования в гражданском и промышленном строительстве, учитывая все финансовые, временные и экологические факторы. Эта технология позволяет создавать сложные формы за короткий промежуток времени, без необходимости в дополнительных усилиях или строгих ограничениях. Современное оборудование позволяет быстро печатать как прямые, так и изогнутые стены, что делает процесс строительства более эффективным. Кроме того, материалы, используемые для строительства, могут быть полностью переработаны, как это видно на примере итальянской компании WASP, которая напечатала многоквартирный дом, используя натуральную грязь, смешанную с отходами производства риса.