Кремень КД Реклама
Кремень КМ Реклама

Строительная 3D печать в тупике?

rozov_govorit
Идет загрузка
Загрузка
04.02.2025
6991
37
Применение

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

39

Привет. У меня пятилетний опыт печати бетоном.  Я печатал здания на улице большим портальным принтером и понял, что нет в этом эффективной экономики. Об этом подробнее рассказываю в этой статье.

Производители оборудования умудряются продавать людям идею о том, что строительная 3д печать на улице это просто, быстро и выгодно. Но это не так. Здесь делюсь своим опытом 3д печати бетоном. Рассказываю информацию, которую умалчивают недобросовестные компании. Понимаю, что получу свою порцию хейта от производителей строительных принтеров, но точно найдутся те, кому мои статьи помогут глубже разобраться в теме и не совершать необдуманных покупок. Поддержите реакциями или комментариями.

Сейчас строительная печать сфокусировалась на печати несъёмной опалубки типовых коробок целиком большими портальными принтерами, которые печатают внутри себя. В результате, в силу особенностей тех.процесса печатная архитектура всё больше похожа на традиционные формы с прямыми стенами, с которыми она не может конкурировать в цене, поскольку дешевле и быстрее возвести типовую коробку из тех же газоблоков.

Строительная 3D печать в тупике?

Сама технология печати на улице неэкологичная и небезопасная для работников. При этом производители принтеров не афишируют, скорее, зачастую скрывают трудоёмкий процесс логистики всего оборудования на стройплощадку, самого процесса печати на улице и необходимость промывки всего комплекса оборудования в конце печати. Попробуйте справиться с налипшим застывающим бетоном!

Строительная 3D печать в тупике?К тому же в некоторых принтерах необходимо регулярно вручную загружать бетон в бункер. Удивительно как вообще эта технология вывела на рынок в таком виде.

Строительная 3D печать в тупике?

Таким образом, многие из тех, кто приобрёл это оборудование, не вникнув в процесс, после первой же печати разочаровываются, выставляя б/у принтеры на продажу. В итоге, энтузиастов в отрасли становится всё меньше. А то, что 3д печать домов на улице экономически нецелесообразна в массовом строительстве, люди понимают только после покупки и первой печати. 

А делать-то что? Забыть про 3д печать бетоном? Думаю нет, я всё же за автоматизацию труда, а 3д печать это автоматизация. Нужно грамотное развитие технологии и целевое применение. Да и дефицит кадров, растущий ФОТ и миграционная политика подталкивают развиваться в этом направлении. Только сначала надо хорошо подумать, потом делать. Не наоборот, вопреки здравому смыслу.

Как же сделать 3д печать бетоном выгодной?

3д печать, в первую очередь — это про эксклюзивные формы, бионическую архитектуру зданий, уникальный ландшафтный дизайн. И если целесообразно использовать преимущества печати, то мы получим красивый функциональный дизайн зданий и благоустроенных пространств с эффективной экономикой процесса.

Не стоит пытаться "натянуть" технологию, печатая прямоугольные коробки, это "хлеб" монолитчиков. И не рекомендую идти сразу "во все тяжкие", печатая дома. Сначала лучше отточить навык и понять экономику печати бетоном на чём-то более понятном для аудитории. Например, ландшафтные решения, интерьерная мебель, также печать фасадных панелей можно рассмотреть. Или к примеру заборы, ограждения. Напомню, прямолинейные, заурядные формы выгоднее отливать. Ниже прикрепляю примеры. Парусные ограждения, подпорные стенки любой формы, габионы, мебель

Строительная 3D печать в тупике?

Строительная 3D печать в тупике?

Строительная 3D печать в тупике?

К каким выводам я пришёл:

1. Если печатать тонкими слоями изделия скульптурного качества, это позволит печатать смелые углы нависания и лучшую детализацию, что дает возможность использовать 3д печать не только для печати стен, но и впечатывать орнамент интерьера, сразу продумывать напечатанные ниши под мебель и светильники, усложнять форму стены, формируя вентилируемые фасады и ниши под железобетонный каркас и утеплитель. Таким образом, футуристическая архитектура, высокая точность и впечатанные элементы выводят аддитивное строительство на совершенно новый уровень экономической целесообразности

Строительная 3D печать в тупике?

2. Не печатать на улице, а в стабильных цеховых условиях, где настроен парк 3д принтеров, которые печатают круглый год с высокой автоматизацией. Без перерыва на сезонность, неблагоприятные погодные условия и не тратить ресурсы на переезды.

Строительная 3D печать в тупике?

Кстати, важно помнить, что бетон тяжелый. В бетонном исполнении даже небольшое в объеме изделие становится неподъемным для человека. Например, стандартная лавочка из бетона без спинки длиной 1 метр весит около 100кг, 2 метра - 200кг, а скамейка со спинкой 350-400кг.

Строительная 3D печать в тупике?

3. Если печатаем в цехе, то экономически целесообразнее печатать что-то подъемное и несложно транспортабельное, а это что-то небольшое. А если мы печатаем небольшие изделия, то зачем нам большой принтер? К тому же компактные принтеры экономят место в цехе, значит меньше расходов для бизнеса. Экструдер при этом один, что у большого принтера, что у маленького, т.е. производительность та же.

Строительная 3D печать в тупике?

Производители принтеров часто бравируют скоростью печати, но скорость ограничивается схватываемостью бетона. Чем сложнее изделие – тем ниже скорость печати. Чем выше детализация – тем ниже скорость печати. Чем быстрее принтер перемещается во время печати – тем ровнее и примитивнее надо делать изделие. Чем больше объем выдавливаемого бетона в единицу времени, тем больший периметр одного слоя он способен печатать. Это аксиомы 3д печати бетоном.

4. Следующее, что важно учесть, это скорость набора прочности бетона. После затворения водой бетонный камень не становится прочным в одночасье. Сначала он хрупкий, как печенька. Чем больше изделие размером, тем дольше надо ждать перед его перемещением. Иначе изделие может сломаться под собственным весом. Значит если вы печатаете что-то больше поддона, то блокируете зону печати под этим изделием, как минимум до первичного набора прочности бетона.

При этом кто-то после схватывания заливает заполнитель и опять ждёт. Соответственно, зона печати принтера занята, производство простаивает. Например на фото ниже, портальный принтер напечатал бетонные вазоны, которые заблокировали зону печати принтера на несколько дней. Их нельзя трогать пока бетон не наберет первичную прочность и после изделия можно будет переместить только специализированным грузоподъемным механизмом. Это дополнительный трудоемкий процесс.

Строительная 3D печать в тупике?

Потому многие производители принимают простое, но экономически нерациональное решение – увеличить зону печати принтера. 6х4м, 9х4м, 8х15м и так далее. Почему? Потому что пока занята часть зоны печати бетонными изделиями набирающими прочность, можно использовать свободную зону и так по кругу.

А в чём выгода? Если экструдер остаётся один и производительность та же. В результате портальный принтер занимает огромное пространство, за которое вам надо платить, но печатает одним соплом в единицу времени и зачастую что-то небольшое, как на примере ниже, чтобы быстрее и проще переместить изделие, освободив зону печати.

Строительная 3D печать в тупике?

Есть еще нюансы. Многие принтеры не могут сходу напечатать, например одну двухметровую колонну/вазон диаметром полметра, потому что они печатают жидким бетоном и бетон не успевает схватиться, печатая такой маленький периметр. Тогда они делят подобные изделия на части и печатают по первому слою каждой части, потом по второму и так далее. Или если надо напечатать десять невысоких вазонов, располагают их все на рабочей области и печатают все одновременно по одному слою.

А что если надо напечатать 10 изделий разной высоты и как решать проблему адгезии слоёв? Ведь если в зоне печати расположить слишком много изделий одновременно, то бетон может схватиться раньше нанесения последующего слоя и межслойная адгезия снизится, что приведет к расслоению после печати. В дополнение ко всему это высокая трудоемкость. На примере ниже один вазон печатается из 5 частей, после вручную собирается воедино. Это трудоёмкий процесс.

Строительная 3D печать в тупике?

В случае принтера с сухой подачей бетона, где смесь затворяется водой в печатающей головке непосредственно перед выдавливанием, такой вазон напечатается сходу (без склейки) часа за четыре. Вот это уже похоже на автоматизацию. Минимум ручного труда. Принтер сам замешает бетон и сам промоется в конце печати.

Строительная 3D печать в тупике?

Соответственно, не стоит пытаться печатать огромные изделия блокируя зону печати принтера, а печатать сходу в рамках одного поддона 1000х1200мм, который сразу после печати перемещается, освобождая зону печати для следующего изделия. Тогда получится поточное высокоавтоматизированное производство без вынужденных простоев и высокой трудоёмкости.

Строительная 3D печать в тупике?

Экономически эффективнее на стадии проектирования разделить на отдельные элементы, чтобы они умещались на одном поддоне, после соединить воедино на объекте, чем печатать сразу большие изделия и ждать пока бетон наберет прочность, блокируя зону печати, а после с высокой трудоемкостью перемещать громоздкие изделия.

Строительная 3D печать в тупике?

5. Важно помнить про риски растрескивания бетона. Чем больше изделие, тем выше риск растрескивания бетона. Печатая в цеховых «тепличных» условиях, можно прогнозируемо настроить необходимый климат для бетона. И конечно, в условиях цеха можно ускорить созревание бетона с помощью пропарочной камеры. Таким образом можно динамично печатать небольшие префаб и после собирать домокомплекты на стройплощадке. Рассчитывать на подобную роскошь, печатая в уличных условиях, не приходится. 

Строительная 3D печать в тупике?

В свой принтер на SCARA кинематике, я вложил все свои знания, это квинтэссенция моего многолетнего опыта. Он неспроста именно такого размера и этой производительности. Таким форм-фактором я закрываю 99% всех потребностей в цеховой печати при балансе площади, производительности и стоимости. Принтер печатает изделия по площади размером с поддон, который один раз откалиброван в цехе и я больше не трачу время на эту задачу. Изделия размером с поддон быстро схватываются и их можно переместить простой рохлей на том же поддоне, затем подставить новый и продолжить печать. Таким образом принтеру не нужна большая площадь, соответственно не нужно платить за огромный дорогой цех. При этом зона печати закрывает бОльшую часть потребностей, а для управления достаточно 1 оператора на 4 принтера. Процессы автозамешивания бетона можно увидеть здесь и встроенную в него функции автопромывки

Строительная 3D печать в тупике?

Вышеописанное это не всё, что я учитываю при наращивании автоматизации своего принтера и экономически эффективного концепта печати. Держу руку на пульсе не только российских, но и в целом мировых разработок в 3д печати бетоном. Провожу регулярный анализ рынка и мне есть что вам еще рассказать. Подписывайтесь.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

39
Комментарии к статье