Практика 3D печати домов на фундаменте

На днях вышло видео, где пользователь полевых строительных 3д принтеров разных производителей, который напечатал несколько домов, откровенно делится своим опытом. Мне оно показалось полезным. Сам пользователь на видео говорит, что никто из производителей и пользователей уличных 3д принтеров не показывает то, что показал и рассказал он. Спасибо ему за правду. Фото прикрепленные к статье взял с этого видеоролика.

Людям, которые не печатали на улице и не погружены в 3д печать бетоном так, как я (5 лет за плечами), сложно осознать все нюансы о которых там говорится, потому я решил помочь разобраться. Это будет мое мнение о показанном в этом видеоролике, а не прямой пересказ того, о чем там говорится. Посмотрев ролик вы можете сформировать свое мнение.

Перед тем, как начать разбор, важно понимать портрет пользователя в этом видеоролике. Вкратце, это крупный успешный бизнесмен с широким кругом знакомств, в том числе таких же богатых людей. Он может позволить себе не ориентироваться на прибыль завтра, год за годом спонсировать этот проект и экспериментировать. В надежде, что спустя время этот бизнес окупит вложения, выйдет на самоокупаемость и станет прибыльным. Я благодарен таким людям за вклад в развитие отрасли строительной 3д печати.

Тех, кто не способен годами спонсировать это направление, а видит бизнес по строительной 3д печати, как свой основной доход, хочу вам рассказать больше информации, чтоб вы не покупали “кота в мешке”.

Осознать масштаб глубины процесса уличной 3д печати полевым принтером можно только пройдя через это на практике. При этом всех тонкостей технологии не понять на первом объекте, перед этим потребуется напечатать несколько домов, о чём и говорит пользователь.

Рассказали, что сложность демонтажа, транспортировки, монтажа, калибровки и организации быта операторов настолько велика, что собственник навскидку оценивает стоимость выезда принтера на сторонний объект в 1 - 1,5 млн.рублей. При этом добавляет, что из-за одного здания вообще нет смысла перемещать принтер. Поверьте это не от жадности. В видео сказано, что монтаж принтера идет день - два, но может и неделю идти… Причиной является сложность всего комплекса работ сопряженных с рисками повреждения оборудования и прочими непредсказуемыми затратами. Нет методики. Есть только опыт, который, как известно, сын ошибок трудных. Яркий пример горького опыта в истории дерева на участке строительства. Выбирая локацию и расположение здания хозяин представлял как смотрит из окна напечатанного дома и видит красивое дерево. Но во время монтажа принтера оператор понял, что его крона мешает горизонтальной балке перемещающийся в пространстве и спилил крупные ветви, которые были направлены в сторону здания. Теперь глядя из окна дома в глаза бросаются сучки. Предусматривать на объекте нужно многое. Интересно. Как вы бы поступили на месте оператора?

Также говорится, что нет смысла печатать прямые стены. Их быстрее и дешевле собрать из газоблока. Как они и поступили с внутренними перегородками на своем объекте. Так поступают многие печатники, когда понимают как долго и дорого проходит печать. Если уж взяли принтер и объявили о печати, то напечатаем только внешние стены, а перегородки соберем традиционным способом. Ведь кажется логичным, что если принтер стоит и все организовано для печати стен на фундаменте, то почему бы не напечатать все стены? Потому что на практике приходит осознание насколько много нюансов надо учесть при печати на улице.

А что если печатаем строительным принтером необычную архитектуру? Тут свои нюансы. Обрушение во время печати сложных объектов с нависаниями - не редкость, даже если стараться и подкладывать вручную опоры.

Для защиты от обрушений можно печатать зигзагом заполнение, как делают это за рубежом, но в нашей климатической зоне такое заполнение будет мостиком холода.

Трещины - это самая большая проблема уличной печати. Опыт пользователя показал, что фибра практически не дает защиты от растрескивания. И в битве за целостность стены интервьюируемый поделился арсеналом оружия для борьбы с трещинами. Расширяющиеся добавки для компенсации усадки, уникальная система интеграции базальтового ровинга в экструдат, ручная укладка арматуры, устройство деформационных швов...

Бетон усаживается в процессе набора прочности. Этот процесс зависит от многих факторов, включая интенсивность и равномерность нагрева напечатанных изделий, влажность воздуха и т.д. и т.п. Предусмотреть всё не получается. Бетон усаживается, возникают внутренние напряжения и в слабом месте он рвётся. Чем больше длина прямолинейной печати, тем больше внутренних напряжений и больше вероятность появления трещин.

Пользователь в ролике говорит, что трещина не влияет на прочность стены. Я согласен с этим, но как отреагирует заказчик? Его устроит объяснение, что это всего лишь несъемная опалубка и не несет нагрузки и трещины в опалубке не влияют на прочность стены? Возможно. Но если нет, то придется сносить десятки тонн напечатанной опалубки, которая весит десятки тонн. Затем грузить ее и платить за утилизацию. После чего печатать заново с надеждой на то, что подобное не повторится.

Кстати, пользователь печатает не только на улице, но и в цехе.

Здесь герой рассказывает о своем опыте печати больших (4 тонны штука) префаб изделий. Согласен с ним. Печатать большие изделия в цехе так себе затея. Сначала долго печатаешь из-за большой массы фигуры. Затем ждешь несколько дней пока изделие наберет прочность достаточную для перемещения, блокируя зону печати принтера, .т.к. на ранних стадиях созревания бетон хрупкий и может сломаться от собственного веса. Потом испытываешь сложности с перемещением и монтажом таких громоздких изделий. Потому мой концепт экономически оправданной печати включает в себя не только печать в цехе, но и печать изделий размером с поддон. Почему? Рассказываю в этой статье

Вернемся к уличной 3д печати

Важно отметить, что теоретическое время печати 200 часов, но из-за погодных условий или сломался принтер, в реальности вся работа растягивается. Иногда на 10 сантиметров дом вырастет за день, иногда на 80 сантиметров. При этом после печати заполнение можно делать не раньше. чем через неделю снова по причине долгого набора прочности.

Пользователь рассказал, что зимой они не печатают. Сезон строительной печати с мая по середину сентября. Зимой надо придумать работу операторам, иначе придется каждый год обучать новых специалистов, которые будут наступать на те же грабли.

Как тонко подметил Дмитрий Анатольевич: “Для работы на принтере нужна интуиция и опыт.” И подробнее рассказал о своем опыте работы с принтером с жидкой подачей. Это когда смесь затворяется водой в отдельном устройстве и бетонное тесто в жидком виде подается по шлангу в экструдер. Шланг на принтере от 30 до 50 метров. На стартовый замес для заполнения длинного шланга и стабилизации консистенции нужно 8-10 мешков по 25 килограмм. Когда печатаешь под палящим солнцем, шланг нагревается и регулярно меняется консистенция бетона в нем. Если регулярно не промывать шланг, то может и вовсе затвердеть. Тогда шланг в утиль. Если консистенция бетонного теста меняется в смесителе, значит любое изменение в консистенции в экструдере мы увидим через 30 метров экструзии. В связи с этим порой проще слить негодную смесь и продолжить печать. Еще по инструкции принтер надо промывать каждые три часа. Когда промывается шланг, то 30 метров бетона в шланге надо куда-то девать. Вот так образуется много отходов.

После этой информации можно подумать, что вся проблема в жидкой подаче и стоит приладить к уличному принтеру сухую подачу, мы получим прорыв в технологии.

Но в видео говорится, что сухая подача на улице уже год работает на объекте, но до сих пор нет стабильной печати и нужен еще год доводки. Это связано со сложностью оборудования. Пневмоподача сухой смеси в экструдер это отдельный комплекс оборудования. Стабилизация подачи воды в проточный бетоносмеситель-экструдер второй комплекс. Сам проточный бетоносмеситель-экструдер отдельное устройство со своими сложностями и ограничениями. А когда мы пытаемся организовать синхронную работу трех сложных систем, то получаем усложнение в кубе…

Следующие пару фото это яркий пример к теме калибровки принтера после монтажа. Перепад высот на фундаментной плите обычно 50-100 миллиметров. Редко встречается фундамент с перепадом высот в разных углах менее 50 мм. Принтер при монтаже устанавливается строго горизонтально. В зависимости от скрупулезности оператора точность может достигать 1 мм на 12 метров. Для выравнивания печати по “кривому” фундаменту первый слой печатается с переэкструзией. В самой высокой точке фундамента принтер печатает нормальный слой, а в самой нижней неистово льет бетон для компенсации высоты. Иногда одним слоем перепад высот не выровнить и приходится делать несколько выравнивающих слоев.

В сумме культура труда во время печати на улице хромает. В каком состоянии ноутбук, клавиатура... понятно, что к приезду съемочной группы операторов одели в праздничную униформу. Грязные руки от постоянной проверки густоты экструдата, оператор на стремянке, тянущий клавиатуру к небу потому, что связь клавиатуры с ноутбуком плохая. Я не так представлял себе 3д печать зданий на улице… 

Сейчас сложился скрипт у производителей принтеров, в котором они говорят часть правды, но за годы этот скрипт так сильно мутировал, что стал больше походить на введение в заблуждение. Я хочу, чтоб покупатели принтеров знали на что идут приобретая оборудование.

Как говорится, отвергаешь - предлагай! Я за максимальную автоматизацию 3д печати, высокую культуру цехового производства и конечно за экономическую целесообразность 3д печати бетоном. И это именно то направление, в котором я двигаюсь, достигаю успехов и предлагаю пользователям.

Итак, это моя третья статья, но мы еще многое не обсудили. Буду продолжать знакомить вас со всеми тонкостями печати бетоном.

P.S. Дописал статью, после чего увидел интервью этого же пользователя, где он в дополнение рассказывает про сроки монтажа и затраты на перемещение принтера на соседний участок для печати следующего здания. Если интересно посмотрите видео, с 30 минуты о перемещении полевого портального принтера.