3д принтер строительный: обзор популярных моделей, достоинства и цена

Перспективы развития бизнеса по 3D-печати бетонных тонкостенных изделий

Базовые расчеты и сведения, полученные от предпринимателей, которые уже используют технологию в собственном бизнесе, позволяют оценить прибыльность использования строительного 3D принтера как бизнес идеи:

1. Стоимость большого 3D принтера для строительства жилых одноэтажных домов – начинается от 20 000$ (в зависимости от модели).
2. Скорость строительства с учетом отделки, прокладки инженерных сетей составляет 1- 3 месяца.
3. Себестоимость строительства дома площадью 100 кв. м. в среднем составляет 3 000 долларов. Себестоимость готового дома (внешняя и внутренняя отделка, инженерные сети, меблировка) – от 8 000$ до 10 000$.
4. Чистая прибыль за месяц – от 4 000$.
5. Срок окупаемости бизнеса – 12-18 месяцев.

Строительство с использованием 3D принтеров – сфера, находящаяся в начальной стадии развития. Сложно предсказать, насколько прибыльным может оказаться такой вид бизнеса. Успех во многом будет зависеть от дизайнерских способностей, величины населенного пункта, востребованности продукции в выбранной нише и т. д. Очевидно, что строительные 3D принтеры будут совершенствоваться и повсеместно внедряться, поскольку они позволяют автоматизировать и ускорить процесс строительства, а также значительно снизить себестоимость построек. Однако пока неизвестно, смогут ли когда-либо эти устройства полностью заменить ручной труд, но первый шаг тенденции уже пройден.

Строительный 3D-принтер: что это

Строительный 3D принтер — специальное оборудование, используемое для так называемого контурного строительства. Эта новая технология, которая дает возможность возводить каркасы домов без участия человека. В будущем планируется применение этой методики и для прокладки инженерных сетей, а также ряда отделочных работ. Но пока что 3D принтеры применяются только для строительства каркасов и ограждающих конструкций.

На самом деле существует несколько вариаций строительных принтеров, которые отличаются друг от друга не только методикой возведения самих стен, но и конструктивными особенностями. Несмотря на их малоизвестность среди рядовых граждан, в строительной сфере эти технологии и оборудование уже много кому знакомы и давно на слуху. Чаще всего можно встретить принтеры портальной конструкции, а также устройства на базе манипулятора. Но проще говоря, это обычный 3D принтер, только больших размеров и использующий для возведения зданий не пластик, а специальные строительные составы.

Стена дома, напечатанного на 3D принтере

С помощью такого оборудования можно возводить различные архитектурные элементы, а также малые архитектурные формы. В некоторых случаях можно полностью напечатать дом прямо на строительной площадке.

ПО для 3D-моделирования и слайсинга

Прежде чем, брызгая слюной и дергая глазом, стоять над принтером и завороженно смотреть на процесс печати, тебе будет нужно посидеть и внимательно и подробно отрисовать 3D-модель конструкции, фигуры или чего-нибудь еще в редакторе. OpenSCAD, AutoCad, FreeCad, GoogleSketchUp или Blender — все они бесплатные. Главное — это возможность экспорта в форматы для 3D-печати. Сохраняй модели в формате stl — он универсальный, и его поддерживают все слайсеры. Также многие работают с форматом obj.

Можно, конечно, поступить хитрее и поискать готовые модели на специализированных ресурсах, но ведь создавать что-то уникальное гораздо интереснее, не правда ли?

После отрисовки модели необходимо подготовить ее к созданию с помощью программы-слайсера. Это ПО для разложения модели на слои, согласно которым принтер и будет ее печатать. Некоторые производители принтеров предлагают свои слайсеры, но если в твоем их не окажется, то можешь воспользоваться Cura, Slic3r, Repetier или их аналогами.

Лучшие модели принтеров и их цена

Сегодня индустрия 3D строительства домов находится на начальном этапе, поэтому выпускают оборудование немногие компании. Самыми дешевыми принтерами, которые создают печать строений, считаются китайские, но и в России в городе Ярославле так же стали выпускать подобную технику. Если сравнивать цену и качество, то именно их считают самыми лучшими. В таблице ниже описаны самые лучшие из моделей, их цена и производительность.

Каждая из описанных выше моделей за небольшой промежуток времени смогла завоевать большое количество положительных отзывов. Все те предприниматели, которые рискнули заняться этим прибыльным бизнесом говорят о том, что уже через полтора года смогли полностью окупить затраты на приобретение принтера и выйти в хороший плюс. На начальном этапе нужно постараться и приобрести пусть даже недорогую модель, ведь самостоятельно такую технику создать не удастся, а в дальнейшем можно будет уже расширить бизнес и приобрести более усовершенствованную и масштабную технику.

Бизнес в этом направлении только начал свои первые шаги, поэтому те, кто рискнет и начнет свое дело сегодня, возможно уже через год-два станет не только успешным бизнесменом, но и человеком, который осуществляет мечты. Дом, возведенный при помощи 3D печати, ничем не отличается от других строений. Он прочный и красивый, к тому же, чтобы его создать, не потребуется много средств и сил.

Сохраните статью в 2 клика:

3D дом своей мечты – это не миф, а реальность, которая поможет создать мечту такой, какой каждый ее видит, а не такой, какой могут предложить архитекторы.

Сколько стоит строительство домов с применением 3д-принтера

Указать стоимость строительства здания с использованием 3д-принтера невозможно, поскольку он позволяет строить здания любой конфигурации, создавать архитектурные элементы почти любой сложности, возводить стены любой толщины.

Аналогичное строение из кирпича обойдется как минимум в два раза дороже. Продать напечатанный дом с полной отделкой можно за 16-25 тыс. долларов.

Столь низкую стоимость строительства обеспечивают невысокие цены на материалы и предельно точное их дозирование, а также высокое качество строительства: печать не дает каких-либо отклонений по углам, и впоследствии не приходится ничего «дорабатывать» – все стены, проемы для дверей и окон практически идеально ровные, щелей также нет – стена получается монолитной.

Собирать самому или покупать готовый?

На страницах iPhones.ru появлялась история о самостоятельной сборке принтера. К сожалению, настройке и отладке оборудования уделялось совсем немного.

Тем не менее и в том случае принтер не печатал идеально прямо из коробки, точнее, сразу после сборки. Тоже самое ждёт большинство готовых комплектов, приобретаемых в виде конструктора.

Что ж, каждый раз такая история. Мой первый Tronxy X3 был собран за несколько дней, после чего потребовал 2 недели на доводку. И ещё месяц на мелкие ремонты, замены комплектующих и повторную отладку.

Впечатление было испорчено: кривые фигурки и детали раз за разом отбивали желание работать. Пришлось менять силовые элементы, направляющие и докупать дополнительные датчики.

Детали наборов «сделай сам» проходят минимальный контроль. Поэтому, покупая принтер в виде набора деталей, можно столкнуться с низким качеством отдельных элементов или отсутствием чего-либо.

Если покупать и собирать по частям, итог будет чуть лучше — можно будет проверить каждый элемент. Но выйдет значительно дольше, а иногда и дороже.

Примеры домов, построенных с применением 3D-печати

Ещё раз, давайте полюбуемся на причудливые строения, созданные искусственным интеллектом. Вполне вероятно, что подобные строения прочно войдут в нашу жизнь. А также посмотрим, как работают самые трудолюбивые каменщики в мире.

1 из 8

А если у вас идеи, как можно использовать 3D-печать в строительстве, расскажите об этом другим читателям нашего онлайн журнала Homius.ru.

Watch this video on YouTube

Предыдущая Новинки рынкаИзысканно и шикарно: как использовать обожженное дерево в интерьере
Следующая Новинки рынкаКрепче стали: почему выгодно использовать стеклопластиковую арматуру вместо традиционной

Как строить дома с использованием 3д-принтера

Вопреки распространенному мнению появившиеся недавно строительные 3д-принтеры печатают дома и строительные конструкции не из пластика или силикона, как его обычные «братья», а из бетона.

Как правило, для такой печати применяются стандартные составы, в основе которых лежит цемент марки 500. Такие составы недороги, и их компоненты свободно можно приобрести в любом городе мира.

Принтер позволяет быстро «напечатать» все стены и прочие конструкции, например, лестницы, но кровлю нужно делать традиционными методами – принтеров, способных напечатать качественную крышу, пока что не существует.

Само собой, после завершения строительства потребуется внешняя и внутренняя отделка, прокладка коммуникаций, монтаж окон и дверей.

Как происходит процесс печати

Когда принималось решение об использовании 3D принтера в строительстве, то одним из главных вопросов стал выбор строительного материала. При выходе из принтера он должен был хорошо держать форму и достаточно быстро застывать. В итоге на основе специальных добавок был создан особый бетон, который быстро застывает и имеет подходящую для оборудования консистенцию.

Печать дома на 3D принтере

Этот бетон выдавливается из экструдера принтера по определенному контуру послойно, один слой за другим. Нижние слои под весом верхних уплотняются, что в дальнейшем дает им возможность выдерживать большие нагрузки. Таким образом и формируется вертикальная конструкция. Чтобы она была максимально прочной, выполняется и ее армирование, которое бывает и горизонтальным, и вертикальным. Монтаж армирующих элементов производится между слоями бетона. Контур же дома, по которому «работает» 3D принтер, задается в компьютерной модели будущего строения.

Так возводится стена дома 3D принтером

Собрал принтер за полчаса. Как это было

Сборка и настройка JGMaker Magic проста до безобразия. Все операции по замерам, которые сопутствуют обычным китайским принтерам, исключены.

Ремни заранее зафиксированы на нужно длине, профиль аккуратно отрезан и предлагает единственный способ сборки без возможности регулировки, жгуты и клеммы подписаны. Нужно только собрать.

Сборка занимает этапов:

1. Распаковка и освобождение деталей от транспортировочной плёнки.

2. Установка первой каретки на профиль оси X.

3. Монтаж печатной головки на ось X.

4. Завершение сборки оси Х установкой второй каретки и приводного ремня.

5. Монтаж двигателя оси Y.

6. Установка второго вертикального профиля.

7. Соединение осей X и У.

8. Установка шпилек — ходовых винтов (требует контроль угла установки).

9. Фиксация верхней планки и завершение механических работ.

10. Подключение проводов по маркировке согласно инструкции.

11. Интеграция трубки подачи пластикового прутка в печатную головку.

12. Вставляем комплектную флеш-карту в принтер.

13. Включаем в сеть 220В.

Готово, можно печатать. В зависимости от навыков, процесс занимает 15-30 минут и требует только инструментов из комплекта принтера.

Apis Cor, Америка

В прошедшем году реализован проект в Подмосковье — городе Ступино, над которыми работало шесть компаний России и штатовский стартап Apis Cor. Основал ее Никита Чен-Юн-Тай – уроженец России и разработчик данного оборудования.

Чтобы напечатать внутренние перегородки, несущие стены и ограждения, потребовались сутки. Извлекали принтер, используя кран -манипулятор. Слои наращивали, применив аддитивную технологию. В практике России этот дом впервые не собирали из напечатанных деталей, а создавали как целостную конструкцию.

Видео:

Видео: 3Д принтер строительный

Дом по форме достаточно сложный. Выбрали его таковым, чтобы можно было показать возможности инновационного устройства. К этому добавим, что строили его в наиболее холодные месяцы, когда температура опускалась ниже 30 градусов, хотя использовать смесь бетона допускается при нижнем пределе +5 по Цельсию.

Принтер, который помог реализовать проект, по конструкции напоминает небольшой башенный кран, имеющий возможность внутренней и внешней печати здания.

Обошлось отпечатанное здание «под ключ» в 593568 рублей, т.е. стоимость одного метра квадратного составила 16 тысяч рублей. И это при том, что форма сооружения сложная. При простой, например, прямоугольной конфигурации, цена могла бы быть тринадцать тысяч рублей.

Преимущества конструкции:

• Подача и смешивание автоматические;
• Быстрая настройка – до 30 минут. Не требуется готовить площадку. Мусор после приготовления на строительной площадке не остается, поскольку производство является безотходным;
• Широкий выбор конфигурации стен и их толщины
• Прослойка воздуха, образующаяся в камерах стен, позволяет лучше сохранять тепло;
• Погода не оказывает влияния на постройки благодаря специальным материалам, добавляемым в смесь;
• Ниже намного стоимость в сравнении с бетонными аналогами, изготавливаемыми по классической технологи;
• Возможность уплотнения желаемым материалом.

Технические параметры:

• свое обеспечение программное;
• обслуживается 2 работниками;
• площадь — 132 м2;
• используемый материал –геополимер или фибробетон;
• размеры – 4х1,6х1,5 метра;
• все принтера- 2000 кг;
• энергопотребление-8кВт/ч;
• высота, на которую происходит подъем, — 3100 мм;
• суточная производительность в м2 – 100;
• скорость рабочая и холостого хода в минуту– до 10 и 20 мм;
• позиционирование и повтор – соответственно ±0,5 мм и 0,1-0,2мм;
• по всем осям (X, Y, Z) — сервопривод;
• по Х и Y направляющие – профильные прецизионные;
• точность по Z – 0,1-0,2 мм;
• стабилизация горизонтальная автоматическая – инклинометр высокой точности 0.0001 градус;
• выключатели – бесконтактные по всем осям;
• пространственное расположение головки печатающей отслеживается дальномером лазерным и гироскопом;
• пространственная стабилизация – регулятор ПИД.

Реальные примеры

3D строительство домов — технология хоть и новая, но уже «обросла» массой конкретных примеров. Например, в Ярославле есть дом, в который заселилась обычная семья. И здание это было построено как раз с помощью 3D оборудования. Это первый дом в СНГ и Европе, возведенный таким способом. Строили его в 2015 году — принтер создал части коробки, которые были смонтированы всего за месяц на уже подготовленном фундаменте. И это — в декабре месяце. В 2017 году закончились работы по строительству кровли. Этот дом — не желание показать возможности 3D строительства, а самое настоящее жилое здание.

3D дом в Ярославле

Ранее в 2014 году в Китае были также представлены 10 домов, созданных на 3D принтере. Они расположены в промышленном парке провинции Цзянсу. Стоимость каждого строения — больше 3000  фунтов стерлингов. Это было начало технологии развития 3D строительства. Затем компания, построившая дома, усовершенствовала методику и создала более высокие здания.

3Dдом в Китае

В том же году в США сделали отпечаток замка. Его изготовили за 2 месяца. Замок невелик, но смотрится очень красиво. Размеры его основной части — 3Х5Х3,5 м. А башенки печатались отдельно.

Мини-замок в США, созданный на 3D принтере

В 2015 году в Филиппинах построили целые апартаменты при помощи новой технологии. Размеры — 10,5Х12,5Х3 м. Для создания этого строения использовали вулканический пепел и песок.

Дом из песка и вулканического пепла в Филиппинах

А во Франции в 2018 году создали целый пятикомнатный дом, площадь которого составляет 95 квадратов. Строил его манипулятор с экструдером для монтажной пены. Ее и использовали как основу. После нескольких слоев пены строители заливали созданную часть бетоном и так делали, пока не построили весь дом.

3D дом во Франции

Технология 3D строительства удобна и практична, все работы выполняются машинами и компьютерами. Пока неизвестно, к чему все это приведет, но сама по себе методика достаточно интересна. Возможно, в будущем благодаря ей мы будем строить здания намного быстрее.

Современные технологии и производители принтеров для 3D печати домов

Технология Contour Crafting была изобретена иранцем Б. Хошневисом. В настоящее время этот ученый продолжает свои разработки под патронажем ВМС США и NASA. Большая часть его трудов пока засекречена, но основной принцип известен – он заключается в нанесении смеси с помощью экструдера. Ученый работает над задачей полностью автоматизировать процесс, включая установку арматуры.

Раз этим проектом заинтересовались в NASA, не исключено, что подобные объекты в будущем вырастут на луне и на марсе

Итальянец Энрико Дини пошёл в своих разработках другим путём: он предлагает использовать не один экструдер, а комплект из сотен сопел, который крепится к подвижному манипулятору. Работа машины напоминает струйный принтер, он напыляет смесь песка и оксидов металлов с хлоридом магния. Технология получила название D –Shape.

Скорость работы устройства намного выше аналогов, но требуется время для застывания всей конструкции

Отечественный конструктор Андрей Руденко отвез своё детище, строительный принтер «СтройБот», в США

После нескольких неудачных попыток привлечь внимание к своей работе, он наконец нашел отличный способ прорекламировать свой продукт – построил часть гостиницы для филлипинского предпринимателя. В качестве рабочей смеси он использовал геополимерный бетон

Реальный опыт производства и продаж в этой области у екатеринбургской компании «Спецавиа». Сегодня этот отечественный производитель предлагает 7 вариантов строительных принтеров разного размера и назначения.

Образец работы устройства стоит на территории самого «Спецавиа» – это копия замка Винтерфелл из Игры Престолов. В этом здании размещена охрана предприятия

Конкурент «Спецавиа» – иркутский концерн Apis Cor. Он отказался от идеи использовать портальную конструкцию и сделал упор на телескопические манипуляторы, которые свободно передвигаются на поворотной платформе. Установка очень мобильна и может перевозиться в обычном грузовике. Её уже активно используют для строительства домов на 3D принтере в России.

Самый известный производитель строительных машин – китайская компания WinSun. Хошневис обвинил китайцев в краже его технологии. Даже если это так, WinSun, в отличие от иранского ученого, уже принесло эту технологии в массы. Они заключили договоры по постройке жилья в разрушенных войной областях Ирака.

На сегодняшний день компания WinSun строит здания по новой технологии по всему миру

Технология строительства дома с помощью Зд-принтера

Использовать 3д-принтер для строительства домов пытались одновременно учёные из Великобритании, США и Китая. Основной проблемой, которая мешала печатать жилые конструкции, было отсутствие подходящего материала. Для 3d-печати вещей обычно используется пластик. Однако для строительства зданий он не подходит — это не морозостойкий и не звукопоглощающий материал.

Несколько лет назад учёные из этих стран разработали особый цементный состав. Он позволяет получать изделия любых форм: прямые, изогнутые, рельефные, выпуклые, кубические. Такой цемент сделал возможной печать деталей для настоящих домов. Сейчас в качестве материала для печати используются смеси цемента с измельчённым строительным мусором, стекловолокном, целлюлозой и полимерной фиброй.

Строительная 3d-печать состоит из следующих этапов:

1. Разработка 3d-модели будущего здания в компьютерной программе.
2. Разделение модели на слои в поперечном сечении.
3. Печать моделей на специальном принтере. Аппарат послойно наносит цементный состав, формируя объёмную деталь.
4. Застывание напечатанных деталей.

После застывания модули готовы к использованию. Здания из напечатанных частей собирают на месте строительства про принципу конструктора. Современные принтеры позволяют изготавливать любые части домов (коробки, несущие конструкции, арки, цилиндры) с заранее предусмотренными технологическими отверстиями. Это значительно упрощает сборку конструкций.

3d-принтеры послойно наносят цементный состав, в итоге получая готовый строительный модуль

Впрочем, на этом развитие технологий не останавливается. В ближайшее время в продаже появятся принтеры, позволяющие печатать не отдельные детали, а здания целиком, включая проводку и даже сантехнику. 3D-печать в сфере строительства находится на самом начальном этапе развития и ближайшее время удивит мир новыми возможностями.

Преимущества и недостатки такого строительства

Отрасль печати жилых домов очень новая и инновационная. Любой производитель является исследователем и первооткрывателем. По этой причине может быть непонятно, какие плюсы и минусы есть у отрасли. Среди преимуществ 3d-печати домов можно назвать:

1. Высокую скорость строительства.
2. Напечатанные детали прочные, морозоустойчивые, хорошо переносят воздействие влаги. Фактические они не уступают деталям из стандартных строительных материалов.
3. Принтер работает в течение 24 часов, при этом не требует контроля во время печати (только на стадии запуска).
4. Современные принтеры производят не только коробки зданий и несущие конструкции, но даже перегородки, лестницы, скамейки, беседки, башни.
5. При разработке 3d-модели на компьютере детали строения многократно оптимизируются.
6. Сборка дома из готовых модулей значительно проще традиционного строительства.
7. Существенная экономия средств и трудозатрат. Средняя стоимость напечатанного дома находится на уровне 20 000 долларов (1 300 000 рублей), что примерно в 2 раза меньше кирпичного аналога.

Недостатки:

1. Высокая стоимость оборудования. Эта слабая сторона компенсируется быстрой работой оборудования и быстрой окупаемостью.
2. Невозможность напечатать кровлю. Крыши у напечатанных домов в настоящее время выполняются из традиционных кровельных материалов.
3. Недостаточная распространённость на российском рынке. Компании, работающие в сфере 3d-печати зданий, являются первопроходцами. Свою работу они строят методом проб и ошибок. Хотя в целом положительный опыт доминирует над отрицательным.

Таким образом, преимуществ у нового способа строительства значительно больше, чем недостатков. А с учётом активного развития этой отрасли, можно с уверенностью сказать, что большинство минусов уже в ближайшее время будут ликвидированы.

В России уже есть дома, построенные с помощью 3d-принтера — в Ярославской и Московской областях

Что предпочесть и с чего начать?

JG Maker Magic подойдёт для печати большинством популярных материалов, доступных в прутке, исключая деревосодержащие и поликомпонентные.

Также возможно доработка устройства автоматическим датчиком уровня для калибровки печатной головки относительно стола. Не лишним будет установка второй оси для перемещения стола.

Впрочем, всё это может потребоваться нескоро: принтер готов к работе даже с заводскими настройками, поменяв их уже после того, как на практике будут освоены основные понятия процесса.

Среди альтернатив стоит отметить уже упомянутый Tronxy XY-2 Pro с цветным экраном управления, бОльшей областью печати и наличием индукционного датчика калибровки.

Взамен придётся пожертвовать точностью (0.05 мм у Magic против 0.1 мм Tronxy). Tronxy собирается дольше, поскольку вся рама идёт в разборе. Теоретически, это может привести к проблемам при печати. Прошлый опыт с аналогичным устройством говорит сам за себя.

Субъективно, базовая прошивка Magic поинтереснее, как и стабильность печати.

Тем не менее, для старта в 3D-печати подойдёт любой быстрособираемый принтер на металлической раме и более-менее стандартными «мозгами».

Желательно если у него будет подвижный стол с автоподогревом, датчик смены филамента и концевой выключатель для определения уровня.

Так что стоимость входа в новую профессию оказывается куда ниже, чем может показаться. А между тем, за ней будущее: конструктивно ЧПУ-станки и профессиональные устройства для 3D-печати отличаются незначительно.

P.S. Среди наших читателей есть те, кто использует 3D-печать на работе или в виде хобби?

iPhones.ru

То, что надо начинающему.