Строительные решения / 3D-печать зданий теперь и в Беларуси – cерьезно и надолго!  (Прочитано 20 раз)

В Беларуси впервые начали выпускать смесь для 3D-печати зданий и сооружений! Технология для нас новая — задал вопросы производителю и получил интересные ответы.



Разбираемся в теме вместе с представителем ООО «Илмакс», руководителем сектора технического маркетинга Юлией Анатольевной Рыхленок.


Юлия Анатольевна Рыхленок, руководитель сектора технического маркетинга ООО «Илмакс»

Традиционно начнем с базы: 3D-печать в строительстве — что это в принципе за технология?

3D-печать – это процесс создания объемных деталей или объектов путем послойного добавления материала (пластика, металла, строительного раствора и др.) с помощью 3D-принтера по заданной компьютерной 3D-модели. По-другому в технической литературе этот метод называют «аддитивные технологии» (от английского слова «add» – добавлять).

Технология достаточно новая. Известно, что первый 3D-принтер, с помощью которого можно было печатать небольшие детали из пластика, сконструировал Чарльз Халл в 1983 году.



В настоящее время развиваются несколько направлений использования 3D-печати:
● изготовление сложных деталей – прототипов конечных изделий в различных областях производства,
● изготовление пресс-форм для отливки изделий,
● непосредственно печать конечных продуктов аддитивными способами.

Одновременно развивается производство самих 3D-принтеров – от недорогих моделей для бытового или офисного использования до крупногабаритных промышленных и высокоточных медицинского и научного назначения.

Существуют несколько видов строительных 3D-принтеров: на основе мостовых портальных кранов, подвесных платформ и роботизированных манипуляторов. Их технологические возможности ограничены возведением только вертикальных конструкций (стены и каркасы домов) и исключают возможность устройства плит перекрытий. Получаемая поверхность стен достаточно грубая, слоистая и часто требует дополнительной доработки с участием строителя (выравнивающая штукатурка, облицовка или обшивка панелями).

Слышал, и даже по ТВ показывали, что кто-то в Беларуси уже начинает заниматься 3D-печатью. Может, вы в курсе, кто этот первопроходец и на каком они этапе?

Действительно, несколько месяцев назад в Telegram-канале «Белорусской цементной компании» появилось сообщение о том, что на «Минском комбинате силикатных изделий» введен в действие промышленный 3D-принтер для строительства, с помощью которого можно возводить конструкции длиной до 15 м, шириной до 6 м и высотой до 4 м.

Насколько продвинулись в развитии 3D-печати из бетона в России и за рубежом? Видел ролики, где уже хвалятся, что строят здания в 3 этажа.

В основном 3D-печать сегодня используется для изготовления отдельных элементов и блоков в сборном домостроении и осуществляется в заводских условиях. По достаточно свежей информации от компании «АМТ» в Российской Федерации напечатан общественно-культурный центр рекордного размера – площадью 1600 м² и высотой 10 м. В различных обзорах можно ознакомиться с десятками пилотных проектов небольших жилых домов в 1–2 этажа, малогабаритных общественных зданий и туристических кемпингов из блокированных однокомнатных домиков.

Более масштабно развиваются эти технологии в странах дальнего зарубежья, особенно там, где не так распространены поточные методы производства строительных конструкций из железобетона, где необходимо массово возводить объекты в регионах, удаленных от базы строительства.

Что сейчас является главным сдерживающим фактором развития технологии в Беларуси? Что бы вы предложили в качестве шагов для ускорения внедрения?

Думаю, что в целом сдерживать прогресс невозможно, но значительно помогло бы распространению аддитивных методов строительства наличие нормативной базы, адаптированной к данной технологии, а также собственное производство строительных 3D-принтеров.

В начале пути подхватили идею наши ВУЗы, которые уже готовят и выпускают инженеров и технологов в области проектирования 3D-моделей, эксплуатации и обслуживания аддитивного оборудования, а также контроля качества продукции в различных отраслях промышленности.

Надеюсь, что открытие «Республиканского центра аддитивных технологий» в Минске, произошедшее в сентябре текущего года, будет способствовать ускорению процесса масштабного освоения методов 3D-печати.

В октябре у вас вышел новый продукт – состав для аддитивной печати «ilmax 3D print». Есть ли у него ключевые преимущества по сравнению с аналогичными смесями?

На данный момент компания «Илмакс» является единственным производителем состава для 3D-печати на территории Беларуси. На сухую смесь «ilmax 3D print» получено Техническое свидетельство пригодности материала для применения в строительстве Республики Беларусь.



Основной плюс продукта в том, что он выпускается непосредственно в центральном регионе Беларуси из доступного для нас сырья и поэтому имеет несомненное логистическое преимущество для отечественных компаний, занимающихся аддитивными технологиями.

Кроме того, при необходимости корректировки рабочих или технических свойств состава наши технологи имеют возможность оперативно подобрать материал с необходимыми характеристиками и сопровождать его на начальном этапе применения. Мы готовы расширять линейку смесей для 3D-печати в соответствии с требованиями рынка.

Как вы испытывали свой состав при разработке рецептуры? У вас есть тестовый 3D-принтер? С какими проблемами вы столкнулись?

Главная сложность в разработке рецептуры была в том, что ее невозможно осуществить, не имея доступного 3D-принтера. Поэтому состав, который стоял в плане еще несколько лет назад, только в этом году был принят в производство благодаря сотрудничеству с партнерами из ООО «Скай Ноулимит»: в 2024 году они обратились к нам с предложением начать совместный проект после покупки строительного 3D-принтера марки S400 производства группы компаний ООО «АМТ» (РФ).

На полигоне ООО «Скай Ноулимит» с участием специалистов и операторов компании были проведены совместные полевые тестирования в процессе адаптации нашего состава к технологическим режимам данного оборудования. Необходимые для промышленного производства испытания состава выполнены аккредитованными на территории Республики Беларусь лабораториями.



С какими основными рисками и ошибками сталкиваются строители при работе с 3D-печатью? На что важно обратить внимание при работе со смесью?

Основные трудности на первоначальном этапе пусконаладочных работ связаны с подбором режимов замешивания раствора из сухой смеси и подачи его в емкость печатающей головки принтера. Важно подобрать оптимальную консистенцию раствора, чтобы при заданных программой создания 3D-объекта параметрах печати – ширине полосы и высоте слоя – при непрерывной печати нужного количества слоев состав под собственным весом не выдавливался из предыдущих слоев, а свеженапечатанная конструкция не теряла устойчивости.

При этом консистенция должна быть удобонаносимой, пластичной при выходе из печатающей головки принтера и при печати, масса не должна уплотняться и оседать внутри шлангов при небольших технологических перерывах.

Если состав подобран неправильно либо неправильно задана дозировка воды, печать получается прерывистая, невозможно выполнить цельный элемент или, наоборот, слишком пластичный раствор оплывает под весом последующих слоев, нарушается ширина полосы и высота слоя, возможно обрушение элемента. Важны также параметры окружающего воздуха, ведь при перепадах температуры и влажности растворная смесь ведет себя по-разному.

При 3D-печати из бетона не используется арматура?

На самом деле, без арматуры в несущих строительных конструкциях не обойтись, особенно если они изгибаемые или испытывают растягивающие усилия, а чисто сжатых элементов в практике встречается не так много. Поэтому арматуру в печатаемые конструкции закладывают – горизонтальные сетки или каркасы, размещаемые между слоями раствора, либо вертикальные стержни по высоте колонн, располагаемые в печатаемых полых несъемных опалубках, которые потом заполняют, как правило, легким теплоизоляционным бетоном. В небольшие архитектурные изделия закладывают стальные петли для перемещения, транспортировки и монтажа, потому что элементы получаются достаточно тяжелыми. Смесь «ilmax 3D print» содержит микроволокна – они обеспечивают трещиностойкость при высыхании раствора.



Не получится ли, что из-за технологичности процесса стройка в итоге будет дороже классического подхода? Или использование 3D-печати оправдано другими преимуществами?

На начальном этапе внедрения 3D-печати не стоит ждать удешевления строительства – только эффект масштаба поможет снизить затраты в сравнении с традиционными методами.

Основными преимуществами этой технологии являются изготовление геометрически сложных с индивидуальной архитектурой объектов в кратчайшие сроки и значительное снижение трудозатрат, быстрое создание прототипов и запуск образцов в производство. Благодаря компьютерному моделированию и быстрой передаче данных любой проект можно быстро реализовать.
 
Также за счет предварительной разработки эффективной формы изделия снижается расход материала, какие-либо отходы производства отсутствуют. Повышается и качество готовых изделий – объекты изготавливают послойно и непрерывно без лишних соединительных узлов и элементов, и в итоге они приобретают более высокую прочность, однородность в сравнении традиционными технологиями кладки из отдельных изделий на растворе.

Процесс трехмерной печати более безопасен для рабочих, задействованных на стройплощадке. Сокращаются расходы на логистику, складские запасы уменьшаются, т.к. не нужно хранить много ресурсов.

Вы производите смесь для 3D-печати в мешках фасовкой 25 кг. С учетом объемов, необходимых для строительства дома, не будет ли такая фасовка слишком дорогой? Я к тому, что крупные бетонные конструкции льют из миксера.

Так как в настоящий период известные нам производители на территории Беларуси используют строительные 3D-принтеры, в которых замешивание смеси происходит с помощью стандартной штукатурной станции, бункер которой вмещает не более 120 кг смеси, а загрузка бункера производится вручную оператором, то фасовка по 25 кг здесь вполне оправдана. В отличие от монолитных бетонных конструкций, бетон при изготовлении которых заливается в опалубку из миксера, строительный 3D-принтер печатает чаще всего тонкостенную конструкцию, в которой материал расходуется экономично.



На каких объектах 3D-печать в строительстве будет на ваш взгляд наиболее востребована в Беларуси в ближайшие 5–10 лет?

В первую очередь, технология эффективна для создания дизайнерских и архитектурных детализированных макетов будущих объектов для проектирования и презентаций. Перспективным является строительство однотипных малогабаритных домиков в пределах одного земельного участка, подготовленного должным образом под использование аддитивной технологии. В индивидуальном строительстве могут быть востребованы малые архитектурные формы, домики для сезонного проживания, сооружения для подсобного хозяйства, технические сооружения, гаражи, уличные беседки и т.п.

Также преимущества 3D-печати в наибольшей степени могут проявиться там, где недоступны или малодоступны традиционные материалы и методы строительства: для создания уникальных изделий, сложных архитектурных форм, скульптурных или архитектурных сооружений; строительства объектов в местах, удаленных от заводов строительных конструкций и растворосмесительных узлов, например, объектов придорожного сервиса в удаленных от областных центров районах.

Видится всплеск развития производства строительных блоков, имеющих индивидуальный и сложный дизайн, которые легко могут монтироваться по месту в сборном строительстве объектов, например, отделочных панелей.

Благодаря печати сложных многокамерных стен для прокладки коммуникаций или других функциональных элементов может значительно улучшиться внутреннее оснащение зданий.

Если вдруг некая строительная компания захочет освоить 3D-печать, что вы можете посоветовать?

Мы можем посоветовать обратиться к компании «АМТ» (РФ), так как лично смогли участвовать в апробации 3D-принтера именно этого бренда, имели возможность пообщаться с техническим специалистом компании, который сопровождал оборудование в период его сборки и настройки, квалифицированно разъяснял причины первых неудачных попыток запуска и помогал их исправить, благодаря чему сотрудникам ООО «Скай Ноулимит» удалось наладить печать малых архитектурных форм и различных блоков сложной формы.

Есть ли в Беларуси нормативная документация по 3D? Чем руководствоваться тем, кто решится на бетонную печать?

К сожалению, в стране на сегодняшний день отсутствует какая-либо нормативная база по 3D-печати в строительстве. Каждая компания, которая сталкивается с этой темой, вынуждена разрабатывать базовые документы самостоятельно. Для нас это были «Технические условия на производство составов для 3D-печати». Организации, которые изготавливают строительные изделия и объекты, разрабатывают технологические карты на выполнение соответствующих работ и контроль их качества.


www.ilmax.by

Новости и статьи компании:

3D-печать зданий теперь и в Беларуси – cерьезно и надолго!	Гидроизоляция бетона, которую применяют ~7% строителей. И многое теряют!
Кладка блоков без ошибок!	Новинка: Пленкообразующие уходовые составы ilmax cemcoat.
Свежий взгляд: что нового в Клубе мастеров ilmax i’profi?	Клей, нож, АМК: замена штукатурным системам.
Надежная облицовка плиткой на улице? Миссия выполнима!	Что делать тем, кто пропустил...

Еще новости и статьи компании:
Новинка – многофункциональные герметики от «Илмакс».
В РФ требования к отделке значительно лояльнее, чем в РБ.
Правильное оформление спецификаций для ЛШСУ в холодный период.
Фибра в сухих строительных смесях. Ставим точки над i.
Теплые стены БЕЗ утеплителя!
Чтобы фасады не трещали, обязательно читаем эту статью!
«Илмакс» и Мастер на одной стороне: все о Клубе ilmax i’profi.
Показать остальные (4)

Плиточный клей! Поговорили с производителем смесей ilmax о нюансах укладки.
В «Илмакс» ответили на мои вопросы по штукатурке для газосиликатных блоков.
ilmax paromax - специальная штукатурка для газосиликатных блоков.
Интеллектуальная штукатурка – ilmax thermo (Теплая стена).