3D-печать бетона Shell Wall (3DCP) — это инновационная технология, которая позволяет возводить высокоэффективные бетонные конструкции за меньшее время и с использованием гораздо меньшего количества материалов, чем традиционные методы строительства. Это процесс, в котором машина с помощью роботизированных манипуляторов, управляемых компьютером, непрерывно укладывает слои материала для создания трехмерных форм. Благодаря этой технологии даже такие сложные конструкции, как мосты, колонны и балки, могут быть построены за относительно короткое время.
Принцип работы Shell Wall
Процесс печати начинается с ввода проектных спецификаций в программное обеспечение, которое затем генерирует кодовые инструкции для каждой роботизированной руки, участвующей в производстве, чтобы они знали, какое именно движение они должны сделать в следующий момент.
Это приводит к высокоточным результатам в любое время благодаря архитектуре замкнутой системы, обеспечивающей последовательность на протяжении всего производства, даже если изменения были внесены в середине процесса сборки из-за отсутствия или необходимости ремонта предыдущих секций, что доказывает адаптивность этого метода, позволяющую вам полностью контролировать ход реализации вашего проекта даже после начала выполнения.
После завершения работ все детали переходят на стадию последующей обработки, где при необходимости может быть выполнена любая необходимая работа по настройке перед этапом поставки, состоящим в основном из нанесения финишных покрытий, позволяющих получить эстетически привлекательную отделку внешнего слоя и одновременно обеспечивающих защиту от атмосферных воздействий, что дает вам двойную выгоду от одной работы.
Где технология 3D-печати бетоном уже используется в строительстве?
Технология 3DCP уже используется в ряде различных строительных проектов по всему миру. Жилые здания — одна из областей, где она применяется с большим успехом. Например, в 2019 году в Дубае с помощью этого метода был построен двухэтажный дом. Кроме того, коммерческие сооружения, такие как торговые центры, также выиграли от использования 3DCP благодаря его способности быстро создавать масштабные проекты с меньшими затратами, чем требуют традиционные методы.
Возможности применения технологии 3DCP в инфраструктурных проектах также интересны и многообещающи. Например, в 2018 году в Китае с помощью этого метода был построен мост длиной более 30 м, выдерживающий нагрузку до 5 тонн на ось — впечатляющий результат, учитывая короткие сроки строительства. Оно заняло всего три дня при участии 45 рабочих.
В Европе также есть множество примеров, включая трассу «Автодром» площадью 1000 м2 на гоночной трассе Нюрбургринг, которая была построена с использованием всего 160 мешков цемента и 7 тонн стальной арматуры для армирования — и все это в течение 48 часов.
Вызовы и перспективы развития технологии Shell Wall
Несмотря на эти успехи, остаются некоторые ограничения, которые сдерживают более широкое внедрение технологии Shell Wall для использования в крупномасштабных проектах.
- Затраты, связанные с приобретением специализированного оборудования, необходимого для производства, а также наймом персонала, достаточно компетентного для его правильной эксплуатации.
- Несмотря на высокую точность при правильном контроле, другие факторы, такие как колебания температуры или неожиданные движения во время печати, могут негативно повлиять на результаты, что может привести к потенциальному риску для безопасности или задержке проекта.
- Несмотря на то, что выбор материалов расширяется, необходимо провести дополнительные исследования, чтобы найти решения, обеспечивающие большую прочность и долговечность при минимальном воздействии на окружающую среду, чтобы они стали подходящими не только для функциональных, но и для эстетических применений.
Перспективы развития и совершенствования включают новые подходы, такие как:
- алгоритмы машинного обучения, которые обеспечивают более высокий уровень контроля над производственными процессами, делая их более надежными;
- дальнейшие исследования материалов, чтобы они лучше подходили для применения в конструкциях;
- плюс повышение автоматизации, чтобы уменьшить количество требуемого персонала, что значительно снижает затраты на рабочую силу без ущерба для качества и стандартов безопасности, повышает общую эффективность и результативность при развертывании 3DP-систем на месте.
Помимо 3D-печати бетоном, широкое применение находит биметаллическая 3D-печать.
Технология Shell Wall открывает захватывающие возможности не только для быстрого строительства, но и для экономии средств за счет снижения потребности в рабочей силе и повышения точности по сравнению с традиционными методами в масштабе. Несмотря на трудности, с которыми сталкиваются разработчики, дальнейшие усовершенствования и инновации приведут к более широкому внедрению технологии в течение следующих нескольких лет, а это значит, что еще более амбициозные проекты смогут реализовываться быстрее, чем когда-либо прежде, при сохранении высочайших стандартов, возможных с учетом существующих ограничений, описанных выше,— поистине замечательное явление.
