Строительные принтеры -- Каталог роботов для строительства

Строительными принтерами называют 3D-принтеры для аддидивного формирования строений - зданий и сооружений. В процессе строительства подвижное сопло последовательно наносит слои быстро твердеющего вещества, печатая сооружение. Состав смеси может быть самым различным - традиционные цементные растворы, бетон, полимеры и смеси на основе вторсырья, например, строительные отходы. Печать домов на 3D-принтерах может кардинально изменить строительную отрасль - снизить цены и ускорить сооружение жилья при обеспечении хорошей сейсмоустойчивости. Особенно это касается малоэтажного и индивидуального строительства.

Россия 

Иннополис (Центр компетенций НТИ по направлению "Технологии компонентов робототехники и мехатроники")

фото: innopolis.university

2020.06.11 В Иннополисе создают робота, который сможет напечатать двухэтажный дом. Этим занимаются в Центре компетенций НТИ по направлению Технологии компонентов робототехники и мехатроники на базе университета Иннополис. #Александр Малолетов По оценкам разработчиков, двухэтажный дом площадью 15х15 м тросовый робот возведет за неделю, при этом его не требуется каждый раз настраивать под размеры строения, нужно будет только поставить башни с лебедками и тросами, подать строительную смесь в специальную емкость, задать параметры и запустить процесс 3D печати. Ограничение масштабируемости - высота башен. Сейчас сотрудники Иннополиса проводят испытания смеси Уфимской гипсовой компании, которая специализируется на материалах для строительства с помощью 3D-печати. Разработка идет с осени 2019 года, завершить ее планируется до 2022 года. /  innopolis.university  

 

Спецавиа (ГК АМТ-Спецавиа), Ярославль, Россия

АМТ - линейка строительных 3D принтеров для цехового производства, печати одноэтажных зданий и печати зданий от 2 этажей и выше. 

Контакты. https://specavia.pro/catalog/stroitelnye-3d-printery/ 

Вебинар: https://www.youtube.com/watch?v=0l_47o_oKMs&t=1220s 

Китай 

Yingchuang Building Technique Co. Ltd. Китай

WinSun, Yingchuang Building Technique Co. Ltd. Китай

Китайский строительный 3D-принтер WinSun - это солидное сооружение - 150 метров длиной, 10 метров шириной и более 6 метров высотой. WinSun способен всего за несколько часов напечатать здание высотой до 6 метров. Для печати зданий принтер WinSun использует смесь из строительных отходов, включающих стекло, сталь и цемент.

 

Первые десять домов компания «напечатала» в 2014 году. Каждый из них стоил немногим более £3000 (270 тыс. рублей). Постепенно технология была усовершенствована, и компания изготовила для выставки в промышленном парке в китайской провинции Цзянсу несколько разнотипных зданий, самое высокое из которых насчитывало пять этажей. Цена этих домов, начиналась от £100.000 (от 7 млн руб). Во время и после выставки компания получила несколько сотен заказов, в том числе от правительства Египта.

Возведение зданий с помощью WinSun обходится примерно на 50% дешевле, чем при использовании классических методов строительства, экономия материала достигает 60%, экономия трудозатрат - 80%! 

5-этажный дом, напечатанный принтером WinSun в Шанхае.  

Заказы на аренду принтеров WinSun сейчас поступают из самых разных стран - только Саудовская Аравия возьмет в лизинг 100 принтеров с планами напечатать 1.5 млн домов. Есть договоренности и с Объединенными Арабскими Эмиратами. В 2016 году здесь было сооружено строение из элементов, напечатанных в Китае на принтере WinSun

Площадь строения - 240 кв.м. 

 

Нидерланды

ABB, Нидерланды

В Амстердаме роботы в 2017 году возведут (“распечатают”) пешеходный мост через один из каналов. Шестиосевые робо-руки ABB начнут движение на одном берегу и построят металлический мост практически автономно, двигаться они при этом будут по уже построенной части конструкции.  Проектом занимается компания MX3D, которая получила необходимые разрешения. В проекте участвует компания Autodesk и строительная фирма Heijmans. Роботы способны использовать при сооружении моста несколько видов металла, пластмассы и комбинации этих материалов.

ProTo R 3Dp и RC 3Dp, CybeConstruction, Нидерланды

В Нидерландах разработан 3D-принтер-манипулятор для строительства ProTo R 3Dp.

Он умеет строить различные конструкции произвольной формы из специального бетона. Разработчики -  компания CyBe Additive Industries.

 

 

Прототип устройства имеет радиус действия 3,15 м и способен выдавливать цемент со скоростью 200 мм/сек. Диаметр печатающей головки - 30 мм, толщина каждого слоя цемента составляет 30 мм. К устройству можно присоединить несколько экструзионных головок, и тогда скорость печати может быть увеличена до 4000 мм/сек. В настоящее время ведётся разработка подающего механизма, способного уменьшить толщину слоя до 5 мм.

Разработчики утверждают, что с помощью R 3Dp трудозатраты и отходы на строительство могут быть уменьшены. Кроме того, затраченное на возведение постройки время будет снижено до 80% благодаря объединению проектирования, разработки и производства в единую систему.

Интерес представляет не столько сам строительный 3D-принтер, сколько используемый им для печати материал— бетонный раствор CyBe MORTAR, также разработанный CyBe Additive Industries в сотрудничестве со своим партнером. Состав бетонного раствора держится в секрете, но представители компании утверждают, что он отвердевает в течение нескольких минут. Данная особенность позволяет существенно ускорить процесс возведения стен. По словам разработчиков, при использовании данного бетона в атмосферу выбрасывается на 32% меньше углекислого газа, по сравнению с обычным бетоном, что делает материал более экологически чистым. Кроме того, бетон CyBe полностью подлежит вторичной переработке.

С помощью R 3Dp возможно создание опалубки, стен, полов и многого другого.

Сейчас компания занимается разработкой мобильного варианта 3D-принтера - RC 3Dp на гусеничном ходу. Разработчики предполагают, что с помощью данной модификации станет возможна, помимо прочего, печать высоких стен (до 4,5 м) и напорных канализационных труб.

Технические характеристики:

• Программное обеспечение CyBe ARTISAN,  CyBe CHYSEL
• Материал CyBe MORTAR
• Диапазон - 2750 мм
• Скорость печати - 200 мм/с
• Расход бетона приблизительно - 1,5 кг/м / 40мм.
• Количество осей - 6 
• Сеть - локальная сеть
• Сертификаты - наличие сертификата CE
• Сервис - полный сервис и образовательная поддержка. Удаленная помощь
• Для контроля работы и подачи материала требуется 2 человека 

Что включено в комплект:

• Аппаратный манипулятор
• Система смесительных насосов
• Блок управления с интерфейсом

 

В Нидерландах с использованием решения CyBe Construction планируют соорудить небольшой конференц-центр сложной формы площадью 90 кв. м. Печать должна завершиться в июле 2017 года. 

 

США 

Apis Cor, США

В декабре 2016 года в Ступино Московской области был осуществлен совместный проект американского стартапа Apis Cor и шести российских компаний. С помощью разработанного компанией Apis Cor 3D-принтера был напечатан жилой дом. Российские компании взяли на себя его отделку и обустройство. Печать самонесущих стен, перегородок и ограждающих конструкций здания заняла 24 часа. После завершения печати принтер извлекли краном-манипулятором. Площадь здания составила 38 кв. м, оно напечатано с помощью аддитивной технологии, слой за слоем. Стоит упомянуть, что впервые в российской строительной практике дом печатался как единое целое, а не собирался из отпечатанных панелей.

 

 

Чтобы продемонстрировать гибкие возможности оборудования, была выбрана сравнительно сложная форма дома, а строительство велось в самое холодное время года. Оборудование для печати выдерживает морозы до -35 градусов, но применение бетонной смеси для печати возможно только при температурах не ниже +5 градусов Цельсия, поэтому строительство велось под тентом, где поддерживался необходимый температурный режим. 

Принтер по-конструкции напоминает миниатюрный башенный кран, он способен печатать, находясь как снаружи, так и внутри здания.

Небольшие габариты принтера позволяют не создают проблем с транспортировкой, он не требует длительной подготовки к работе. Одна из функциональностей - встроенная система автоматического выравнивания по горизонту и система стабилизации.

Стоимость строительства отпечатанного дома «под ключ» составила 593 568 рублей, или примерно 16 тысяч рублей за квадратный метр. Если бы форма здания была прямоугольной, стоимость за метр снизилась бы до 13 тысяч рублей.

Инженером-разработчиком оборудования, CEO и основателем компании Apis Cor является уроженец России, Никита Дмитриевич Чен-Юн-Тай.

 

Преимущества 3Dпринтера Apis Cor:

• Автоматическая система смешивания и подачи смеси.
• На установку принтера и его настройку перед работой требуется 30 мин. Предварительная подготовка площадки не нужна. Производство безотходное, на стройплощадке не остается никакого мусора.
• Свободный выбор толщины и конфигурации стен.
• Дом лучше держит тепло из-за воздушной прослойки в многокамерных стенах.
• За счет специальных добавок в бетонную смесь на дом не влияют погодные условия.
• Стоимость дома меньше, чем его аналога, создаваемого из бетона по традиционным технологиям.
• Стены можно дополнительно утеплять любыми подходящими для этого материалами.

 

Технические характеристики:

• Собственное программное обеспечение
• Для контроля работы и подачи материала требуется 2 человека
• Зона печати – 132 кв. м
• Материал для печати - фибробетон, или геополимер
• Габариты принтера - 4 × 1,6 × 1,5 м.
• Вес - 2 т
• Потребление энергии – 8 кВт*ч 
• Максимальная высота подъема с одной точки - 3100 мм
• Производительность - 100 кв.м полезной площади в сутки
• Рабочая скорость движения   -  1–10 м/мин
• Скорость холостого хода X/ Y - 20.000 мм/мин
• Точность позиционирования - ±0,5 мм
• Точность повторного позиционирования - 0,1–0,2 мм
• Привод по осям X / Y / Z - Сервопривод
• Линейные направляющие по осям X / Y - Прецизионные профильные
• Точность по оси Z - 0,1-0,2 мм
• Автоматическая стабилизация по горизонту - высокоточный инклинометр 0.0001 градус
• Реверсные выключатели - бесконтактные на всех осях
• Отслеживание местоположения печатающей головки в пространстве - гироскоп и лазерный дальномер
• Стабилизация в пространстве  - ПИД регулятор

Презентация компании, .PDF 

 

Archinaut, Made in Space, Northrop Grumman, Oceaneering Space Systems, США

2017.05.15 Archinaut - стройка на орбите. Made In Space демонстрирует видео-рендеринг более крупной системы - технологической платформы Archinaut, которая позволяет осуществлять автономное производство и сборку космических систем на орбите. Archinaut в перспективе сможет производить и собирать большое оборудование, такое как спутники или даже космическую станцию. Проект основан на использовании аддитивных технологий. 

2016.03.08 Роботизированный 3D-принтер способен строить космические объекты. А также печатать то, что требуется на борту МКС. 

 

DCP, MIT, США

Разработкой поделилась и команда исследователей из Массачусетского технологического института (MIT). Чтобы доказать, что их прототип мобильного 3D-принтера Digital Construction Platform (DCP) эффективно работает, команда построила с его помощью круглую стену высотой 3,6 метра и диаметром 15 метров. Стена возведена из быстро затвердевающей монтажной пены за 13 часов. 

 

DCP представляет собой большой гидравлический кран с на гусеничном ходу. Кран обладает четырьмя степенями свободы. На его конце находится однопальцевый манипулятор с шестью степенями свободы, который при необходимости может быть заменен на ряд различных инструментов, включая пенопластовые и термопластичные экструдеры, сварочный аппарат, водяной шланг или ковш. По словам разработчиков DCP может работать с бетоном, льдом, грунтом и пенополиуретаном.

Вместо того, чтобы полагаться на ископаемые виды топлива, 36750-ти килограммовая система работает на солнечных панелях и аккумуляторных батареях.

По мнению разработчиков, такое устройство делает DCP идеально подходящим для любых строительных проектов. Устройство работает в комбинации с некоторыми другими программами 3D-печати MIT, например, с программным обеспечением Foundry и с сохраняющими свою форму материалами. Разработчики утверждают, что для печати можно будет использовать также разнообразные биоматериалы — например, сено. Однако, DCP еще не готов работать на реальных строительных площадках. Команда хочет прежде оборудовать свою систему датчиками приближения, которые повысят безопасность пользования системой, предотвратив возможность столкновений гигантского движущегося манипулятора с людьми или какими-либо предметами на стройплощадке.

Mighty Buildings, США-Россия

Основана в 2017 году в Калифорнии. R&D в основном в России. На 2021 год у компании самое большое количество доставленных клиентам зданий с 3D-печатными компонентами в Калифорнии.   

2021.11.08 Интервью с Алексеем Дубовым, основателем и инвестором Mighty Buildings. Основана в 2017 году в Калифорнии. R&D в основном в России. На 2021 год у компании самое большое количество доставленных клиентам зданий с 3D-печатными компонентами в Калифорнии. В большей части построек уже живут клиенты, дома прошли необходимые процедуры принятия. Компания не печатает детали на строительной площадке, все необходимое печатается на производстве компании. Сейчас в основном поставляются гестхаусы с метражем 35-70 кв.м., студии или дома с 1-2 спальнями. UL-сертифицированы. Готовится новая продуктовая линейка, конструкции площадью порядка 140 кв.м. Средний срок готовности дома - от 3-4 недель до  3-4 месяцев. В строении - 20% напечатанных деталей, они печатаются за 1 день. 8:56 - процесс печати. Принтер - собственный. Материал - собственный, на основе фотополимерного композита, на 60% - природные минералы, остальное агрегаты, включая пластик. Стоимость дома - $115 тыс. (в Калифорнии это средняя цена дома, дешевле, чем аналоги). 165 сотрудников на текущий момент. Также используются другие робототехнические технологии, для сканирования после сборки или печати, для обработки стыков и т.п. Полуавтоматизированное заполнение полостей конструкций пеной для теплоизоляции, если этого требует климатическая зона. Общий объем инвестиций в компанию достиг $100 млн, $22 млн были получены в 2021 году.  Видео 

 

2020.09.09 Стартап с российскими корнями Mighty Buildings привлек около $30 млн финансирования и вышла на американский рынок. Принтер стартапа способен напечатать дом из композиционных материалов целиком, включая пол, стены и потолок. Шлифовкой, отделкой, нанесением праймеров и штукатурки занимаются не люди, а робоманипуляторы. Напечатанные дома обходятся покупателям в $115-285 тысяч в зависимости от метража. 

Vulcan II, Icon, США

Ширина рабочей зоны Vulcan II составляет около 10 метров, высота - 2.5 метра. Экструдер печатает слоями толщиной в 2.5 см и шириной в 5 см - скорость его перемещений составляет порядка 125-175 мм/секунду. Для печати используется материал Lavacrete, состав которого разработчики не разглашают. Для эксплуатации одного принтера достаточно бригады из 4-6 человек. 
2019.05.13 Роботы построят новый мир? 

Франция

Batiprint3D, Франция

Университет Нанта (University of Nantes) совместно с Nantes Digital Sciences Laboratory (LS2N) разрабатывает проект печати домов на 3D принтере, известный как Yhnova.

Для проекта будет использоваться разработанный университетом метод Batiprint3D – 3D печать «изнутри». Два слоя полиуретана распыляются послойно в качестве ограждающих конструкции, а затем между ними заливается бетон.

Получившаяся конструкция представляет собой инверсный вариант традиционной стены. 

 

 

Проект Yhnova представляет собой строительство 5-комнатного социального жилья с дугообразными стенами и скругленными углами, спроектированного архитектурной фирмой TICA. По словам разработчиков, Batiprint3D сократит время строительства, улучшит теплоизоляцию и снизит эксплуатационные расходы на строительство. Здание полностью сертифицировано.

Роботизированная рука Batiprint3D может печатать структуры высотой до 7 метров, а площадь планируемого дома - 95 кв. м.

Строительство дома в Нанте начнется в сентябре 2017 года. В случае успеха появится новый способ создания доступного социального жилья, которое можно быстро возвести на месте.

Проект является частью программы исследований и разработок под руководством Bouygues Construction. Компания Bouygues Construction поддерживает этот проект, предоставляя экспертные знания и логистику.

 

Страна неизвестна

Stroybot2 (Андрей Руденко) 

3D-принтер способен наносить слои цемента высотой 10 мм и толщиной 30 мм. По сравнению с другими «цементными» 3D-принтерами высок уровень аккуратности и точности печати. Материалом для принтера служит цементный раствор, то есть смесь цемента с песком и некоторые присадки и другие добавки в определенных пропорциях. 

Пример работы 3D-принтера Stroybot2 г-на Руденко

В ролике ниже Stroybot2 печатает макет дома на Филиппинах. 

В планах Андрея Руденко - 3D-печать замка Дракулы (на самом деле князь Дракула не жил в румынском замке Бран, но это уже другая история). Если получится собрать деньги на проект, то полномасштабная реплика замка появится в США, в штате Вашингтон. Принтер г-на Руденко обеспечивает возможность добавления слоев шириной от 30 мм и высотой от 10 мм, что дает высокую точность конструкции. 

http://robotrends.ru/robopedia/stroitelnye-printery