Опубликовать статью Вход и регистрация
Расширенный поиск
Разделы статьи

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА 3D ПРОТОТИПИРОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Научная статья
Байгалиев Б.Е.
Акимов А.В.
Зарипов И.Р.
Кошелев Д.В.
Выпуск: № 5 (36), 2015
Опубликована:
2015/06/15
PDF

Байгалиев Б.Е.1, Акимов А.В.2, Зарипов И.Р.2, Кошелев Д.В.2

1Доктор технических наук, 2студент,

Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н.Туполева

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА 3D ПРОТОТИПИРОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Аннотация

В работе представлен способ производства жилых помещений методом 3D прототипирования. В современном мире широкое распространение получает технология производства домов методом 3D прототипирования. Точно такая же технология будет использоваться при производстве жилых помещений.

Ключевые слова: 3D прототипирование, 3Dпринтер, строительство, производство домов.

Baygaliev B.E.1, Akimov А.V.2, Zaripov I.R.2, Koshelev D.V.2

1PhD of Technical Sciences, 2student

Kazan National Research Technical University named after AN Tupolev

USE METHOD FOR MANUFACTURING 3D PROTOTYPING RESIDENTIAL

Abstract

This paper presents a method of producing RESIDENTIAL 3D prototyping method. In today's world of technology gets widespread production houses by 3D prototyping. The same technology will be used in the production premises.

Keywords: 3D prototyping, 3Dprinter, construction, manufacturing of houses.

Строительство методом 3D прототипирования – это новая перспективная технология. Данное техническое нововведение не применяются на территории РФ. Технология 3D прототипирования может заменить существующие технологии. В данной работе предлагается несколько способов изготовления жилых помещений на 3D принтере:

  1. Конструктивные элементы дома печатаются на 3Dпринтере. Конструктивными элементами являются: пластины и брусья, изготавливаемые из полимерного материала. Предлагаемый дом очень прост в сборке, процесс самой сборки не занимает продолжительного времени.

Для постройки предлагаемого жилого помещения необходимо 303 составных деталей. Из них 132 штуки составляют пластины размером 200х200х1 мм, и 171 штука брусьев различного размера и формы.

Размеры составных частей рамы: два бруса с пазами сборной рамы имеют длину 1960 мм, ширину 50мм и высоту 50 мм. Два бруса с пазами сборной рамы имеют длину 2060 мм, ширину 50мм и высоту 50 мм. Данные брусья имеют одинаковую конструкцию, а различаются лишь своей длиной.

Предлагается технология производства домов методом 3Dпрототипирования на 3D принтере(ShanghaiWinSunDecorationDesignEngineeringCo). Принтер имеет габаритные размеры 150 м (длина) x 10 м (ширина) x 6,6 м (высота). Изготавливаемые дома имеют площадь 200 м² и высоту до 6 метров. Производство доманачинается с изготовления боковых стен, пола и крыши. Экструдером бетон наслаивается до достижения заданной толщины. Следующим шагом, дом переворачивают на 90 градусов. Далее, устанавливаются окна и двери вместо задней и передней стенки.

Недостатки предложенных способов и технологий строительства жилых помещений методом 3D прототипирования: возможность производства только бетонных компонентов конструкций домов; потребность в подаче заранее подготовленного бетона; отсутствие возможности производства строительной смеси непосредственно в самом аппарате 3D принтера; немобильность производства; производство только в специально оборудованном помещении; необходимость в поддержании постоянных заданных температур и влажности; недостаточная прочность конструкции; изготовление только двух стен дома.

Строительство методом 3D прототипирования – это новая перспективная технология. Данное техническое нововведение не применяются на территории РФ. Технология 3D прототипирования может заменить существующие технологии. В данной статье предлагается несколько способов изготовления домов на 3D принтере:

  1. Дом изготавливается полностью из бетона, за исключением потолка, пола и крыши, которые изготавливаются из железобетона. При такой компоновке плита пола устанавливается на 8 стоек-столбиков, что исключает необходимость в фундаменте. Места под двери, окна и трубы намечаются. Необходимо 2 головки 3D принтера – под металл и под бетон.
  2. Заготавливается файл 3D принтера, по которому из железобетона изготавливается пол, потолок и крыша, а стены производятся из бетона, но с заранее запланированными отверстиями под двери, окна и трубы. Необходимо 2 головки 3D принтера– под металл и под бетон.
  3. Изготавливается дом, в котором отверстия изначально заполняются дверью и окнами из плексигласа. Для этого нужно 3 головки для 3D принтера – под металл, под бетон и под полимер.

Производство дома начинается с изготовления пола конструкции. Возможны два возможных варианта изготовления пола, обеспечивающего достаточную прочность конструкции:

  1. Принтер поочередно наносит слой бетонной смеси и слой порошкообразного металла, который сплавляется в единый каркас конструкции.
  2. Принтер наносит слой бетонной смеси, после чего укладывается слой металлических прутьев, которые спаиваются между собой лазером, устроенным в конструкцию 3D принтера. После чего наносится следующий слой бетонной смеси и процесс повторяется до достижения необходимой толщины пола дома.

Далее возводятся стены дома из бетона посредством последовательного нанесения слоев бетона заданной толщины.

Преимущества

  1. Подача строительной смеси непосредственно из самого аппарата 3D принтера на печатающую головку.
  2. Цельность конструкции, не состоящая из составных деталей и не требующая затрат на процесс сборки
  3. Достаточная прочность конструкции
  4. Высокая мобильность 3D принтера, необходимого для строительства.
  5. Возможность одновременного печатания как бетонных и железобетонных элементов конструкции, так и полимерных элементов.

Литература

  1. Патент на изобретение РФ № 2394132 , МПК, Е04В1/32, опубликовано 10.07.2010 г. «Сборный дом из полимерного материала».
  2. Строительство домов с помощью 3D принтера [Электронный ресурс] URL: http://stamp3d.ru/izdeliya/stroitelstvo-domov-s-pomoshhyu-3d-printera (дата обращения 17.05.2014)

References

  1. The patent for invention Russia Federation № 2394132, IPC, Е04В1/32, published on 10.07.2010 "Prefab from a polymeric material."
  2. Construction of houses using 3D printer [electronic resource] URL: http://stamp3d.ru/izdeliya/stroitelstvo-domov-s-pomoshhyu-3d-printera (the date of treatment 17/05/2014)