×

Текущая ситуация и перспективы применения 3D печати в строительстве (3DCP) в России и мире

Июль 2019 года

Аналитический Отчет (полная версия)

Запросить стоимость полной версии исследования: news@json.tv

Аналитический Отчет (полная версия)

Текущая ситуация и перспективы применения 3D печати в строительстве (3DCP) в России и мире
Текущая ситуация и перспективы применения 3D печати в строительстве (3DCP) в России и мире
Июль 2019

Текущая ситуация и перспективы применения 3D печати в строительстве (3DCP) в России и мире

Июль 2019 года

Зарегистрируйтесь или войдите, чтобы скачать PDF-версию Информационного бюллетеня

Скачать

+7 926 561 09 80; news@json.tv

Пишите, звоните, если есть вопросы

Компания Json & Partners Consulting завершила подготовку анализа текущей ситуации и перспективы применения 3D печати в строительстве (3DCP) в России и мире.

 

3D печать в строительстве или строительная 3D печать, также известная как «аддитивное производство (АП) для строительства» или 3DCP, представляет собой группу технологий, которые для изготовления зданий и строительных компонентов используют метод 3D печати, а именно: последовательное изготовление объектов слой за слоем из цифровой (компьютерной, CAD) 3D модели с использованием различных материалов, в том числе бетона. Смесь для аддитивного производства за счет специальных добавок намного гуще обычного бетона, что позволяет ей быть самонесущей в процессе ее установки. Это открывает широкие перспективы для изменения привычной архитектуры и геометрических форм.

 

По оценкам SmarTech Publishing[1], потенциал применения 3D печати в строительстве по масштабу может быть сопоставим с объединенным объемом адитивного производства в промышленности и медицине. Несмотря на то, что сегодня технологии находятся на стадии экспериментов и НИОКР, рынок будет удваиваться в ближайшие три года и вырастет с $70 млн в 2017 году до $40 млрд к 2027 году. При этом $150 млн составят продажи материалов, $3,5 млрд – поставки оборудования и $36 млрд доходы от услуг печати и применения в различных сферах (включая доходы специализированных центров 3D печати).

 

По технологиям аддитивного строительства в настоящее время рынок в основном делится на:

 

  1. Экструзионную печать (Extrusion Based Technologies) - бетон / цемент, воск, пена, полимеры
  2. Струйную печать (струйное нанесение связующего в порошковом слое, Binder Jetting) - полимерное соединение, химическое соединение, спекание.
  3. Электродуговое выращивание с использование сварочной проволоки (WAAM, wire arc additive manufacturing).
  4. Другие технологии, включая сетчатое формирование каркаса, формование вертикальных конструкций скольжением, частичное бетонирование металлической сетки и т.д. Отдельно выделяется рынок 3D печати модулей и кирпичей (Modularity and Bricks).

 

Мировой рынок строительной 3D печати

 

В 2017 году экструзионная печать зданий и элементов инфраструктуры составила наибольшую долю рынка (по стоимости и по объему), благодаря способности производить крупномасштабные строительные компоненты со сложной геометрической структурой и использованию традиционных строительных материалов.

По материалам для печати:

  • Бетон
  • Пластик
  • Металл
  • Керамика
  • Другие.

 

Традиционно, самый распространенный материал в строительстве – бетон. Различают виды бетона:

  • готовая бетонная смесь;
  • сборный железобетон;
  • торкрет-бетон;
  • бетон высокой плотности.

 

Прогнозируется, что самым быстрорастущим сегментом станет жилищное строительство[2]. Главными факторами роста рынка являются спрос на доступную стоимость печатных жилых домов и возможность создавать сложные архитектурные конструкции по невысокой цене.

 

По видам продукции также рынок можно разделить:

  • стены
  • крыши
  • пол
  • лестницы
  • и др.

Стены с 3D-печатью из бетона являются одной из наиболее важных конструкций, которые изготавливаются заранее на месте или на заводе.

 

В 2017 году на рынке 3D печати бетоном в стоимостном выражении доминировала Европа (включая российский рынок). Ожидается, что в период с 2018 по 2023 год самым быстрорастущим рынком 3D печати бетоном станет Ближний Восток, где строительная печать стимулируется высокими затратами на рабочую силу и спросом на доступные дома среди групп со средним и низким уровнем дохода, а также  поддерживающими инициативами правительства.

 

Преимущества и недостатки использования 3D печати в строительстве

 

Аддитивные технологии предоставляют неоспоримые преимущества и выгоды практически для всех участников строительной экосистемы и экономики проекта:

 

  • Сокращение сроков работ на строительной площадке, повышение качества и точности процессов за счет программного управления.
  • 3D печать является программным управлением роботами-манипуляторами с компьютера. Автономные или полуавтономные 3D принтеры требуют минимального вовлечения персонала
  • 3D печать идеально вписывается в концепцию модульного производства (DfMA)
  • Исключение оснастки из процесса или сокращение сроков / расходов на изготовление и установку опалубки/оснастки
  • Повышение безопасности и улучшение условий труда
  • Улучшение экологической ситуации (на строительную отрасль приходится до 80% мировых отходов)
  • Топологическая оптимизация и приобретение специальных свойств, изменение проектировочного процесса и «Сложность за бесплатно»

 

Однако, при всей перспективности и выгодах применения 3D печати в строительной отрасли, существует ряд ограничений:

 

  • На сегодняшний день принтеры применяются в основном для малоэтажного и малогабаритного индивидуального строительства, а также для изготовления малых архитектурных форм.
  • 3D принтеры являются гигантскими конструкциям и, следовательно, сложными и дорогостоящими для размещения и установки на месте. Соответственно, внедрение печати сопровождается дорогими начальными инвестициями: до нескольких миллионов долларов в дополнение к текущим расходам на техническое обслуживание, хотя промышленная конкуренция быстро снижает цены.
  • Для управления принтером требуется опытный оператор, а также материаловед для исключительной тщательности при подготовке и смешивании материалов.
  • Технология строительства с применением 3D принтера требует особых характеристик строительной площадки, в частности, для укладки направляющих рельсов необходима ровная площадка, а также непрерывный контроль за соблюдением их параллельности для обеспечения высокой точности печати.
  • Методы автономного производства не подходят для длинноразмерных конструкций.
  • Грубый внешний вид: качество поверхности может быть не такими гладкими, как текущие стандарты, требуются улучшения и последующий этап отделки с участием человека. Если требуются ровные стены — выравнивания, оштукатуривания или применения облицовочных материалов.
  • Сопротивление инновациям в отрасли может задержать рост применения 3D-печати в строительстве. Механизация / индустриализация почти всегда встречается со скептицизмом по отношению к любой новой технологии, которая может автоматизировать рабочие места в промышленности, особенно в бедных регионах или городах с высоким уровнем безработицы. Поскольку строительные принтеры сокращают потребность в ручном труде, они создают гораздо меньше рабочих мест для местных работников. По оценкам Phillips & James Construction Consulting, в строительстве типичного семейного дома могут работать до 63 строителей в течение 4 месяцев. Методы 3D печати существенно сокращают это количество. Эту проблему, а также проблему нехватки специалистов, умеющих использовать эту технологию, может решить переподготовка текущих работников.

 

Типового строительства в 3D печати еще не началось. Библиотек готовых технических решений пока не существует, или почти не существует. Общая усредненная статистика пока не сложилась, - все распечатанные здания являются уникальными. Поэтому и экономика строительства пока не предсказуема. Среди факторов аддитивного производства есть сберегающие, есть и затратные. И их много. Поэтому, любая стройка с применением 3D печати сегодня - это опытно-экспериментальная площадка набора знаний и практических навыков в применении всего многообразия аддитивного производства в строительстве. Актуализация результатов (и преимуществ применения 3D печати) происходит, согласно J'son & Partners Сonulting, в момент пост-принтерной аттестации, сертификации, стандартизации, по результатам массированных испытаний на все требуемые виды воздействий.

 

Это состояние ‘квантовой неопределенности’ будет сопровождать аддитивное производство в строительстве еще минимум лет 12-15. Однако, для принятия решений необходимо принять во внимание формулу J'son & Partners Consulting. Использование аддитивных  технологий в строительстве на начальном этапе скорее всего обойдется дороже, но не участвовать в этом процессе никак нельзя, оптимизация и удешевление, с невероятным количеством других преимуществ случится неизбежно - поэтому в  процессе надо не только быть, его необходимо возглавлять.

 

Текущие сферы использования 3DCP в мире

 

1)       Архитектурные макеты и модели, прототипирование, проверка концепции сложных соединений и узлов на практике (3D печать соединений) из 3D модели субподрядчика

3)       Предметы интерьера и мебель, малые архитектурные формы

4)       Строительные конструкционные элементы

  • Печать и укладка кирпичей
  • Печать блоков
  • Печать стекла, «цифровой» древесины, композитов
  • Балки, «леса», каркасы

5)       Изготовление полов (топологическая оптимизация и печать)

6)       Сложные фасады, корпуса для внешних конструкций, включая ремонт и реставрационные работы

7) Печать несущих и не несущих стен, а также линейных объектов (сточные канавы, брустверы, дорожные полотна, в т.ч. и их ремонт)

8) Печать как больших зданий, так и относительно несложных сооружений целиком (казармы, будки, туалеты, автобусные остановки)

9) Классическая 3D печать в строительстве (печать металлом, пластиком, полимерами, песком):

  • Приспособления для крепежа и сборки, в т.ч. строительных изделий и конструкций
  • Опалубка и оснастка

10) Печать мостов

11)     3D печать труб при прокладке туннелей под землей

 

[1] https://www.3dnatives.com/en/3d-printing-construction-240120184/

[2]https://www.3ders.org/articles/20160530-3d-concrete-printing-market-worth-by-2021.html

 

 

 

Оценка экономического эффекта от перехода на 3DCP

 

Несмотря на обилие заявлений компаний-производителей, которые подхватываются СМИ о том что «дом напечатали за 24 часа», такие оценки являются сильным преувеличением на сегодняшний день, так как типичные строительные принтеры и освоенные процессы 3D печати способны за это время производить только определенные конструкции или их элементы. Что может быть сегодня напечатано:

 

  • 3D печать фундаментов и стен, преимущественно с помощью крупномасштабной экструзии бетона, существенно дешевле и быстрее, чем традиционным способом (иногда за 24 часа или еще меньше). 
  • 3D печать пресс-форм и опалубок, в которые могут быть отлиты обычные материалы для изготовления строительных конструкций и элементов, а также всевозможные детали и компоненты, иногда с необычным или сложным дизайном.
  •  
  • 3D печать стройматериалов и конструкций, деталей и компонентов: можно печатать бетоном или гибридными материалами кирпичи, панели, блоки, строительные и соединительные компоненты или необычные украшения фасадов, которые входят в проект.

После этого остается еще много работы, чтобы завершить дом, включая установку инженерных коммуникаций (электричество, водопровод, канализация, газопровод и т. д.), отопления, вентиляции, кондиционирования (ОВК), окон, настила пола, крыши, отделки поверхности, дверей, замков, умных коммуникаций и др. Эти работы выполняются традиционными методами, которые занимают обычный период времени, то есть недели или месяцы.

 

Если оценивать современный достигнутый уровень 3D печати, то строительные принтеры только автоматизируют экструзию бетона, и в основном на этом все.И если оценивать общую стоимость строительства жилого дома, то вклад 3D печати в расчете на отрасль пока не велик. Например, статистика средней стоимости строительства домов США в 2017 году показывает, что стоимость производства стен, каркасов / опалубки, включая крышу составляет порядка 15%, а стоимость фундамента, подпорных стен вместе с земляными работами не более 11% от общей стоимости здания.

 

Таким образом, если говорить в целом про экономику отрасли, то можно сделать вывод, что 3D печать в строительстве в текущем статусе вряд ли окажет существенное влияние на стоимость проекта жилищного строительства, когда большая часть проекта выполняется традиционными способами. Строительным компаниям удалось интегрировать между собой лишь пару существующих систем, чтобы сделать немного более эффективным подпроцесс строительного проекта.

 

Тем не менее, чем выше стоимость рабочей силы и чем выше будет степень автоматизации всех процессов аддитивного строительства, тем значительнее будет экономический эффект. По расчетам, стоимость labor costs при 3DCP в будущем можно сократить до 80%.

 

Необходимость изменения текущего подхода в 3DCP для реализации всего потенциала

 

Чтобы гипотетически 3D печать могла освоить строительство дома «под ключ», потребуются существенные технологические изменения в концепции аддитивного строительства (которые в разной степени активности уже так или иначе тестируются[3]):

 

Печать разными материалами (мультиматериалы): практически все сегодняшние 3D принтеры печатают из одного материала (обычно из бетона или аналогичных). Однако все здания сделаны как минимум из нескольких разных материалов. Строительные принтеры будущего должны будут печатать из нескольких различных, вероятно, наиболее часто используемых материалов, используемых в здании.  

 

Инсталляция специализированных компонентов: в то время как большая часть здания сделана из общераспространенных взаимозаменяемых материалов (коммодити), существует множество специализированных компонентов, которые в обозримом будущем вряд ли будут напечатаны в 3D (например, окна с тройным стеклом, заполненные азотом, электронные дверные замки, затемняемые светодиодные системы освещения и др.), так как для их изготовления требуется высокотехнологичное оборудование. Чтобы полностью автоматизировать строительство здания с подобными компонентами, необходимо создать рабочий процесс и автоматизацию, которые бы включали эти предварительно созданные компоненты в проект здания, доставку на площадку, установку и настройку до рабочего состояния.

 

Специализированные роботы: эксперты сомневаются, что можно представить универсальную систему, способную успешно производить на площадке и устанавливать произвольные кастомизированные компоненты здания. Вместо этого видится резонным, что в отрасли в конечном итоге появятся роботизированные системы, которые будут специализироваться на работе с определенными типами компонентов. Например, это может быть «робот для установки окон», который мог бы эффективно работать с несколькими типовыми стилями оконных конструкций. И такой же подход может использоваться для многих других строительных компонентов. 

 

Поставщики расходных материалов: если все же представить строительную площадку будущего, которая на базовом уровне оснащена системой 3D принтеров, работающих на бетоне, это было бы оживленное место, заполненное множеством различных роботизированных систем, непрерывно перемещающихся по площадке для установки различных компонентов. Оптимальным вариантом размещения этих компонентов было бы создание некой системы «транспортировочного контейнера», в котором все необходимое было бы загружено в режиме органайзера. Откуда специализированные роботы могли бы выбирать компоненты для строительства по мере необходимости.

 

ПО для управления: чтобы все вышеперечисленное произошло, необходимо очень сложное ПО для координации и контроля всей деятельности. Сегодня на типичной строительной площадке этим занимается генеральный подрядчик, тщательно упорядочивая и планируя субподрядчиков для правильной организации строительных работ. 

 

ПО для проектирования: аналогичным образом, ПО для проектирования должно учитывать существование подобных возможностей и различных методов строительства, и создавать уникальные конструкции с заданными свойствами. С помощью 3D печати можно использовать не только преимущество строительства в короткие сроки, но и создавать архитектурные проекты, которые невозможно выполнить любым другим способом. Например, напечатать конструкцию, включающую внутреннюю систему воздуховодов, которая автоматически включает вентиляцию при солнечном освещении.

 

[3]По материалам: https://www.fabbaloo.com/blog/2018/8/30/what-construction-3d-printing-must-do-next

 

 

Аддитивное строительство только зарождается как отрасль в России и мире и нуждается в активной поддержке - со стороны крупных потребителей, инвесторов, научных организаций. Результатом такой поддержки на фоне активности разработчиков и компаний, занимающихся внедрением аддитивных технологий, может стать формирование экосистемы АП в строительстве, в дальнейшем – занятие строительной отраслью лидирующих позиций на пути к формату Индустрии 4.0.

 

Компании для успешного выхода на формирующийся рынок аддитивного строительства должны обладать соответствующими знаниями и компетенциями, изложенными в исследовании, и быть нацеленными на полноценную автоматизацию процесса.

 

Развитие строительной 3D печати в России

 

После всплеска интереса к строительной 3D-печати в 2015-2017 гг. в России, на рынке наблюдается стагнация, а ключевые игроки переориентировались на мировой рынок. Это связано как с общеэкономической ситуацией на российском рынке в целом, так и отсутствием интереса и поддержки новых начинаний со стороны строительной отрасли, а также институтов развития.

 

Apis Cor после совместного с ГК ПИК проекта по возведению пилотного дома в Ступино и получения инвестиций, ушел из России. Компания также анонсировала, что производство строительных 3D-принтеров больше не является основным направлением работы компании, в настоящее время Apis Cor занимается доработкой своей технологии. Параллельно компания участвует в конкурсе NASA со своим американским партнером по проработке проекта марсианского дома, имея очень неплохие шансы выиграть (победитель нескольких этапов конкурса со значительными денежными вознаграждениями). Последние разработки «Спецавиа», большие строительные 3D-принтеры для печати многоэтажных домов, ориентированы, прежде всего, за рубеж (подтверждена поставка в Индию), так как в России сфера использования 3DCP ограничена малоэтажным частным домостроением (до 3х этажей). RENCA, российско-итальянская компания, занимающаяся разработкой геополимерных материалов для 3D-печати, активно работает в Дубае и Сингапуре, имея других партнеров по всему миру.

 

С другой стороны, все больше ситуация вокруг строительной 3D-печати приобретает практический оттенок, избавляясь от ангажированности и излишнего внимания СМИ. И если в гражданском капитальном строительстве разработчики техники 3DCP пока обделены вниманием ключевых отраслевых игроков, в т.ч. по объективным причинам (стагнация отрасли в целом), в промышленном капитальном строительстве отмечаются всплески активности. В частности, компания RENCA, используя геополимерную смесь собственной разработки и 3D-принтер DeftHand, приняла участие пилотном проекте на этапе заливки фундамента перспективного автоматизированного склада «Газпром нефти» в Ханты-Мансийске осенью 2018 г.

 

Российская экосистема строительной 3D-печати, несмотря на стагнацию отрасли и экономики в целом, тем не менее, продолжает развиваться. Отсутствие спекулятивного интереса оставило на рынке только сильных игроков («Спецавиа», «Бетонатор», RENCA, 3DeftHand), а также проекты центров НИОКР с долгосрочной государственной поддержкой, такие как, к примеру, совместная разработка СамГТУ и НПО им. Лавочкина космического принтера для печати лунным реголитом под воздействием сфокусированных солнечных лучей. Следует также выделить сильные региональные центры науки и образования в области 3DCP, активно взаимодействующие с местным бизнесом – сильные кластеры сформировались в Томске, Воронеже и Белгороде. Традиционно лидирующие позиции занимает Москва с МГСУ и, частично, МИСиС.

 

 

Также активизировалась работа по разработке соответствующей нормативной базы для 3DCP, хотя это и является перспективой следующих 2-3х лет. В рамках ТК-182 при Минпромторге МГСУ инициировал разработку трех ГОСТов на материалы для стропильной 3D-печати («Термины и определения», «Требования к материалам» (прочность, реологические характеристики) и «Методы испытаний»)). Принятие этих ГОСТов снимет официально декларируемые сейчас барьеры на применение материалов (сегодня в проектировании таких барьеров не существует). Есть также технический ТК-400 «Производство работ в строительстве», который рассматривает технологию производства работ, и в настоящее время там также ведется разработка ГОСТ уже в части производства строительных работ с использованием строительных 3D-принтеров.

 

«Проект здания никак не связан с тем, как его будут строить, за исключением части проекта, связанной с организацией строительства (описываются общие требования к организации строительной площадки, генплана). Самое главное то, чтобы конструкция или элемент сооружения после произведенных работ соответствовал требованиям проекта. Поэтому такого нормативного барьера, как необходимость сначала создать множество норм, регламентирующих применение 3DCP, - нет. Можно уже сейчас его использовать. Другое дело, что есть другие требования, когда вы должны обеспечить оценку соответствия создаваемого вашим 3D-принтером продукта, нормам и требованиям. А это уже требования к материалам, а не наличию/отсутствию 3D-принтеров» - комментирует Андрей Пустовгар, проректор МГСУ.

 

Что касается оценок потенциального объема российского рынка гражданского капитального строительстве для 3D-печати, то наиболее интересным для игроков представляется сегмент малоэтажного частного домостроения – наименее зарегулированный сегодня и не подпадающий под обязательную гос.экспертизу проектной документации. В целом, оценка этого сегмента рынка игроками составляет около 400 тыс. домов в год, но в России доля монолитного бетонного домостроительства, на замену которой можно было бы рассчитывать с помощью строительных 3D-принтеров, является незначительной. Плюс пока еще сохраняются жесткие климатические ограничения по теплозащите напечатанных бетонных стен (образуются т.н. «мостики холода», даже при теплоизоляции залитых несъемных опалубок, созданных по технологии Contour Crafting), поэтому для 3DCP пока подходят только южные российские регионы.

 

Говоря о перспективах использования 3D-печати в промышленном капитальном строительстве следует отметить, что сама технология может стать революционной, если обеспечить комплексный подход (проектирование и дизайн, BIM-модель, материалы, 3D-печать, тепло/шумоизоляция и т.д.). За счет автоматизации процесса 3DCP теоретически позволяет решить основную проблему строительной отрасли во всем мире – недостаток квалифицированной рабочей силы. Прорыв за счет использования 3DСЗ будет именно в росте производительности труда, а не в экономии материалов, как это было с началом использования 3D-печати в промышленном производстве (в среднем, уровень производительности труда в строительстве в 5 раз ниже, чем в промышленности).

 

В части промышленного капитального строительства наиболее интересными нишами для использования 3D-печати является заливка сложных многоуровневых фундаментов и опор под оборудование и сооружения (опоры ЛЭП, нефте-газопроводов, резервуаров и т.д.), строительство в зоне Крайнего Севера за счет автоматизации процесса строительства (имеются материалы, готовые к адаптации для 3DCP и устойчивые к низким температурам – в частности, такие криогели были разработаны в МГСУ), дорожное строительство, решение различных военных задач, освоение космоса.

 

Российская строительная отрасль переживает не самые лучшие времена, первоначальный энтузиазм крупных игроков (ГК ПИК, Евроцемент Групп, Технониколь) сошел на «нет». Сегодня зарождающемуся сегменту 3DCP критически недостает стратегических партнеров, которые одновременно выступали бы как в роли якорных заказчиков, так и партнеров в проведении долгосрочных НИОКР.

 

Специфические барьеры и драйверы развития рынка 3DCP в России

 

Барьеры:

 

  • Общая слабость в развитии российского машиностроения и химической промышленность и связанная с этим дороговизна импортных комплектующих и комплексных модифицирующих добавок (как следствие – зависимость от колебаний валют и высокая стоимость материалов для 3D-печати и оборудования)
  • Плохое качество российского цемента
  • Слабый интерес и отсутствие поддержки проектов 3DCP со стороны строительной отрасли, институтов развития и государства в целом
  • Сложная нормативная и регуляторная база, дающая возможность, зачастую, безосновательную, к спекуляциям о полной невозможности использования 3DCP в России
  • Отсутствие стимула к росту эффективности строительной отрасли за счет доступности дешевой низкоквалифицированной рабочей силы/трудовой миграции из стран СНГ

 

Драйверы:

  • Крайне низкая производительность труда в строительной отрасли РФ, имеется серьезный резерв ее роста, связанный с цифровизацией строительного процесса и его автоматизацией, в т.ч. за счет строительной 3D печати
  • Возможность исключение «человеческого» фактора и ошибок, с ним связанных (на них приходится до 70% брака)
  • Серьезный эффект за счет экономии на обеспечении безопасности производства строительных работ из-за минимизации присутствия персонала на стройплощадке
  • Необходимость освоения Арктики, Северных территорий, где автоматизация процессов капитального гражданского, промышленного и военного строительства даст наибольший эффект
  • Сформирована развития национальная экосистема 3DCP, готовая к активной работе при приходе в отрасль стратегических инвесторов
  • Сохранение сильной научной школы по части строительного материаловедения и инжиниринга

 

 

Перспективы гармонизации государственного регулирования для массового использования 3D печати в строительстве

 

В российских строительных стандартах и сводах правил не заложен принцип описания зданий и сооружений и методов их возведения, а устанавливаются ограничения, которыми участники строительной деятельности должны руководствоваться при выборе объемно-планировочных решений, материалов, изделий, инженерного оборудования.Поэтому в отличие от других отраслей промышленности и в частности машиностроения, система нормативного обеспечения в строительстве не является барьером на пути внедрения аддитивных технологий, а требует лишь внесения изменений в отдельные нормативные документы и разработке незначительного числа нормативных документов, учитывающих специфику аддитивного производства.

 

Государственная экспертиза проектной документации на сегодняшний день также не является барьером на пути внедрения 3DCP, поскольку их современный технологический уровень развития находится еще на стадии становления и может быть эффективно использован лишь для объектов частного малоэтажного строительства, не подлежащих госэкспертизе. НО: так как цементные вяжущие, сухие строительные смеси и растворы, являющиеся на сегодняшний день наиболее распространенными материалами для использования в строительной 3D печати, подлежат обязательной оценке соответствия в различной форме, то при внедрении аддитивных технологий необходимо, в первую очередь, разработать стандарты, обеспечивающие доказательную базу контроля качества и оценки соответствия материалов используемых для 3DCP.

 

В целях преодоления данного барьера необходимо разработать два национальных стандарта, регламентирующих технические требования к таким материалам при использовании их в аддитивных технологиях строительства и методы испытаний, обеспечивающих контроль качества. Этим в настоящее время занимается МГСУ в рамках ТК-182.

 

Таким образом, 3DCP в России, потенциально имея широкую сферу использования, может стать прорывом в развитии отрасли капитального гражданского и промышленного строительства. Но для этого требуется преодолеть ряд барьеров, а текущие решения на рынке следует воспринимать лишь как демонстрацию возможностей начального этапа развития 3DCP.

 

Более подробно см. фрагмент исследования J’son & Partners Consultng по 3DCP, посвященный нормативно-правовому регулированию этого сегмента и вопросам сатнадартизации: «Государственное регулирование, сертификация аддитивных технологий в строительстве (3DCP) в России и мире».

 

______________________________________

Информационный бюллетень подготовлен компанией J'son & Partners Consulting. Мы прилагаем все усилия, чтобы предоставлять фактические и прогнозные данные, полностью отражающие ситуацию и имеющиеся в распоряжении на момент выхода материала. J'son & Partners Consulting оставляет за собой право пересматривать данные после публикации отдельными игроками новой официальной информации.

 

Детальные результаты исследования представлены в полной версии Отчета:

 

«Текущая ситуация и перспективы применения 3D печати в строительстве (3DCP) в России и мире»

 

Содержание

Часть 1

  1. Введение    

1.1.    Термины и определения   

1.2.    Текущее состояние строительства, основные задачи отрасли, проблемы и способы их решения

1.2.1.  Тренды в строительстве: передовые промышленные методы управления и продолжающаяся цифровизация       

1.2.2.  Переход к индустриальному Строительству 4.0, автоматизированным процессам и автономному управлению

1.2.3.  Нерешенные проблемы в строительной отрасли      

1.2.4.  Долгосрочные задачи строительной отрасли для реализации максимального потенциала в повышении производительности

  1. Строительство с использованием аддитивных технологий (3D печати) в мире: тренды, тенденции, цели, проблемы, выгоды, перспективы внедрения 3D печати  

2.1.    Аддитивное производство в строительстве    

2.1.1.  Определение 3D печати в строительстве        

2.1.2.  Оценка рынка строительной 3D печати в мире        

2.1.3.  Предпосылки появления 3D печати в строительстве, преемственность окружения      

2.1.4.  Преимущества 3D печати в строительстве     

2.1.5.  Недостатки строительной 3D печати    

2.1.6.  Основные направления НИОКР 3D печати в строительстве  

  1. Строительство: Цепочка добавленной стоимости, Экосистема, маркетплейсы, информационные ресурсы, конференции           

3.1.    Теоретические и концептуальные методы позиционирования строительной 3D печати в системе цифровизации промышленности и тотальной автоматизации процессов 

3.2.    Экосистема аддитивного производства в строительстве     

3.3.    Примеры проектных Экосистем 3D печати      

3.4.    Применение строительной 3D печати   

  1. Этапы печати в строительстве (от проектирования до постобработки, отделочных работ, контроля качества, сертификация)        

4.1.    Проектирование, создание CAD модели и ее оптимизация  

4.2.    Преобразование данных CAD модели в файлы STL/ AMF, перенос данных в принтер   

4.3.    Настройка принтера        

4.4.    Производство       

4.5.    Постобработка      

4.6.    Тестирование.Контроль качества        

4.7.    Эксплуатация        

  1. Аддитивные технологии (3D печать) в строительстве (существующие технологии на рынке, области/сферы применения, типы печатаемых строительных конструкций и элементов, применяемые материалы)      

5.1.    Классификация строительных аддитивных технологий по месту производства (локации)       

5.2.    Классификация строительных аддитивных технологий по направлениями применения в строительных процессах  

5.3.    Основные виды конструкции строительных 3D принтеров   

5.4.    Материалы, используемые в аддитивных технологиях в строительстве    

5.4.1.  Бетон

5.4.2.  Полимеры, композиты, металлы и другие материалы

5.5.    Основные аддитивные технологии в строительстве   

5.5.1.  Аддитивные технологии для изготовления бетонных строительных конструкций (печать стен, колонн, инфраструктурных объектов)  

5.5.2.  Аддитивные технологии для изготовления не бетонных строительных конструкций (печать инфраструктурных объектов, в т ч. мостов)  

5.5.3.  Аддитивные технологии для изготовления форм, опалубки 

5.5.4.  Аддитивные технологии для формирования пространственных каркасов и армирующих конструкций

5.5.5.  Изготовление вспомогательных элементов и приспособлений       

5.5.6.  Ремонт и восстановление фасадов       

5.5.7.  Использование аддитивных технологий в производстве и укладке строительных блоков       

5.5.8.  Гибридные процессы в строительстве  

Часть 2

  1. Ключевые производители и поставщики услуг (как по изготовлению, так и по сервису оборудования). Обзор 3D принтеров строительного применения и их характеристик

6.1.    Разработчики оборудования для строительной 3D печати  

6.1.1.  WinSun        

6.1.2.  CyBe Construction   

6.1.3.  Constructions-3d     

6.1.4.  COBOD        

6.1.5.  MIT Digital Construction Platform (DCP MIT)     

6.1.6.  TotalKustom

6.1.7.  Компания 7  

6.1.8.  Компания 8  

6.1.9.  Компания 9

6.1.10.         Компания 10

6.1.11.         Компания 11

6.1.12.         Компания 12

6.1.13.         Компания 13

6.1.14.         Компания 14

6.1.15.         Компания 15

6.1.16.         Компания 16

6.1.17.         Компания 17

6.1.18.         Компания 18

6.1.19.         Компания 19

6.1.20.         Компания 20

6.1.21.         Компания 21

6.1.22.         Компания 22

6.1.23.         Компания 23

6.1.24.         Компания 24

6.1.25.         Компания 25

6.1.26.         Компания 26

6.2.    Другие (в т.ч. разработчики «классических» 3D принтеров)        

6.2.1.  Ramlab        

6.2.2.  LifeTec        

6.2.3.  MX3D 

6.2.4.  Aectual        

6.2.5.  Gramazio kohler 3d 

6.2.6.  Bigrep

6.2.7.  Компания 7  

6.2.8.  Компания 8  

6.2.9.  Компания 9  

6.2.10.         Компания 10

6.2.11.         Компания 11

6.2.12.         Компания 12

6.2.13.         Компания 13

6.2.14.         Компания 14

6.2.15.         Компания 15

6.2.16.         Компания 16

6.2.17.         Компания 17

6.2.18.         Компания 18

6.2.19.         Компания 19

6.3.    Разработчики материалов для строительной 3D печати      

6.3.1.  WinSun        

6.3.2.  CyBe  

6.3.3.  Imerys Ceramics     

6.3.4.  Renca Rus и «Геобетон»   

6.3.5.  Center for RaPID Automated Fabrication Technologies  

6.3.6.  EmergingObjects     

6.3.7.  Weber Saint Gobain Beamix

  1. Кейсы, сегменты печати в строительстве, достигнутые эффекты в мире         

7.1.    Офис-демонстратор технологии (Дания)        

7.2.    WinSun        

7.2.1.  Печать 10 домов за сутки

7.2.2.  Особняк площядью 1100 м2       

7.2.3.  5-ти этажный жилой коплекс      

7.2.4.  Временный офис фонда «Дубай будущего»    

7.3.    Пешеходный мост в Шанхае       

7.4.    Напечатаный металлический мост        

7.5.    Total Kustom (Андрей Руденко)  

7.5.1.  «Замок», напечатанный при помощи 3D принтера (США)   

7.5.2.  Номер в отеле Lewis Grand Hotel (Филиппины)

7.6.    Дом в Остине (Техас)      

7.7.    Дом YHNOVA в Нанте (Франция)

7.8.    Купольный дом      

7.9.    Автономные дома (Украина/США)        

7.10.   Gaia RiceHouse из земли и отходов рисовой промышленности      

7.11.   CyBe  

7.11.1.         De Vergaderfabriek («Фабрика встреч») в Тойге (Нидерланды)      

7.11.2.         R&Drone Laboratory (ОАЭ)

7.11.3.         3D Studio 2030 (СаудовскаяАравия)     

7.11.4.         3D Housing 05 Villa (Италия)       

7.11.5.         Vilogia House (Франция)   

7.11.6.         Пешеходныймост (Нидерланды)

7.12.   Branch Technology  

7.12.1.         СURVE APPEAL, Теннеси (США)   

7.12.2.         Купол для участия в конкурсе NASA     

7.13.   D-Shape       

7.13.1.         Цельный дом

7.13.2.         3D-печатный мост в парке к югу от Мадрида (Испания)      

7.14.   Коллектор водоснабжения        

7.15.   Beijing Huashang Luhai      

7.15.1.         Двухэтажный дом  

7.15.2.         «Видздорский замок»      

7.16.   «Мини-строители» 

7.17.   Автоматическая укладка кирпичей       

7.18.   Морская пехота США.      

7.18.1.         3D печать казарм  

7.18.2.         Пешеходный мост  

7.19.   Напечатанный дом на канале в Амстердаме (Ниддерланды)

7.20.   Скрученная башня из 3D-печатных кирпичей  

7.21.   Кабинка для напечатанных «необычностей» (США)   

7.22.   Элементы с кривизной в двух плоскостях       

7.23.   Печать фасадов из крошечных кирпичиков    

7.24.   Песок + PVAтрубы

7.25.   Панель пола (Швейцария)

7.26.   Искусственный коралловый риф (Австралия)  

7.27.   Apis Cor. Конкурс NASA. Фундамент для марсианского жилища     

7.28.   Проект Milestone (Нидерланды)  

7.29.   Велосипедный мост

7.30.   Инсталляция Gyroi и офис в Роттербаме (Нидерланды)       

7.31.   Каноэ из бетона (Швейцария)    

7.32.   Инсталляция Nature Gardens       

  1. Барьеры и ограничения, риски в применении аддитивных в строительстве, способы их преодоления   

8.1.    Регуляторные барьеры    

8.2.    Технические барьеры      

8.3.    Комплектующие    

8.4.    Экономические               

8.5.    Другие        

  1. Текущая ситуация, динамика и тенденции Российского рынка     

9.1.    Общая ситуация на строительном рынке       

9.2.    Тенденции развития рынка 3DCP

9.3.    Текущая и перспективная сфера использования 3DCP        

9.4.    Анализ экономической привлекательности 3DCP в равнении с традиционными методами строительства

9.5.    Драйверы и сдерживающие факторы развития рынка 3DСP

9.6.    Предпосылки к гармонизации нормативной базы    

     10. Экосистема аддитивных технологий (3D печати) в строительстве в РФ, производители, поставщики, материалы, услуги        

10.1.   Разработчики оборудования      

10.1.1.         «АМТ-Спецавиа»   

10.1.2.         АРКОН/«Бетонатор»

10.1.3.         Apis Cor       

10.1.4.         3DeftHand    

10.2.   Перспективные разработки       

10.2.1.         ТГАСУ

10.2.2.         СамГТУ и НПО им. Лавочкина

10.2.3.         БГТУ им. Шухова   

10.2.4.         НИТУ МИСиС

10.2.5.         «Титан Индастри»

10.2.6.         «АРКОДИМ-Про»   

10.3.   Специализированные разработчики материалов под 3DCP  

10.3.1.         RENCA/«Геобетон»

10.3.2.         «ЭкоФорм 3Д»      

10.3.3.         ЦКП ВГТУ    

10.4.   Поставщики традиционных материалов, заинтересованные в 3DCP         

10.4.1.         «ЕЦЗ»/3DeftHand   

10.4.2.         ВЕФТ («Монолит») 

10.4.3.         «Евроцемент Групп»       

10.4.4.         «ТехноНИКОЛЬ»    

10.5.   Общие положения при работе с материалами для 3DCP     

10.6.   Центры НИОКР и образования 

      11. Государственное регулирование, сертификация аддитивных технологий (3D печати) в строительстве в мире и в России  

11.1.   Государственное регулирование в России      

11.1.1.         Цели стандартизации и регулирования в развитии аддитивных технологий в строительстве

11.1.2.         Обзор законодательства Российской Федерации по техническому регулированию, основные положения, понятия, принципы – все что касается аспектов получения разрешения на 3D печать в строительстве.  

11.1.3.         Общие прикладные вопросы технического регулирования - порядок установления и подтверждения требований (добровольных и обязательных) к продукции и услугам в Российской Федерации. 

11.1.4.         Аспекты (особенности по сравнению с правилами в РФ) технического регулирования на мировом рынке. Как планируется гармонизировать принимаемые стандарты с другими странами, с какими.       

11.1.5.         Вопросы стандартизации аддитивных технологий (утверждённые и разрабатываемые стандарты, сравнительный анализ, направленность). Кто является центром компетенции, есть ли (будет ли) официальная Ассоциация / Рабочая группа?      

11.1.6.         Обязательная госэкспертиза: в каких случаях она не требуется, в каких случаях 3D печать в строительстве может применяться (частными лицами и промышленными / строительными компаниями).        

11.1.7.         Вопросы оценки соответствия и подтверждения качества для аддитивного производства.        

11.1.8.         Кадровые вопросы: что планируется предпринимать с кадрами /  образованием / квалификацией в аддитивных технологиях в строительстве?         

11.1.9.         Стандарты / требования в отношении ПО, форматов, кодирования файлов с 3D моделями, безопасностью, IP / интеллектуальной собственностью

11.1.10.        Возможные варианты внедрения аддитивного производства в строительстве (дорожные карты, последовательность сертификации / стандартизации / тестирования, элементы оценки рисков, ответственность)   

11.1.11.        Кто несет ответственность в случае происшествия? Если в конструкцию вставили напечатанную деталь?     

11.1.12.        Влияют как-либо санкции США и Европы на поставку оборудования и материалов, использование ПО? Например, Аутодеск отказывается работать с российской нефтегазовой сферой

11.1.13.        Планируется ли проводить НИОКРЫ, тестирования, испытания на государственном уровне?      

11.2.   Государственные стратегии развития 3DCP в мире   

11.2.1.         ОАЭ   

11.2.2.         Сингапур   

    12. Кейсы применения аддитивных технологий (3D печати) в строительстве в РФ         

12.1.   Renca

12.2.   Apis Cor       

12.3.   АМТ-Спецавиа       

12.4.   3DeftHand    

12.5.   Titanid

    13. Выводы    

    14. Приложения         

14.1.   Использованные научные статьи по теме материалов для 3DCP    

14.2.   Информационные ресурсы по темам 3DCP/AM

14.3.   Международные мероприятия по темам 3DCP/AM    

14.4.   Общий список использованных научных статей        

 

Cписок рисунков, часть 1

Рис. 1 Цифровые решения покрывают весь жизненный цикл строительства   

Рис. 2 Венчурные инвестиции в гражданское и промышленное строительство США, 2013 – 2018 гг.    

Рис. 3 Примеры роботизированных решений в строительстве (стяжка арматуры, укладка кирпича, автономные тележки, сварочные комлпексы, экзоскелеты и пр.)      

Рис. 4 Сокращение строительных работ на площадке: традиционный метод и DfMA    

Рис. 5 Примеры производства компонентов, интегрированных компонентов и полностью интегрированных компонентов (PPVA) для методов DfMA        

Рис. 6 Гостиница Crowne Plaza Changi Airport, изготовленная из  PPVA методом DfMA  

Рис. 7 Потенциальные преимущества применения BIM для методов DfMA при off-site производстве и on-site сборке конструкций    

Рис. 8 3 кластера технологических решений на этапе Строительства  

Рис. 9 Жизненный цикл строительных работ до ввода в эксплуатацию

Рис. 10 Смена технологических укладов и реализация концепции Строительства 4.0  

Рис. 11 Уровень проникновения современных цифровых технологий среди глобальных строительных компаний и собственников крупнейших проектов

Рис. 12 Жизненный цикл строительных работ до ввода в эксплуатацию          

Рис. 13 Объем инвестиций в цифровые строительные технологии на разных этапах жизненного цикла, появление кросс-функциональных решений (overarching)          

Рис. 14 Экосистема цифровых строительных технологий и появление четырех новых классов  продуктов, ориентированных на всю цепочку добавленной стоимости      

Рис. 15. Составляющие кибер-физического продукта-сервиса 

Рис. 16 Рынок аддитивного строительства в мире, $млрд 2016-2027 гг.           

Рис. 17 Рынок аддитивного строительства в мире по сферам применения, $млн, 2021 г.         

Рис. 18 Рынок 3D печати бетоном в мире, по регионам, $млн, 2018 г.

Рис. 19 Вид строительной площадки: традиционное строительство (слева) и 3D печать (справа)        

Рис. 20 Процесс кладки стен: 3D печать (слева), традиционная ручная кладка (справа)        

Рис. 21 Роботизированные строительные 3D принтеры  (минитанки) Cazza     

Рис. 22 3D печать станет необходимым атрибутом современной архитектуры 

Рис. 23 Основные технологические преимущества строительной 3D печати    

Рис. 24 Строительные профессии с максимальной занятостью, подверженные сокращению с приходом автоматизации и цифровизации в отрасль         

Рис. 25 Перспективы полностью автономного строительства к 2025 году в мире         

Рис. 26 Экосистема Аддитивного Производства (3D печати) в строительстве. Проект 

Рис. 27 Партнерская экосистема проекта 3D печати стального моста  

Рис. 28 Услуга 3D печати для архитектуры      

Рис. 29 Макет строительного комплекса, изготовленный методом 3D печати   

Рис. 30 AECOM Hunt использует 3D печать для проверки сложных соединений в проектной документации субподрядчика           

Рис. 31 Примеры напечатанных предметов интерьера, США    

Рис. 32 Различные малые архитектурные формы, спроектированные под 3D печать бетоном  

Рис. 33 Кресла 

Рис. 34 Бетонные скамейки в Берлине

Рис. 35 3D печать и роботизированная укладка кирпичей и блоков    

Рис. 36 3D печать кирпичей для отделки фасадов       

Рис. 37 Схема устройства системы 3D печати и укладки кирпичей      

Рис. 38 3D печать блоков для отделки фасадов          

Рис. 39 Изготовление стекла и текстуры дерева методом 3D печати   

Рис. 40 Квадратные, шестиугольные и треугольные сотовые структуры из смолы       

Рис. 41 Изменение принципов конструирования и интеграции пола за счет 3D печати 

Рис. 42 Примеры 3D печати пола         

Рис. 43 Примеры напечатанных перегородок и оболочек, США

Рис. 44 Изготовление предметов интерьера методом 3D печати          

Рис. 45 Изготовление кожухов для сложных перекрытий крыши методом 3D печати   

Рис. 46 Изготовление пресс-формы для ремонта фасада методом 3D печати   

Рис. 47 Отреставрированный фасад здания на 5-й Авеню, Нью-Йорк (вверху) и Храм Sagrada Familia (внизу), Барселона в процессе строительства, с применением 3D печати  

Рис. 48 3D печать бетоном без опалубки и пресс-форм, с возможностью прямой печати фасада        

Рис. 49 Реставрационные работы на основе лазерного сканирования и 3D печати      

Рис. 50 Установка для изготовления холоднокатаной стали на основе 3D принтера, станка с ЧПУ и ПО          

Рис. 51 Оборудование и пакет Программного обеспечения      

Рис. 52 Примеры реализованных проектов 3D печати (cборка вверху, моделирование / рендеринг внизу)      

Рис. 53 Примеры изготовления фасадов методом 3D печати    

Рис. 54 Элементы фасада, изготовленные в 3D печати

Рис. 55 Соединительные элементы для модульных блоков, 3D печать 

Рис. 56 Примеры строительных конструкций 3D печатной восковой опалубки FreeFab (показана также роботизированная 3D печать и фрезерование опалубки)        

Рис. 57 Изогнутые панели для проекта Лондонского метро на 3D печатной опалубке 

Рис. 58 Технология изготовления бетонной плиты на основе 3D печатной восковой опалубки 

Рис. 59 Примеры изготовления опалубки методом 3D печати, 

Рис. 60. Напечатанный столб, поддерживающий крышу школы, Франция       

Рис. 61 Метод SCRIM с применением роботизированной 3D печати  бетона и сетки     

Рис. 62 Примеры 3D печати стен бетоном, различные производители  

Рис. 63 3D печать стен без пресс-форм,

Рис. 64 Изготовление несущих конструкций, колонн, стен с помощью 3D печати методом C-Fab         

Рис. 65 Конструкция стен, изготовленных с помощью 3D печати         

Рис. 66 Дома с элементами 3D печати

Рис. 67 Сетчатая технология Mesh Mould для оснастки и армирования стен, изготовленная роботом In situ Fabricator

Рис. 68 Технология формования бетона          

Рис. 69 Первый 3D печатный дом, получивший разрешение на строительство, США   

Рис. 70 Канальный дом – демонстрационный проект 3D печати дома в Амстердаме     

Рис. 71 Проекты 3D печати WINSUN   

Рис. 72. Прототип дома для массового производства (запланировано 1,5 млн. домов) CyBe в Саудовской Аравии. Дом с одной спальней 80 кв.м, 3D печать за одну неделю    

Рис. 73. Первый в мире напечатанный «Офис Будущего», Дубаи        

Рис. 74. Первый в мире напечатанный «Офис Будущего», Дубаи        

Рис. 75 Китай, самый длинный напечатанный мост      

Рис. 76 Первый в мире пластиковый мост в Китае       

Рис. 77 Принцип работы адаптированных строительных роботов         

Рис. 78 3D печать пешеходного стального моста в Амстердаме           

Рис. 79 Первый в мире напечатанный бетонный мост в Испании         

Рис. 80 Велосипедный 3D печатный бетонный армированный мост      

Рис. 81 Морская пехота США отрабатывает технологию 3D печати бетонного моста   

Рис. 82 Военные США исследуют требования к 3D печати казарм  и специальных экспедиционных конструкций из  доступных на месте материалов          

Рис. 83 3D печать камер для исправительных учреждений      

Рис. 84 Проекты строительных объектов с 3D печатью, Smart Palm и другие  

Рис. 85 Проект будки охраны и автобусной остановки 

Рис. 86. Робот для бестраншейных земляных 3D печатных работ         

Рис. 87. Технологическая схема устройства 3D печатного робота-бурильщика

Рис. 88 Проект роботизированной системы для бурения и 3D печати тоннелей без нарушения поверхности выше      

Рис. 89 Дорожный ремонтный дрон с 3D принтером     

Рис. 90. Общий вид туалетов, напечатанных на 3D принтерах, Сингапур для Индии    

Рис. 91 Междунароные конкурсы проектов по освоению Космических пространств     

Рис. 92 Концепция проекта Лунной базы по добыче полезных ископаемых (ООО «Аркон» совместно с ГК «Роскосмос» и «ГЕОХИ РАН») 

Рис. 93 Полезные ископаемые для добычи, переработки и последующего аддитивного производства компонентов, а также доставки на Землю       

Рис. 94 Алюминиевые профили под системы остекленения фасадов, крепежи под которые New Hudson Facades печатает на 3D принтерах       

Рис. 95 Крепеж в форме «стального паука» для стеклянных панелей. Один из первых прототипов, созданных на мобильном комплексе  Autodesk Robotic Toolbox         

Рис. 96 Множественный держатель модульной конструкции на внешнем фасаде здания, перепроектированный и напечатанный единой деталью. Создан на Autodesk Robotic Toolbox   

Рис. 97 Детальная структура затрат пилотного проекта 3D печати     

Рис. 98 Пример последовательности процессов в пилотном проекте 3D печати           

Рис. 99 Типовой процесс 3D печати бетона (3DCP) для строительной промышленности           

Рис. 100 Сокращение строительного цикла благодаря 3D печати на месте (on site)     

Рис. 101 Этапы аддитивного производства в строительстве     

Рис. 102 Цифровой поток в\ аддитивном производстве

Рис. 103 Структурная оптимизация Karamba3D           

Рис. 104 Основные параметры АП, требующие контроля         

Рис. 105 Типовая система процесса аддитивного производства           

Рис. 106 Процесс производства на основе 3DCP          

Рис. 107 Процесс 3D печати при  заводском изготовлении модульных блоков (off site)

Рис. 108 Процесс 3D печати при  заводском изготовлении модульных блоков (off site)

Рис. 109 Процесс изготовления формы для строительной конструкции

Рис. 110 Моделирование элементов встроенных систем           

Рис. 111 Общий вид технологий 3D печати на месте (on site)   

Рис. 112 Общий вид сборных напечатанных модульных конструкций (off site)  

Рис. 113 Виды конструкций строительных 3D принтеров         

Рис. 114 Портальные строительные 3D принтеры        

Рис. 115 Проект «Цифровая строительная платформа»           

Рис. 116 Подвесная платформа на примере дельта-принтера

Рис. 117 Minibuilders и подход «роя» в строительной 3D печати           

Рис. 118 Подход к «роевому» строительству   

Рис. 119 Концепция Применения подхода «Рой»: летающий строительный 3D принтер 

Рис. 120 Требования к свойствам материалов для 3D печати  

Рис. 121 Требования к свойствам материалов для 3D печати  

Рис. 122 Основные параметры, определяющие свойства бетона для 3D печати           

Рис. 123 Кривая развития прочности с применением добавок при 3D печати бетона   

Рис. 124 Виды фибр, используемых в 3D печати бетоном

Рис. 125 Примеры полимерной фибры (PVA, PP)          

Рис. 126 Общая схема процесса экструзии бетоном     

Рис. 127 Процесс печати Contour Crafting        

Рис. 128 Перспективы применения Contour Crafting в строительстве зданий    

Рис. 129 Процесс печати TotalKustom  

Рис. 130 Процесс печати, Yingchuang   

Рис. 131 Конструкции, изготовленные в Concrete Printing        

Рис. 132 Процесспечати, Concrete Printing      

Рис. 133 Схема процесса печати на основе CONPrint3D

Рис. 134 3D печать на основе технологий CONPrint3D  

Рис. 135 Многофункциональный элемент стены           

Рис. 136 Объект, возводимый методом Торкрет           

Рис. 137 Схема подачи бетонной смеси и присадки      

Рис. 138 Схема процесса D-Shape        

Рис. 139 Процесс D-Shape в строительстве      

Рис. 140 Схема процесса WAAM           

Рис. 141 Применение WAAM в производстве строительных конструкций         

Рис. 142 Принципы моделирования методом послойного наплавления, FDM    

Рис. 143 Применение технологии FDM в производстве строительных конструкций       

Рис. 144 Производство съемной опалубки       

Рис. 145 Производство бетонных элементов с применением съемной опалубки

Рис. 146 Постобработка опалубки и нанесение бетона на опалубку    

Рис. 147 Процесс изготовления восковой опалубки, Струйное нанесение материала   

Рис. 148 Процесс изготовления конструкции с применением опалубки

Рис. 149 Процесс формирования колонн          

Рис. 150 Изготовление несъемной опалубки    

Рис. 151 Процессы армирования в цифровом строительстве    

Рис. 152 Построение армирующих конструкци 

Рис. 153 Применение технологии C-Fab в проектах Branch Technology 

Рис. 154 Структура C-Fab        

Рис. 155   Производство полимерной армирующей конструкций          

Рис. 156   Производство металлических армирующих конструкций      

Рис. 157   Специальные приспособления, изготовленные в аддитивном производстве

Рис. 158   Металлический кронштейн, изготовленный в аддитивном производстве      

Рис. 159   Мобильный комплекс Autodesk для 3D печати         

Рис. 160 Полимерная опалубка

Рис. 161 Системы печати         

Рис. 162 Печать опытных образцов     

Рис. 163 Печать конструкционных элементов, проект  Woonstad Rotterdam     

Рис. 164 3D печать блоков для отделки фасадов        

Рис. 165 3D печать кубическими пикселями    

Рис. 166 Оборудование по укдадке

Рис. 167 Роботизированная укладка кирпичей 

Рис. 168 Роботизированная сборка деревянных модулей         

Рис. 169 Стадии гибридного процесса

Рис. 170 Состав проекта          

 

Список рисунков, часть 2

Рис. 1 Строительная площадка

Рис. 2 Самоходный робот для операций армирования и остнастки стен, разработанный In situ Fabricator

Рис. 3 Альтернативная технология строительства с помощью робота-каменщика

Рис. 4 Пример послойного нанесения   

Рис. 5 Невозможность печати из бетона конструкций, работающих на растяжение (пол, потолок, перекрытия)

Рис. 6 Концепция 3D принтера для многоэтажного строительства       

Рис. 7 Габаритный 3D принтер шанхайской компании

Рис. 8 Ввод в действие зданий жилого и нежилого назначения, тыс.   

Рис. 9 Ввод в действие зданий нежилого назначения, 2018 г, единиц  

Рис. 10 Ввод в действие промышленных зданий, тыс.  

Рис. 11 Задачи модернизации строительной отрасли   

Рис. 12 Российская экосистема 3DCP   

Рис. 13 Оценки Renca российского рынка строительной 3D печати      

Рис. 14 Сравнительная себестоимость 3D печати и стандартного строительства жилья          

Рис. 15 Технические характеристики «АМТ» S-500

Рис. 16 Строительный 3D принтер «Бетонатора» портального типа     

Рис. 17 Строительный 3D принтер «Бетонатора» с экструдером на роботе-манипуляторе       

Рис. 18 Концепция The Mars X House компаний SEArch+/Apis Cor        

Рис. 19 Самоходный строительный 3D-принтер 3DeftHand TH3 TRACK.TRAIL   

Рис. 20 Характеристики самоходного TH3 TRACK.TRAIL разработки 3DeftHand           

Рис. 21 Лабораторный строительный 3D принтер ТГАСУ         

Рис. 22 Концептуальный облик лунного 3D-принтера НПО им. Лавочкина и СамГТУ   

Рис. 23 Строительный принтер БГТУ   

Рис. 24 Принтер для печати керамикой ФабЛаб НИТУ МИСиС

Рис. 25 Строительный робот Titan V-01-Mini    

Рис. 26 Строительный робот Titan S-01-Mini     

Рис. 27 Перспективная разработка «Титан Индастри» для многоэтажного строительства        

Рис. 28 Промышленный робот АРКОДИМ-Про  

Рис. 29 Технические характеристики 3-х осевого робота АРКОДИМ-Про         

Рис. 30 Технические характеристики 4-х осевого робота АРКОДИМ-Про         

Рис. 31 Технические характеристики 5-и осевого робота АРКОДИМ-Про         

Рис. 32 Сравнение показателей воздушной усадки и прочности геоцемента    

Рис. 33 План реализации комплексного проекта Renca

Рис. 34 Характеристики специальных смесей для строительной 3D-печати ЕЦЗ           

Рис. 35 Брендированные цементные смеси «АМТ-Спецавиа» для 3D печати, поставляемые его партнерами

Рис. 36 Его Величество Шейх Мохаммед бин Рашид Фль Мактум анонсирует программу Dubai Future Foundation

Рис. 37 Офис Будущего» и внутренний интерьер, 3D печать, Дубай    

Рис. 38 Андрей Дудников и геополимерный бетон RENCA        

Рис. 39 Открытие производственной площадки 3D печати (3D FARM, Дубаи)  

Рис. 40 Лаборатория дронов, 3D печать, Дубаи: Общий вид и процесс строительства

Рис. 41 Что было создано в 2015-2016 гг. в Сингапуре для развития технологий 3D печати     

Рис. 42 Ключевые сектора для NAMIC 

Рис. 43 Анонс NAMIC Summit 2019       

Рис. 44 Изделия из геополимерного бетона     

Рис. 45 Общая структура

Рис. 46 Усиленные волокном цементные композиты и модель коробки здания

Рис. 47 Командная работа роботов, 3D печать, Сингапур

Рис. 48 Общий вид туалетов, напечатанных на 3D принтерах, Сингапур для Индии     

Рис. 49 Мобильный строительный принтер Renca        

Рис. 50 Комплексное решение Renca   

Рис. 51 Средняя стоимость жилищного строительства и постатейные затраты 

Рис. 52 Распределение типовой стоимости для нового проекта строительства бетона 

Рис. 53 Демонстрация автоматической прокладки коммуникаций и арматуры

Рис. 54 Демонстрация сейсмоустойчивых форм и пример портала с несколькими принтерными головками

Рис. 55 Демонстрация печати Contour Crafting, апрель 2019 г.

Рис. 56 Сравнение стоимости сырья на 1 кв.м по странам, 2014 ($): аддитивное и традиционное строительство

Рис. 57 Сравнение стоимости рабочей силы на 1 кв.м по странам, 2014 ($): аддитивное и традиционное строительство        

Читать все отчеты в рубрике Интернет вещей, IoT, M2M, цифровизация: Индустрия 4.0, промышленность, сельское хозяйство, энергетика, транспорт