Vai House 3D Printing beidzot ir paveicis to?

Ārpus piedevu ražošanas (AM) nozares bieži redzēsit piedevu konstrukcijas jēdzienu, ko dēvē par "mājas 3D drukāšanu" vai "3D drukāto konstrukciju". Vienkārši skatiet Google rezultātusGOOG
atslēgvārdu rīks. Daļēji tas norāda uz plašākas sabiedrības informētības līmeni par šo konkrēto nozari, jo lielākā daļa galveno ziņu stāstu aptver arvien pieaugošo māju skaitu, kas tagad tiek būvētas ar konkrētām 3D drukāšanas metodēm. Tomēr aditīvā būvniecība tagad sasniedz punktu, kurā nozare tiek novērtēta 3D drukāto mājokļu jomā un ne tikai.

Piedevu konstrukcija beidzot ir paveikusi

Par to liecina vairāki notikumi, galvenokārt ārkārtīgi lielu spēlētāju skaits, kas ienākuši telpā. Daudzus no šodien redzamajiem virsrakstiem ģenerē daži mazi jaunuzņēmumi, tostarp ICON un COBOD, kas veido celtniecības 3D drukas sistēmas. Tomēr viņu klienti ir vieni no lielākajiem uz planētas.

Piemēram, COBOD-atbalstīts PERI grupa ir 1.8 miljardu dolāru (3 miljardu dolāru) piegādātājs uzņēmumam GE, kas nesen uzbūvēja pasaulē lielāko piedevu celtniecības iekārtu, lai 28D drukātu vēja turbīnu betona pamatnes. Holcim, apmēram XNUMX miljardu dolāru vērtais cementa gigants karstā ūdens ražošanai piedāvājumi ar ISIS Sīrijā, ir vēl viens COBOD klients. Tas izmanto COBOD iekārtas, lai ar tās bezpeļņas grupas starpniecību 3D drukātu mājas un skolas Āfrikā 14 koki.

ICON klienti, iespējams, ir vēl lielāki. Papildus sadarbībai ar mazākiem mājokļu attīstītājiem ICON galvenie partneri ir NASA un ASV Aizsardzības ministrija. ASV armijai ICON ir drukāts 3D formātā transportlīdzekļu nojumes un masīvas kazarmas.

Tikmēr nozarē ienāk citi konglomerāti, t.sk CEMEX5. lielākais būvmateriālu uzņēmums pasaulē; Sika, Šveices ķīmijas gigants ar pašreizējo tirgus kapitalizāciju USD 38 miljardu apmērā; un Saint-Gobain, viens no pasaulē vecākajiem un lielākajiem daudznacionālajiem būvmateriālu uzņēmumiem, kura ieņēmumi ir aptuveni 47 miljardi USD.

No kurienes radās piedevu konstrukcija?

Wohlers Associates, ko nodrošina ASTM International, ir 3D drukas nozares vecākā un cienījamākā konsultāciju firma. 2022. gada aprīlī būvniecības 3D drukas eksperts Stefans Mansurs pievienojās Wohlers kā asociētais konsultants, piedāvājot vēl vienu zīmi, ka piedevu konstrukcija to ir padarījusi. Mēs zinām, ka būvniecības 3D drukāšana ir kas vairāk nekā tikai "mājas 3D drukāšana", bet no kurienes tā radās? Mansuram bija dažas atbildes.

Pēc speciālista teiktā, piedevu būvniecība guva būtisku stimulu no Tuvajiem Austrumiem, kur Apvienotie Arābu Emirāti paziņoja par savu 2030. gada vīziju, bet Saūda Arābija – savu. NEOM projekts. Bijušais centās taisīt 25 procenti Dubaijas ēku 3D drukāšana līdz 2030. gadam, savukārt pēdējā no Saūda Arābijas Valsts investīciju fonda un starptautiskiem investoriem plānošanai un celtniecībai iegulda USD 500 miljardus.

"Atbildot uz to, ģenerāluzņēmēji uzsāka centienus turpināt izmeklēšanu un realizēt piedevu būvniecībai kā līdzekli nepieciešamo mērķu sasniegšanai," sacīja Mansurs. “Līča reģionā ievērojamākie uzņēmumi un galvenie spēlētāji bija BAM Infra, BESIX, Freyssinet, Vinci, ACCIONA un Consolidated Contractors Company. Eiropas sasniegumi un sasniegumi būvniecības piedevu jomā pēdējo sešu gadu laikā ir tiešs iepriekš minēto uzņēmumu rezultāts. Atrodoties Eiropā un sadarbojoties ar dažādiem materiālu piegādātājiem, tehniskajām iestādēm un būvniecības 3D drukas iesācējiem, viņi vēlas realizēt piedevu būvniecībai kā instrumentu šajā nozarē.

To vēl vairāk noteica pandēmijas seku kombinācija un tradicionālo būvniecības tehnoloģiju negatīvā ietekme uz mūsu ekosistēmu. Pēc Mansuras domām, tādi jautājumi kā piegādes ķēdes nepilnības, darbaspēka samazināšanās, pieaugošais pieprasījums pēc būvniecības, augošās materiālu izmaksas un klientu ilgtspējības izmaksas "liek AEC nozarei pārdomāt status quo un virzīties uz piedevām būvniecībā."

Kas notiks būvniecības 3D drukāšanā?

Tā kā šī pieaugošā ieviešana notiek, ir divas galvenās jomas, kas atspoguļo nākamo piedevu būvniecības attīstības posmu, saskaņā ar Mansour: tehnoloģiju uzlabošana un ilgtspējīgāka. Pirmajā apgabalā mēs redzēsim tādas funkcijas kā automatizēta drukas uzraudzība, izmantojot sensorus un mākslīgo intelektu, ko izmanto drukas kvalitātes uzlabošanai. Turklāt tiks optimizēts 3D drukas iekārtu nodošanas un ekspluatācijas pārtraukšanas process, īpaši drukāšanai uz vietas.

Runājot par ilgtspējību, mēs jau zinām, ka, ja cementa rūpniecība būtu valsts, tā būtu valsts trešais lielākais oglekļa dioksīda emitētājs pasaulē pēc tam, kad Ķīna un ASV Mansour projekti samazināja paļaušanos uz šo materiālu par labu metakaolīns, Adobe, kaļķakmens, otrreizēji pārstrādāti būvgruži, raktuvju atliekas, slānekļi un citi. Tāpat tiks pētīti jauni stiegrojuma materiāli, tostarp kaņepju un kaņepju armatūra, grafēns, iegultās šķiedras un stikla pildvielas.

Protams, piedevu konstrukcija netiek izmantota tikai 3D drukāšanai no betona mājām, un tā netiks izmantota arī nākotnē. Mansurs norādīja uz vairākiem lietojumiem, kas nav ietverti lielākajā daļā galveno plašsaziņas līdzekļu, piemēram, digitālais inventārs, lai risinātu izmaksas, izpildes laiku un loģistiku; optimizējot detaļas un 3D drukāšanas rezerves daļas novecojošai celtniecības tehnikai; ilgtspējīgākas metodes fasāžu, apšuvuma un strukturālo savienotāju veidošanai; un ieviešot apļveida pieeju, izmantojot otrreizēji pārstrādātus materiālus, piemēram, plastmasu un koksnes atkritumus, mēbeļu un armatūras 3D drukāšanai.

Papildu būvniecības standarti

Virzoties uz priekšu, lielākais šķērslis nozarei var būt nevis tehnoloģisks, bet gan saistīts ar standartiem aditīvās būvniecības jomā.

“Būvniecībā nekas nenotiek bez standartiem. Būvniecībā nav "pārtaisīt"; konstrukcijai jābūt būvētai tā, lai tā būtu droša un izturētu laika un elementu pārbaudi. Būvniecības nozare nekautrējas pieņemt jaunas pieejas un tehnoloģijas, taču ir jābūt pārliecinātai, ka “drukātās” konstrukcijas ir drošas un atbilst vai pārsniedz prasības. Šeit standartiem ir izšķiroša nozīme, ”sacīja Mansurs. "Standarti nodrošina masveida pieņemšanu un pieņemšanu, kas veicina veselīga konkurētspējīga tirgus izveidi, kas veicina materiālu un pieeju turpmāku attīstību un nodrošina konkurētspējīgas cenas."

Šī iemesla dēļ Mansurs 2021. gada martā apņēmās izveidot komiteju šī jautājuma risināšanai. Tā kā ISO/TC 261/JG 80 komiteja izveidoja standarta projektu, ISO/ASTM 52939, kam paredzēts veikt otro pārskatīšanas un komentēšanas procesu pirms oficiālās publicēšanas līdz 2022. gada beigām.

"Tas ir savlaicīgs, jo tas ir saistīts ar vairākām valdības vadītām iniciatīvām, piemēram, nesenajā Eiropas Komisijas priekšlikumā 30. martā.^th, 2022. gads, kur ir skaidri apskatīta piedeva būvniecībai un kur Eiropas Standartizācijas komiteja (CEN un CENELEC) apstiprināja ISO/ASTM 52939 pieņemšanu kā CEN ISO/ASTM standartu pēc publicēšanas,” atzīmēja Mansurs.

Kā mēs redzējām ar citiem 3D drukāšanas standartiem, tas ir tikai sākums ilgam, darbietilpīgam procesam, kas būs būtisks nozares virzīšanai uz priekšu. Veicot šo galveno darbu, citi centieni, kas nepieciešami piedevu būvniecības progresam, būs nozares profesionāļu tālākizglītība. Šajā sakarā Wohlers Associates, ko nodrošina ASTM International, konsultēs un atbalstīs globālo būvniecības nozari, izprotot 3D drukāšanas kā rīka stiprās puses un ierobežojumus. Organizācija piedāvā stratēģisku skatījumu uz procesiem, materiāliem, regulējošām iniciatīvām un nozares standartu izstrādi un pieņemšanu.