L; 3D-друк, технологічні інновації, інтегровані в YRYS від MFC Concept
Тривимірний друк, безсумнівно, спричинить перелом у способі ведення бізнесу, створення та будівництва в найближчі роки. Вплив буде відчутний на стосунки між виробниками, продавцями та споживачами. Будівля не стане винятком. Навіть якщо вона лише зароджується, ця революція повністю змінить наш підхід до архітектури, будівництва та навіть наших соціальних відносин.
І справи йдуть дуже швидко. Наприклад, китайська компанія Winsun досягла подвигу будівництва 5-поверхової будівлі менш ніж за добу, і це завдяки виробництву добавок (тобто 3D-друку). Вона використовувала машину висотою 6 метрів, шириною 10 метрів і довжиною 40 метрів. Принтер (якщо ми все ще можемо використовувати цей термін) виходить не з чорнила, а з бетону.
Останній складається з промислових відходів, швидкотвердіючого цементу та застигаючого агента, що дозволяє кожному шару підтримувати верхні шари.
Все це не робиться безпосередньо на місці. Стіни фактично будуються окремо, а потім збираються на місці.
Також у Китаї компанія HuaShang Tengda Industry за 45 днів спроектувала віллу площею 400 м² за допомогою 3D-друку. Цього разу вся будівля була надрукована та зібрана на місці. Складаючи 400 м² та підлогу, потрібно було 20 тонн бетону .
Ще один божевільний приклад - в Амстердамі роботи компанії MX3D навесні їдуть нагрівати метал до температури 1500 ° C, який потім зварюватимуть по краплях для 3D-друку моста. Розташований на каналі Аутербургваль Аудезійдс, міст буде побудований за допомогою двох роботів, кожен з обертовими руками. Повністю автономні, щоб дістатися до іншого берега, вони подорожуватимуть на власному творінні, тобто на тій частині мосту, яку вони щойно побудували.
Іспанія кілька днів тому завершила відкриття Нідерландів першим бетонним мостом, створеним за допомогою 3D-друку, на північ від Мадрида.
Двозначне зростання для 3D
За даними дослідницької фірми MarketsAndMarkets, продажі систем виробництва добавок та виробничих послуг становитимуть понад 20 мільярдів доларів у 2022 році у всіх галузях. За його словами, Xerfi зростає на 26% на рік протягом наступних п'яти років, щоб досягти 15 млрд доларів у 2020 році. Консалтингова фірма Олівер Вайман робить крок далі і повідомляє про дохід у розмірі 400 мільярдів доларів до 2030 року. Важко з точністю визначити ринок, який ще перебуває в зародковому стані, але одне можна сказати точно: із вдосконаленням технологій 3D-друк лише набирає обертів, з двозначними темпами зростання протягом декількох років.
В даний час сегмент будівель та архітектури становить 3,2% світового ринку аддитивних виробництв. За даними Міжвідомчого центру передбачення та передбачення економічних змін (піпаме), протягом п’яти років доведеться покладатися на велику кількість заводських збірних елементів. Для досягнення цього потрібно буде в подальшому освоїти властивості бетону, прискорити процес виготовлення в цеху та складання. За тим самим джерелом, не пізніше як через десяток років будівництво житла буде здійснюватися безпосередньо на місці. Тому слід проводити значні дослідницькі та дослідно-конструкторські роботи, щоб будівництво могло виконуватися незалежно від кліматичних умов.
Ми можемо зрозуміти ентузіазм, оскільки 3D-технології у будівельній галузі повинні зробити можливим зменшення витрат на будівництво. З одного боку, це дозволяє оптимізувати структуру і тим самим досягти економії матеріалу. Тоді стара приказка "час - це гроші" знаходить тут свою повну силу. Ми справді побачили вищеописані проекти, дуже короткі терміни будівництва, що стали можливими завдяки 3D-друку. Для завершення конструкції будинку в середньому потрібен день друкарської роботи в порівнянні з кількома тижнями для традиційних робітників. Вартість також зменшиться просто через зменшення потреби в робочій силі. Для транспортування та експлуатації машини достатньо однієї або двох людей, порівняно з набагато більше на сучасній робочій площадці.
Зробіть шлях !
Тоді виникає проблема. Якщо будівництво виконується безпосередньо на місці, як щодо розміру цих машин, які надрукують наші майбутні будинки? Приклад Winsun з його 40-метровими принтерами явно не можна відтворити в центрі міста, де значно зменшується кількість земель під забудову. Одним із шляхів вирішення цієї дилеми є розробка легших систем. Це, наприклад, те, що призначив собі "Будинок каналів 3D-друку". Розташований в Амстердамі, цей проект набуває форми виставки, досліджень та будівельних майданчиків для архітектури тривимірного друку. Дослідники та інженери вже кілька років думають і розробляють 3D-принтер розумних розмірів, який можна легко перенести з одного місця роботи на інше.
Так само на початку березня російська компанія Apis Cor розкрила будівництво будинку площею 37 м² за допомогою машини, яку можна транспортувати та встановити на місці за допомогою автокрана. Принтер обертається навколо своєї головної осі і дозволяє йому "друкувати", за заявою виробника, на площі 132 м² за допомогою подовжуваного важеля. Окрім невеликих розмірів пристрою, перевага полягає в тому, що він будує будівлю навколо нього, що економить значний простір.
Ближче до нас ми знаходимо стартап, який насправді вже не є стартапом XtreeE, один з лідерів у 3D-друці бетону. У вересні минулого року компанія у партнерстві з Dassault Systèmes, ABB та LafargeHolcim була початком першої в Європі будівлі, побудованої за допомогою 3D-принтера: павільйон площею 20 м², повністю виготовлений із бетону. Матеріал потрібно було адаптувати до цієї будівельної техніки, і було розроблено цілий спектр бетону, починаючи від низької вартості і закінчуючи Ductal (торгова марка, зареєстрована Bouygues і Lafarge, що стосується залізобетонного залізобетонного матеріалу). "Формулювання є ключовим, оскільки бетон повинен бути достатньо рідким, щоб його можна було перекачувати, але бути достатньо твердим на виході з системи, щоб витримувати власну вагу. Початок схоплювання також повинен бути досить швидким, щоб підтримувати нарощування шарів під час друк ", пояснює виробник цементу. І щоб заспокоїти товар, продовжити: "Бетон, що друкується, має значну міцність, рівну міцності звичайного бетону доброї якості".
Ще одне питання, яке можна задати, - це питання, пов’язане з нормативними актами, із сертифікацією цього типу процесу. Будівлі, побудовані на основі цих технологічних інновацій, будуть такими ж міцними, як і їх попередники, побудовані традиційним способом. На даний момент це явно не так. Апіс Кор, наприклад, говорить про тривалість життя свого будинку лише п’ятдесят років. Отже, далеко не сучасні стандарти.
І навпаки, матеріали, що використовуються Xtree, "дають змогу перевіряти відповідність стандартним будівельним стандартам, щоб гарантувати стійкість вироблених елементів", пояснює Ромен Дюбалет, інженер компанії. Це виняток, якому доведеться набути широкого поширення, щоб спосіб виробництва зростав. Тому що насправді у багатьох випадках «матеріал - це суміш цементу та будівельних відходів з бетону, піску та скла. І це, безсумнівно, мало відповідає законодавству, яке діє в західних країнах », - попереджає Тьєррі Ланглуа, директор з нерухомості Vivastreet.
Різні міжнародні органи стандартизації, будь то Afnor у Франції чи ASTM (Американське товариство Міжнародної асоціації випробувань та матеріалів) у США, якщо назвати лише декілька, працюють разом у створенні глобально автентичних стандартів. Як і в будь-яких міждержавних відносинах, які нав'яжуть його стандарт, матимуть значну конкурентну перевагу на ринку. Тому дуже важливо, щоб французькі гравці, піонери на місцях, брали участь у цій лобістській роботі. Для того, щоб отримати огляд поточної роботи, Афнор об'єднує діяльність CEN TC 438, яка оцінює існуючі стандарти на рівні "міжнародної організації зі стандартизації", яка може бути прийнята в Європі.
Питання права тісно пов’язане з ним. Якщо будинок руйнується, кого ми звинувачуємо? Це виробник машини, її користувачі, розробник плану, постачальник матеріалів? Це питання відповідальності доведеться вирішити, щоб майбутні проекти могли проходити в мирі.
Кардинальна зміна для всіх зацікавлених сторін
А потім, чому б не мріяти (або не кошмарити залежно від вашої точки зору), як ми бачили будинок, де місце людини в будівництві закінчується наглядом за машиною та її роботою ?
Перш ніж дійти до такого кінця, створення продуктів та прототипів досить швидко стане нормою. Наприклад, зберігання інструментів чи сировини більше не буде проблемою для майстрів. Архітектор теж на передовій. Йому доступні нові можливості, форми, дизайн. Межі уяви - це єдині перешкоди для запропонованого потенціалу. І не забуваємо про професіоналів з декору чи архітекторів інтер’єрів, які завдяки зростанню 3D зможуть запропонувати ще більшу гіперперсоналізацію кімнат. Одним із прямих наслідків є необхідність підготовки всіх цих акторів до програмного забезпечення DAO та CAD. Справді, 3D-друк працює на цифровій моделі, розробленій із використанням програмного забезпечення САПР. «Ця модель« нарізана »; потім принтер осідає матеріал шар за шаром, поки не буде отриманий фактичний об'єкт. Залежно від технології основний матеріал знаходиться у рідкій, дротяній або порошковій формі », - пояснює П’єрік Сечер, керівник Інноваційного полюса з переробки металів (PITM) у Ніорті.
Ці машини також змінять самі методи проектування будівель. Нинішній порядок будівництва може бути порушений. Наприклад, павільйон XtreeE був побудований у два етапи. Спочатку стіни (зроблені з блоку), потім дах, який друкували плоско. Ми можемо уявити модулі, які будуть додані до існуючих будівель.
Вже виконуються інші проекти, масштаби яких зовсім не такі, як у "простої" будівлі. Італійська компанія планує побудувати невелике село, використовуючи 12-метровий 3D-принтер! Незважаючи на цей гігантизм, компанія «Оса» («Програма перспективного заощадження в світі»), яка стоїть за цим бомбозним проектом, тим не менше тримає ноги міцно прив'язаними до місця та місцевого життя. Заснована в 2012 році, вона поставила перед собою мету "робити будинки з матеріалів місцевого виробництва з майже нульовими витратами на впровадження", за словами її генерального директора Массімо Моретті. На даний час село з міфічною назвою «Шамбала» формується в будинку з «майже неіснуючими витратами, виготовленим із матеріалів, знайдених на місці» (у місті Масса-Ломбарда, місті, розташованому в провінції Равенна, Італія ). До цього додається вертикальний сад для гідропоніки та лабораторія, що містить компактні 3D-принтери, які будуть використовуватися для створення різних об’єктів. Весь принцип заснований на відтворюваності цього села. Шамбала починається в контейнері, що транспортується по всьому світу і містить усе необхідне для його побудови. Все інше робить навколишнє середовище.
З великою силою приходить велика відповідальність
Подобається це нам чи ні, виробництво добавок революціонізує ринок. Окрім змін у способі роботи професіоналів у цьому секторі, вартість будівництва, як очікується, знизиться як ніколи раніше. Дивлячись на технологію протягом дуже довгого періоду, відображення гравців, якими ми її знаємо сьогодні, може кардинально змінитися. Уявімо собі: двоє акторів можуть бути короновані королем і принцом тривимірного друку, а отже і будівлі в цілому. Виробники принтерів (у супроводі трансформаторів сировини) та "дизайнери", нові архітектори, які запропонують свій план, коли хтось вибере книгу про Amazon. Таким чином, сам зробить сам, людина буде в центрі уваги. «Завдяки виробництву добавок людина має можливість виробляти те, що їй потрібно. Модель […] можна експортувати куди завгодно, особливо там, де недостатньо інфраструктури », - говорить Моретті. Як наслідок, добре розмежована межа між кустарним та промисловим виробництвом незабаром перестане бути такою чіткою.
Ми згадали про дуже ймовірну втрату робочих місць у будівельному секторі, яку спричинить цей новий процес. Це неминуче і навіть це настільки погано? Оскільки наявність роботи є умовою гідного життя, це може здатися очевидним. Але саме ця зміна повинна поставити нас під сумнів щодо моделі суспільства, яку ми хочемо, і про наслідки, які нові технології мають для наших стосунків до роботи та в цілому для нашого життя. Кожен повинен зайнятися цією темою: громадяни, бізнес, держава ... 3D-друк тут. Нашому суспільству залишається інтегрувати його якнайкраще для добробуту людини.
Зосередьтеся на типах 3D-друку для будівельної галузі
Для 3D-друку найбільш часто використовуються 3-осьові технології виготовлення. Найвідоміше (те, яке ми цитували в цій статті), - це виробництво адитивних матеріалів або ALM для виробництва аддитивних шарів. Відповідно до стандарту ASTM, це "процес збирання матеріалів для виготовлення об’єктів із даних 3D-моделі, найчастіше шар за шаром, на відміну від субтрактивних методів виготовлення".
Компанія Xtree працює з бетоном та глиною для виготовлення загублених форм: залийте всередину бетон, потім глина розчиняється у воді. Відбувається зміна фази за допомогою хімічної реакції. Дуже рідкий бетон проходить через системи, і коли він виходить, додається продукт, що збільшує його в'язкість .
Дослідники з Корнельського університету розробили PolyBricks. Система базується на керамічних компонентах, без потреби в розчині. Вони використовують "струменевий принтер та порошок, який вони розробили, а потім обпалюють процеси для деталей, що виходять з принтера".
Іранський професор Бехрох Хошневіс та його команда працювали над принтером, здатним проектувати будинки в одному блоці, включаючи сантехнічні труби та електричну систему: "Контурне виготовлення". Тут "швидкотвердіючий матеріал, такий як пісок та цементний бетон, що використовуються з" прискорювачем схоплювання ", формує - шар за шаром - стіни та певні елементи будинку аж до підлоги, стелі та даху, встановлених. портал або кран. Порожнечі, необхідні для вставки сантехнічних елементів, електричної та комп’ютерної проводки, вентиляції чи ізоляційних матеріалів, передбачені вище за течією в комп’ютеризованому плані, але робот та його портал теоретично можуть також встановлювати труби або певні вторинні елементи конструкції ".