Строительный 3D-принтер для колледжа современных технологий

Здравствуйте! Рассказываем о пусконаладке строительного 3D-принтера в Колледже современных технологий имени героя Советского Союза М.Ф. Панова. Это строительный колледж, занимающийся подготовкой специалистов в этой сфере и участвующий в Чемпионате Москвы WorldSkills Russia.

*На сегодняшний момент принтер Спецавиа снят с производства. Другие 3D принтеры здесь.

Что за 3D-принтер

Это уже второй купленный колледжем строительный принтер Спецавиа предназначенный для 3D-печати бетоном. Предыдущий отправлен на полигон для работы. Это модификация модели S-2020, он сделан на заказ и пришел в разобранном виде.

От стандартной модели принтер отличается размерами рамы и областью печати.

Характеристики:

Рабочая область: 2500 х 1500 х 800 мм.
Внешние размеры: 3000 х 2000 х 2100 мм.
Привод: шаговые двигатели с цилиндрическими редукторами.
Тип подачи печатающей головки: шнековый.
Слой: 10-15 х 30-40 мм.
Производительность: до 0,5 кубометра в час.
Материал: цементные составы с противоморозными и пластифицирующими добавками или без таковых, гипсовые смеси, в том числе влагостойкие упрочненные.
Вес нетто: 560 кг.
Вес брутто: 960 кг.
Электропитание: 220В, 50 Гц, 1600 Вт.
Условия эксплуатации: в помещении, от 5 до 40 °C, влажность воздуха не более 60%.

Серийные S-2020 поставляются собранными в легковом автоприцепе.

Этот принтер приехал в шести ящиках. Выгружали и переносили их два человека.

Отдельные компоненты весят 200 кг, для их выгрузки понадобился подъемник.

Сборка 3D-принтера

Каркас принтера состоит из нескольких составляющих.

Направляющая по вертикальной оси, монтируется на двухсоткилограммовую ось, на нее устанавливается бункер-экструдер для раствора.

Воронкообразный бункер, в который загружается смесь. Внутри шнек вращением экструдирует раствор.

Боковины основания — основные несущие элементы, весят по 80 кг.

Соединяем боковины тремя прямоугольными трубами.

Повесили ось, на ней располагаются шаговые двигатели. Движение осуществляется посредством линейной зубчатой передачи. Затем закрепили желтую металлическую панель.

Стоящая на полу деталь — каркас направляющих по оси Z.

Повесили направляющую и присоединили цепь, передающую усилие от шагового двигателя для движения бункера по вертикали.

Повесили бункер со шнеком и подключили шлейф питания.

Для полной сборки принтера требуется около 6 часов и два сотрудника.

ПО, подготовка проекта

Принтер работает с программой Mach3, печатает из файлов .dxf и .dvg. Загрузить в нее можно любой g-code. Подготовка файлов делается в программе Sheetcam. МОжно использовать файлы проектов из AutoCAD.

Печать

Бетонная смесь выдавливается экструдером специальной конструкции. Она укладывается слоями, как пластик в бытовом 3D-принтере.

Учащиеся колледжа замешивают раствор и загружают в бункер.

Для печати на принтере достаточно одного оператора, он же может загружать смесь в бункер вручную или с помощью специального загрузчика.

Смесь подается вращающимся шнеком, как в мясорубке. Скорость работы двигателя шнека настраивается в программе. Бетон загружается в бункер, затем его надо дегазировать какое-то время, немного утрамбовать и можно печатать.

Для чего применяется 3D-принтер

Принтер применяется для изучения методик работы с 3D-печатью в строительстве. Используется для печати малых архитектурных форм — лавочек, тумб, рельефных элементов.

Детали рядом с принтером — часть лавочки. А вот так она выглядит целиком.

Есть и другие варианты исполнения.

И, конечно, далеко не только лавочки.

Принтер может создавать и монолитные конструкции, но эффективнее — напечатать внешние стенки, пространство внутри которых можно залить раствором или заполнить теплоизолятором.

Другой пример применения: в Артёмовском, под Екатеринбургом, принтер Спецавиа напечатал копию одной из башен замка Винтерфелл из «Игры престолов».

Башня напечатана на территории местного бетонного завода и предназначена для поста охраны.

Плюсы и минусы

Плюсы:

Незаменимое наглядное пособие;
Можно печатать малые архитектурные формы для практического применения;
Легко установить, легко настроить, просто печатать;
Дешевле импортных аналогов;
Гарантия отечественного производителя.

Минусы

Необходима спецтехника для разгрузки принтера и не менее двух человек для его установки;
Необходимо отдельное помещение;
После завершения печати надо ждать, пока принт застынет, прежде чем его можно будет убрать из рабочей области.

Итого

Применение 3D-печати в строительстве, хоть оно пока еще и в новинку, уже заявило о себе — многие вещи, действительно, намного проще, быстрее и дешевле распечатать, чем проектировать и делать опалубку под их заливку.

СМИ пестрят кейсами практического применения, учебные заведения готовят специалистов, производители принтеров увеличивают ассортимент — мы видим, что это не модная тенденция, а логичное продолжение развития строительных технологий.

И в этой сфере, как и в других, максимум преимуществ от новой технологии получит тот, кто раньше начнет ее использовать.

Top 3D Shop и производитель дают официальную гарантию на всё поставляемое оборудование и предоставляют техническую поддержку по всем доступным каналам.