Ar pagaliau „House 3D Printing“ pavyko?

Be priedų gamybos (AM) pramonės, priedų konstrukcijos sąvoka dažnai bus vadinama „namo 3D spausdinimu“ arba „3D spausdinta konstrukcija“. Tiesiog pažiūrėkite „Google“ rezultatusGOOG
žemiau esantis raktinių žodžių įrankis. Iš dalies tai rodo plačiosios visuomenės informuotumo apie šį konkretų sektorių lygį, nes dauguma pagrindinių naujienų apima vis didėjantį namų, dabar statomų naudojant konkrečius 3D spausdinimo būdus, skaičių. Tačiau priedų statyba dabar pasiekia tašką, kai sektorius vertinamas dėl 3D spausdintų būstų ir ne tik.

Pagaliau tai padarė priedų konstrukcija

Tai rodo daugybė įvykių, pirmiausia į erdvę atėjusių itin didelių žaidėjų skaičius. Daugelį antraščių, kurias matome šiandien, sukuria kai kurie maži startuoliai, įskaitant ICON ir COBOD, kurie kuria statybines 3D spausdinimo sistemas. Tačiau jų klientai yra vieni didžiausių planetoje.

Pavyzdžiui, COBOD –paremtas 1.8 milijardo dolerių vertės PERI grupė yra tiekėja GE, kuri neseniai pastatė didžiausią pasaulyje priedų statybos įrenginį, skirtą 3D spausdinti betono pagrindams vėjo turbinoms. Holcim, maždaug 28 milijardų dolerių vertės cemento milžinas karšto vandens gamybai Pasiūlymai su ISIS Sirijoje, yra dar vienas COBOD klientas. Ji naudoja COBOD mašinas 3D spausdinimui namuose ir mokyklose Afrikoje per savo ne pelno grupę 14 medžių.

ICON klientai, be abejo, yra dar didesni. Be bendradarbiavimo su mažesniais būsto vystytojais, pagrindiniai ICON partneriai yra NASA ir JAV Gynybos departamentas. JAV armijai ICON turi 3D spausdinimą transporto priemonių pastogės ir masyvios kareivinės.

Tuo tarpu kiti konglomeratai patenka į šį sektorių, įskaitant CEMEX5-a pagal dydį statybinių medžiagų kompanija pasaulyje; Sika, Šveicarijos chemijos pramonės milžinė, kurios dabartinė rinkos kapitalizacija yra 38 mlrd. ir Saint-Gobain, viena iš seniausių ir didžiausių pasaulyje statybinių medžiagų tarptautinių įmonių, kurios pajamos siekia apie 47 mlrd.

Iš kur atsirado priedų konstrukcija?

„Wohlers Associates“, kurią teikia ASTM International, yra seniausia ir labiausiai gerbiama konsultacinė įmonė 3D spausdinimo pramonėje. 2022 m. balandžio mėn. statybos 3D spausdinimo ekspertas Stephanas Mansouras prisijungė prie Wohlers kaip asocijuotas konsultantas, pasiūlydamas dar vieną ženklą, kad priedų konstrukcija pavyko. Žinome, kad statybinis 3D spausdinimas yra daugiau nei tik „namų 3D spausdinimas“, bet iš kur tai atsirado? Mansouras turėjo keletą atsakymų.

Specialistės teigimu, priedų konstrukcija reikšmingą postūmį įgavo iš Artimųjų Rytų, kur Jungtiniai Arabų Emyratai paskelbė savo 2030 metų viziją, o Saudo Arabija pristatė savo NEOM projektas. Buvęs siekė padaryti 25 proc. Dubajaus pastatų 3D atspausdinti iki 2030 m., o pastarasis planavimui ir statybai iš Saudo Arabijos viešųjų investicijų fondo ir tarptautinių investuotojų skyrė 500 mlrd.

„Reaguodami į tai, generaliniai rangovai pradėjo pastangas toliau tirti ir realizuoti priedą statybai kaip įrankį reikiamiems tikslams pasiekti“, – sakė Mansouras. „Įspūdingos įmonės ir pagrindiniai veikėjai Persijos įlankos regione buvo BAM Infra, BESIX, Freyssinet, Vinci, ACCIONA ir Consolidated Contractors Company. Europos pažanga ir pasiekimai statybų priedų srityje per pastaruosius šešerius metus yra tiesioginis anksčiau minėtų įmonių rezultatas. Įsikūrę Europoje ir bendradarbiaudami su įvairiais medžiagų tiekėjais, techninėmis institucijomis ir statybų 3D spausdinimo startuoliais, jie siekia realizuoti priedą statyboms kaip įrankį šiame sektoriuje.

Tai dar labiau lėmė pandemijos padarinių ir neigiamo tradicinių statybos technologijų poveikio mūsų ekosistemai derinys. Pasak Mansour, tokios problemos kaip tiekimo grandinės spragos, mažėjanti darbo jėga, didėjanti statybų paklausa, didėjančios medžiagų sąnaudos ir klientų tvarumo sąnaudos „verčia AEC sektorių permąstyti status quo ir pereiti prie priedų statyboms“.

Kas toliau statybinio 3D spausdinimo srityje?

Anot Mansour, didėjant šiam pritaikymui, yra dvi pagrindinės sritys, kurios atspindi kitą priedų konstrukcijos kūrimo etapą: technologijos tobulinimas ir tvaresnis. Pirmoje srityje matysime tokias funkcijas kaip automatinis spausdinimo stebėjimas naudojant jutiklius ir dirbtinį intelektą, naudojamą spausdinimo kokybei pagerinti. Be to, bus optimizuotas 3D spausdinimo įrangos, ypač spausdinimo vietoje, paleidimo ir eksploatavimo nutraukimo procesas.

Kalbant apie tvarumą, mes jau žinome, kad jei cemento pramonė būtų šalis, ji būtų tokia trečia pagal dydį anglies dvideginio išmetimas pasaulyje po to, kai Kinija ir JAV Mansour projektai sumažino priklausomybę nuo šios medžiagos ir metakaolinas, adobe, kalkakmenis, perdirbtos statybinės atliekos, kasyklų atliekos, skalūnai ir kt. Taip pat bus tiriamos naujos armavimo medžiagos, įskaitant kanapių ir kanapių armatūrą, grafeną, įterptą pluoštą ir stiklo užpildus.

Žinoma, priedų konstrukcija nėra naudojama tik 3D spausdinimui iš betono namų ir nebus naudojama ateityje. Mansour atkreipė dėmesį į daugybę taikomųjų programų, kurios neapima daugumos pagrindinių žiniasklaidos priemonių, pvz., skaitmeninės atsargos, skirtos pridėtinių išlaidų, pristatymo laiko ir logistikos mažinimui; senstančios statybinės įrangos dalių ir 3D spausdinimo atsarginių dalių optimizavimas; tvaresni fasadų, apkalų ir konstrukcinių jungčių kūrimo metodai; ir įgyvendinti žiedinį metodą, naudojant perdirbtas medžiagas, pvz., plastiką ir medienos atliekas, 3D baldams ir armatūrai spausdinti.

Papildomi statybos standartai

Žengiant į priekį, didžiausia kliūtis sektoriui gali būti ne technologinio pobūdžio, o susijusi su priedų statybos standartais.

„Statybose niekas nevyksta be standartų. Statybose nėra „perdarymo“; konstrukcija turi būti pastatyta taip, kad būtų saugi ir atlaikytų laiko bei elementų išbandymą. Statybos sektorius nevengia taikyti naujų požiūrių ir technologijų, tačiau turi būti užtikrintas, kad „spausdinamos“ konstrukcijos yra saugios ir atitinka arba viršija keliamus reikalavimus. Čia standartai atlieka esminį vaidmenį“, – sakė Mansouras. "Standartai leidžia masiškai priimti ir priimti, o tai skatina kurti sveiką konkurencingą rinką, kuri skatina tolesnę medžiagų ir metodų plėtrą ir sudaro sąlygas konkurencingoms kainoms."

Dėl šios priežasties Mansouras 2021 m. kovo mėn. ėmėsi įsteigti komitetą šiam klausimui spręsti. Tai, kas tapo ISO/TC 261/JG 80 komitetu, parengė standarto projektą, ISO/ASTM 529392022 m. pabaigoje bus atliktas antrasis peržiūros ir komentarų procesas prieš oficialų paskelbimą.

„Tai yra laiku, nes tai susiję su keliomis vyriausybės vadovaujamomis iniciatyvomis, tokiomis kaip neseniai Europos Komisijos kovo 30 d.^th, 2022 m., kur aiškiai kalbama apie statybinį priedą ir kur Europos standartizacijos komitetas (CEN ir Cenelec) patvirtino ISO/ASTM 52939 priėmimą kaip CEN ISO/ASTM standartą, kai tik buvo paskelbtas“, – pažymėjo Mansouras.

Kaip matėme su kitais 3D spausdinimo standartais, tai tik pradžia ilgo ir daug pastangų reikalaujančio proceso, kuris bus būtinas norint stumti sektorių į priekį. Atliekant šį pagrindinį darbą, kitos pastangos, reikalingos priedų konstrukcijos pažangai, bus tęstinis pramonės specialistų mokymas. Šiuo atžvilgiu Wohlers Associates, kurią valdo ASTM International, patars ir rems pasaulinį statybų sektorių, suprasdama 3D spausdinimo, kaip įrankio, pranašumus ir trūkumus. Organizacija siūlo strateginę procesų, medžiagų, reguliavimo iniciatyvų ir pramonės standartų kūrimo bei priėmimo perspektyvą.