7186320

Отчет о проверке на заимствования №1
ИНФОРМАЦИЯ О ДОКУМЕНТЕ
ИНФОРМАЦИЯ ОБ ОТЧЕТЕ
№ документа: *****
Начало загрузки: *****
Длительность загрузки: *****
Имя исходного файла: *****
Название документа: *****
Размер текста:***** кБ
Cимволов в тексте: *****
Слов в тексте: *****
Число предложений: *****
Начало проверки: *****
Длительность проверки: *****
Комментарии: *****
Поиск с учетом редактирования: *****
Модули поиска: *****
ЗАИМСТВОВАНИЯ
САМОЦИТИРОВАНИЯ
ЦИТИРОВАНИЯ
ОРИГИНАЛЬНОСТЬ
37,02%
0%
7,93%
55,05%
Заимствования — доля всех найденных текстовых пересечений, за исключением тех, которые система отнесла к цитированиям, по отношению к общему объему документа.
Самоцитирования — доля фрагментов текста проверяемого документа, совпадающий или почти совпадающий с фрагментом текста источника, автором или соавтором
которого является автор проверяемого документа, по отношению к общему объему документа.
Цитирования — доля текстовых пересечений, которые не являются авторскими, но система посчитала их использование корректным, по отношению к общему объему
документа. Сюда относятся оформленные по ГОСТу цитаты; общеупотребительные выражения; фрагменты текста, найденные в источниках из коллекций нормативноправовой документации.
Текстовое пересечение — фрагмент текста проверяемого документа, совпадающий или почти совпадающий с фрагментом текста источника.
Источник — документ, проиндексированный в системе и содержащийся в модуле поиска, по которому проводится проверка.
Оригинальность — доля фрагментов текста проверяемого документа, не обнаруженных ни в одном источнике, по которым шла проверка, по отношению к общему объему
документа.
Заимствования, самоцитирования, цитирования и оригинальность являются отдельными показателями и в сумме дают 100%, что соответствует всему тексту проверяемого
документа.
Обращаем Ваше внимание, что система находит текстовые пересечения проверяемого документа с проиндексированными в системе текстовыми источниками. При этом
система является вспомогательным инструментом, определение корректности и правомерности заимствований или цитирований, а также авторства текстовых фрагментов
проверяемого документа остается в компетенции проверяющего.
№
Доля
в отчете
Источник
Актуален на
Модуль поиска
08 Июн 2021
Интернет Плюс
[01]
1,15%
Технологии и строительные материалы –
Новые современные технологии
строительства частных домов, материалы и
особенности, обзор
https://infocons.ru
[02]
0%
Аддитивные технологии в строительстве:
оборудование и материалы (часть 1)
https://3dpulse.ru
07 Июн 2022
Интернет Плюс
[03]
0%
Аддитивные технологии в строительстве:
оборудование и материалы (часть 1)
https://3dpulse.ru
09 Июн 2021
Интернет Плюс
[04]
0%
Аддитивные технологии в строительстве:
оборудование и материалы (часть 1)
https://3dpulse.ru
21 Мая 2022
Интернет Плюс
[05]
7,05%
2019_ИСИ_МИТМ_080401_МД_Агеева_Марина_
Сергеевна
21 Июн 2019
Кольцо вузов
[06]
8,87%
Технология строительства
https://spravochnick.ru
13 Июл 2020
Интернет Плюс
[07]
0%
Аддитивные технологии в строительстве:
оборудование и материалы (часть 1)
https://3dpulse.ru
09 Июн 2021
Интернет Плюс
[08]
0%
Аддитивные технологии в строительстве:
оборудование и материалы (часть 1)
https://3dpulse.ru
21 Мая 2022
Интернет Плюс
[09]
0%
Технология строительства
https://spravochnick.ru
14 Июн 2022
Интернет Плюс
[10]
0%
2018_ИСИ_СМИК_080401_МР_
Шитикова_Анастасия_Сергеевна.docx
26 Июн 2018
Кольцо вузов
[11]
7,37%
не указано
13 Янв 2022
Библиография
[12]
0,5%
Технология строительства
https://spravochnick.ru
14 Июн 2022
Интернет Плюс
[13]
0,38%
http://unistroy.spbstu.ru/index_2017_63/4_63.pdf 15 Сен 2018
Интернет Плюс
Комментарии
http://unistroy.spbstu.ru
[14]
0,95%
Перспективы применения 3D-печати в
строительном комплексе Российской
Федерации - PDF Скачать Бесплатно
https://docplayer.ru
[15]
0,11%
ВИДЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ 3D-ПРИНТЕРОВ И ИХ
УСТРОЙСТВО.
http://elibrary.ru
17 Янв 2019
Перефразирования
по eLIBRARY.RU
[16]
1,88%
Referat_Ulanov
02 Апр 2019
Кольцо вузов
[17]
0%
ВИДЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ 3D-ПРИНТЕРОВ И ИХ
УСТРОЙСТВО.
http://elibrary.ru
17 Янв 2019
eLIBRARY.RU
[18]
0,91%
Использование трехмерной печати при
строительстве зданий и сооружений.
http://elibrary.ru
13 Янв 2019
Перефразирования
по eLIBRARY.RU
[19]
2,31%
Строительные 3D-принтеры и наш опыт
работы с ними / Блог компании Top 3D Shop /
Geektimes
https://geektimes.ru
05 Янв 2017
Перефразирования
по Интернету
[20]
1,73%
Зам. директора по отделению
Аудиовизуальных технологий — МегаЛекции
http://megalektsii.ru
08 Июл 2017
Интернет Плюс
[21]
2,07%
13 ЛУЧШИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ 3D-ПРИНТЕРОВ
2019 ГОДА
https://epo3d.com
14 Июн 2022
Интернет Плюс
[22]
1,69%
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 3D-ПРИНТЕРА В
СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
http://elibrary.ru
27 Янв 2019
Перефразирования
по eLIBRARY.RU
[23]
1,67%
182868_m2-KTOPz31_2020_1
10 Фев 2022
Кольцо вузов
[24]
1,09%
Строительный 3d принтер и состав бетона для
самоделкиных
14 Июн 2022
https://kamsaddeco.com
Интернет Плюс
[25]
0%
Строительный 3d принтер и состав бетона для
самоделкиных
14 Июн 2022
https://kamsaddeco.com
Интернет Плюс
[26]
0,25%
Как российская технология стала прорывом в
строительной 3D-печати | Нанотехнологии
Nanonewsnet
http://nanonewsnet.ru
13 Мар 2020
Интернет Плюс
[27]
0%
Использование трехмерной печати при
строительстве зданий и сооружений.
http://elibrary.ru
13 Янв 2019
eLIBRARY.RU
[28]
0,24%
2019_ИСИ_СМИК_080301_БР_Семернин_Евгени
13 Июн 2019
й_Олегович
Кольцо вузов
[29]
1,19%
3D принтеры в строительстве.
http://elibrary.ru
10 Янв 2016
Перефразирования
по eLIBRARY.RU
[30]
0%
РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
12 Мар 2019
http://elibrary.ru
Перефразирования
по eLIBRARY.RU
[31]
1,16%
МАГ_КузинАВ_ТОС_19_61_26.12.2021
26 Дек 2021
Кольцо вузов
[32]
0%
Как российская технология стала прорывом в
строительной 3D-печати
http://nanonewsnet.ru
08 Янв 2019
СМИ России и СНГ
[33]
0%
РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
12 Мар 2019
http://elibrary.ru
eLIBRARY.RU
[34]
0%
Новый 3D-принтер, который может построить
временное жилье всего за 30 минут
http://vzavtra.net
05 Янв 2019
СМИ России и СНГ
[35]
0,05%
Шумовое озвучание фильма
http://kazreferat.info
06 Июл 2016
Интернет Плюс
[36]
0%
Шумовое озвучание фильма - Культура и
искусство - реферат - KazEdu.kz
https://kazedu.kz
02 Апр 2020
Интернет Плюс
[37]
0%
11 Июл 2020
Интернет Плюс
СУХИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ СМЕСИ С
ВОЛОКНИСТЫМИ ТЕХНОГЕННЫМИ И
ПОЛИМЕРНЫМИ ДОБАВКАМИ
21 Июн 2021
Интернет Плюс
http://dslib.net
0%
Текст диссертации.pdf (11 MB) (опубликовано
15.09.2015) (6/6)
http://tsuab.ru
[39]
0,24%
Исследователи создали 3D-печатные кирпичи,
соединяющиеся между собой без цементного
26 Дек 2018
раствора
http://nanonewsnet.ru
СМИ России и СНГ
[40]
0%
Шумовое озвучание фильма - Культура и
искусство - реферат - KazEdu.kz
https://kazedu.kz
31 Мар 2021
Интернет Плюс
[41]
0%
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ - Сухие строительные
смеси с повышенными эксплуатационными
характеристиками
https://studref.com
14 Июн 2022
Интернет Плюс
[42]
0,56%
не указано
13 Янв 2022
Шаблонные фразы
[43]
0%
Сухие строительные смеси с повышенными
эксплуатационными характеристиками
http://ibooks.ru
09 Дек 2016
Сводная коллекция
ЭБС
[44]
0%
Способ трехмерной печати огнеупорных
изделий. Патент РФ 2535704
http://findpatent.ru
24 Июн 2015
Патенты СССР, РФ,
СНГ
0%
Гершман, Галина Олеговна
Модифицированные сухие строительные
смеси : диссертация ... кандидата технических
наук : 05.23.05 Москва 2000
http://dlib.rsl.ru
26 Дек 2011
Сводная
коллекция РГБ
[46]
0,43%
АНАЛИЗ РАБОЧИХ СОСТАВОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ
ДЛЯ ТЕХНОЛОГИИ 3D-СТРОИТЕЛЬСТВА
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.
http://elibrary.ru
27 Мая 2019
Перефразирования
по eLIBRARY.RU
[47]
0,42%
DPBP – что это такое и как рассчитать
https://stimul40.ru
07 Июн 2022
Интернет Плюс
[48]
0%
Нойферт Э. Строительное проектирование. —
Москва, 1991 | портал о дизайне и
архитектуре
http://tehne.com
01 Дек 2020
Интернет Плюс
[49]
0%
«АМТ-СПЕЦАВИА» представит 3D
строительный принтер для Европы
http://metaprom.ru
17 Авг 2019
СМИ России и СНГ
[50]
0%
4469-7372-1-SM.pdf
27 Мая 2022
Кольцо вузов
[51]
0,21%
Внутренняя норма доходности. Формула
расчета IRR инвестиционного проекта.
http://msfo-dipifr.ru
16 Мая 2022
Интернет Плюс
[52]
0,07%
Балльно-рейтинговая система оценки
курсовой и выпускной квалификационной
работ.
http://elibrary.ru
23 Сен 2015
eLIBRARY.RU
[53]
0%
SADYAKASOV M.S., AYELBEKOV S.A.,
KOLESNIKOVA I.V..pdf
http://arch.kyrlibnet.kg
02 Янв 2020
Интернет Плюс
[54]
0%
Первый в мире фонтан, напечатанный 3D
принтером - 3d фонтан в Палехе | Новости
строительной 3D печати АМТ СПЕЦАВИА,
Полезные статьи
https://specavia.pro
14 Июн 2022
Интернет Плюс
[55]
0%
Finding outdoor boundaries for 3D space‐based
navigation
https://doi.org
30 Апр 2020
Перефразирования
по коллекции
издательства Wiley
0%
Балльно-рейтинговая система оценки
курсовой и выпускной квалификационной
работ.
http://elibrary.ru
23 Сен 2015
Перефразирования
по eLIBRARY.RU
0%
Организационно-экономические аспекты
применения аддитивной технологии при
реализации девелоперских проектов в
малоэтажном строительстве.
http://elibrary.ru
28 Янв 2018
Перефразирования
по eLIBRARY.RU
[38]
[45]
[56]
[57]
22 Сен 2016
Интернет Плюс
[58]
0%
[59]
0%
[60]
23 Сен 2020
eLIBRARY.RU
Дипломная работа по режиссуре по пьесе В.
Зимина "Брысь! или истории кота Филофея"
https://infourok.ru
14 Июн 2022
Интернет Плюс
0,33%
Тюфтяев М. А. М18 ИСТ-6. Пояснительная
записка
03 Июл 2020
Кольцо вузов
[61]
0%
Скачать электронную версию
http://pnu.edu.ru
27 Фев 2020
Интернет Плюс
[62]
0%
Как написать магистерскую диссертацию
http://studentlibrary.ru
27 Ноя 2017
Сводная коллекция
ЭБС
[63]
0%
Магистерская диссертация: методология
научно-исследовательской деятельности по
направлению подготовки 38.04.01
"Экономика"
http://studentlibrary.ru
27 Ноя 2017
Сводная коллекция
ЭБС
[64]
0%
Как написать магистерскую диссертацию:
учебно-методическое пособие
https://e.lanbook.com
22 Янв 2020
Сводная коллекция
ЭБС
[65]
0%
Диссертация на тему «Разработка составов
сухих смесей и технологии получения на их
основе неавтоклавных пенобетонов»
автореферат по специальности ВАК 05.23.05 Строительные материалы и изделия |
disserCat — электронная библиотека
диссертаций и авторефе...
http://dissercat.com
26 Ноя 2017
Интернет Плюс
[66]
0,01%
Строительная 3D печать. Смеси. Практические
рекомендации.
08 Янв 2019
http://3dtoday.ru
СМИ России и СНГ
[67]
0%
Строительная 3D печать. Смеси. Практические
рекомендации.
14 Июн 2022
https://3dtoday.ru
Интернет Плюс
0,04%
http://www.fa.ru/fil/tula/student/cab/Documents/
%D0%92%D0%9A%D0%A0%20%D0%9C%D0%B8
11 Янв 2022
%D0%98.pdf
http://fa.ru
Интернет Плюс
[69]
0%
Жегера, Кристина Владимировна Разработка
клеевой сухой строительной смеси с
применением добавки на основе аморфных
алюмосиликатов : диссертация ... кандидата
технических наук : 05.23.05 Пенза 2016
http://dlib.rsl.ru
11 Июн 2020
Сводная
коллекция РГБ
[70]
0%
Эксперты КТБ ЖБ начали разработку
идеального бетона для 3D-строительства
http://publishernews.ru
21 Дек 2018
СМИ России и СНГ
[71]
0%
Различные вяжущие для получения сухих
строительных смесей.
http://elibrary.ru
13 Янв 2014
eLIBRARY.RU
[72]
0%
Диссертация на тему «Разработка составов
полимерминеральных фасадных покрытий и
исследование их долговечности», скачать
бесплатно автореферат по специальности ВАК 22 Янв 2022
РФ 05.23.05 - Строительные материалы и
изделия
https://dissercat.com
Интернет Плюс
[73]
0%
[recovery mode] Строительные 3D-принтеры и
наш опыт работы с ними
http://pcnews.ru
03 Янв 2019
СМИ России и СНГ
[74]
0%
Композиционные составы для локализации
очагов разрушения дорожного покрытия:
монография
https://e.lanbook.com
21 Янв 2020
Сводная коллекция
ЭБС
[75]
0%
Композиционные составы для локализации
очагов разрушения дорожного покрытия
http://ibooks.ru
09 Дек 2016
Сводная коллекция
ЭБС
[76]
0%
27 Авг 2014
eLIBRARY.RU
[68]
ТЕХНОЛОГИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 3D-ПЕЧАТИ В
СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
http://elibrary.ru
Показатели результатов деятельности:
использование в управлении стоимостью
компании.
http://elibrary.ru
[77]
0%
ТА 2016 Мищенко М.Е..docx
02 Июн 2016
Кольцо вузов
[78]
0%
В Китае изобрели скоростной 3D-принтер для
строительства зданий
http://2-999-999.ru
04 Янв 2019
СМИ России и СНГ
[79]
0%
Управление и экономика фармации
http://studentlibrary.ru
26 Янв 2018
Медицина
[80]
0%
ШТУКАТУРНЫЕ РАСТВОРЫ ДЛЯ ВНУТРЕННЕЙ
ОТДЕЛКИ СТЕН ЗДАНИЙ.
http://elibrary.ru
29 Авг 2014
eLIBRARY.RU
0%
ПНСТ 495-2020 СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ И
ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ.
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. ПРИМЕНЕНИЕ
ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ (3D-ПЕЧАТЬ) В
СТРОИТЕЛЬСТВЕ. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
https://mooml.com
10 Июн 2022
Интернет Плюс
0%
АЭРОДИНАМИКА УСТРОЙСТВА УДАЛЕНИЯ
КОНДЕНСАТА ИЗ ВЕНТИЛИРУЕМОГО ВОЗДУХА
ДЛЯ КЛИМАТИЧЕСКОЙ КАМЕРЫ ИСПЫТАНИЯ
ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ.
http://elibrary.ru
25 Дек 2012
eLIBRARY.RU
[83]
0%
Анализ существующих технологических
решений 3D-печати в строительстве – тема
научной статьи по строительству и
архитектуре читайте бесплатно текст научноисследовательской работы в электронной
библиотеке КиберЛенинка
https://cyberleninka.ru
09 Мая 2022
Интернет Плюс
[84]
0%
1_Диплом ОСН
16 Июн 2017
Кольцо вузов
0%
Гордеев, Артем Геннадьевич Реализация
локальных проектов социальноэкономического развития с использованием
инструментария муниципальных
заимствований : на примере Республики
Татарстан : диссертация ... кандидата
экономических наук : 08.00.05 Казань 2014
http://dlib.rsl.ru
11 Июн 2020
Сводная
коллекция РГБ
[86]
0%
Постановление Правительства Удмуртской
Республики от 28 декабря 2017 г. N 567 "Об
особенностях функционирования территории
опережающего социально-экономического
развития "Сарапул"
http://ivo.garant.ru
28 Фев 2018
СПС ГАРАНТ
Источник исключен. Причина:
Маленький процент пересечения.
[87]
0%
ФИНАНСОВО-ЭФФЕКТИВНЫЙ ОБОРОННОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМПЛЕКС
19 Дек 2018
СМИ России и СНГ
Источник исключен. Причина:
Маленький процент пересечения.
[88]
0%
https://journal-nio.com/images/2021/2-2021.pdf
https://journal-nio.com
22 Фев 2022
Интернет Плюс
Источник исключен. Причина:
Маленький процент пересечения.
0%
Презентация на тему: "Инвестиционный
анализ 1. 2 Методики по разработке бизнеспланов UNIDO (Организация объединенных
наций по промышленному развитию) World
Bank (Мировой банк.". Скачать бесплатно и
без регистрации.
http://myshared.ru
06 Июн 2022
Интернет Плюс
Источник исключен. Причина:
Маленький процент пересечения.
[81]
[82]
[85]
[89]
Текст документа
Государственное автономное профессиональное образовательное
учреждение города Москвы
«Колледж предпринимательства 20 No 11»
Допустить к защите 35
Заведующий ЦМТиО
_______________ В.Ю. Николаев
( подпись)
_________________ 20___г.
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
На тему 20 : Разработка строительного 3D-принтера дельта типа с функцией
армирования возводимых конструкций
По специальности: 15.02.09 Аддитивные технологии
Выполнил:
Обучающийся (выпускник)
группы АТ-44
Кудрин Святослав Андреевич
(Ф.И.О.)
____________________________
(подпись)
Научный руководитель:
Преподаватель спец. дисциплин
Ученая степень, должность
Богодухова Екатерина Сергеевна
(Ф.И.О.)
_______________________________
(подпись)
Москва 2022
2
Государственное автономное профессиональное образовательное
учреждение города Москвы
«Колледж предпринимательства 20 No 11»
Утверждаю
Заведующий ЦМТиО
____________________ В.Ю. Николаев
«____» ___________________ 20___г.
ЗАДАНИЕ
на выполнение дипломной работы (проекта) студенту
__________________________
(Ф.И.О.)
Тема дипломной работы:
Целевая установка:
Основные вопросы, подлежащие разработке (исследованию):
Основная литература:
Срок 20 предоставления 68 законченной работы: «___» ___________ 20___ г.
Научный руководитель: _________________________ __________________
(Ф.И.О.) (подпись)
Задание получил; «___» _____________ 20___ г. студент _________________
(подпись 20 )
3
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................4
1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ................................................................6
1.1 Исследование традиционных технологий строительства.......................... 6
1.2 Анализ методов работы строительных 3D-принтеров............................... 9
1.2.1 Пространственный метод работы...........................................................9
1.2.2 Классиффикация по мобильности и скорости печати........................ 10
1.3 Анализ материалов для строительной 3D-печати 26 .....................................12
1.4 Анализ рынка строительных 3D-принтеров..............................................16
1.5 MPV-анализ и назначение технического продукта...................................21
2 РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ СТРОИТЕЛЬНОГО 3D-ПРИНТЕРА............. 23
2.1 Создание рамы 3D-принтера.......................................................................23
2.2 Проектирование кареток для осей печатающей головы...........................26
2.3 Создание печатающей головы принтера....................................................26
2.4 Моделирование осей печатающей головы.................................................28
2.5 Готовая сборка строительного принтера....................................................29
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ.......................................31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................33
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...............................................34
4
ВВЕДЕНИЕ
В современном мире 3D-печать стремительно развивается, вытесняя все
отрасли и направления традиционного производства. Многие технологии уже
заменяют традиционные технологии. Например, технологии DED, SLM и EBM
хорошо зарекомендовали себя в ракетостроении, машиностроении и других
областях, где используются сварка и литье. 3D-печать уже перешла в
строительную отрасль и активно там развивается. Строительная 3D-печать
предлагает множество возможностей, которые могут существенно повлиять на
будущее строительство.
Строительные 3D-принтеры – это инженерные устройства, которые
создают конструктивные элементы зданий, малые архитектурные формы или
целые конструкции слоями – так же, как любой 3D-принтер печатает объекты из
филамента (пластиковая нить), металла, фотополимера или другого материала.
В отличие от обычного 3D-принтера строительный принтер применяет
специальный материал и различается по габаритам: рабочая поверхность
представляет собой участок строительной площадки или мастерской (цеха) и
печатает смесью цемента или другого материала, который проталкивается через
фильеру слоями для печати зданий.
Есть и конструктивные отличия из-за специфики материала, в частности,
конструкция строительного 3D-принтера предусматривает применение без
нагревательного элемента, в отличие от термопластичных принтеров. Эти
устройства позволяют быстро и без лишних сложностей печатать объекты
практически любой формы, что просто невозможно при обычном серийном
построении с использованием стандартных смесей 19 .
Бетонная 3D-печать в строительной отрасли не только экономит время
возведения здания, а также рабочую силу и строительные материалы по
сравнению с традиционными методами 42 . Однако следует помнить, что 3Dпринтеры пока не способны создавать полноценные дома, с их помощью можно
возвести только каркасы и стены, а другие компоненты, такие как электрическая
5
и сантехническая проводка устанавливаются отдельно. Также бетонные 3Dпринтеры можно использовать для печати мостов, скамеек или просто
наружных украшений 21 .
Каждый строительный принтер отдельных компаний и даже внутри
компании отличается друг от друга, они постоянно совершенствуются и
дорабатываются: меняется их система проектирования и конструкция,
электроника, работоспособность и эффективность, развивается интеллект
машин, материалы изготовления элементов конструкции, развивается и
расходный материал для самой 3D-печати.
Актуальность проведения данной работы заключается в возрастающей
потребности рынка строительства в быстром и качественном возведении зданий
и сложных архитектурных форм с долгосрочной перспективой.
Целью дипломной работы является разработка 42 концепции строительного
3D-принтера дельта типа с дополнительными модификациями.
Задачи:
1. Исследовать рынок строительной 3D-печати;
2. Изучить существующие технологии возведения зданий;
3. Изучить используемые материалы и их стоимость;
4. Рассмотреть существующие строительные 3D-принтеры;
5. Определить основные свойства строительной смеси для 3D-печати;
6. Проанализировать стоимость традиционного производства в
сравнении со строительной 3D-печатью;
7. Сравнить разработанную концепцию с аналогами на рынке;
8. Продумать систему армирования зданий.
Объект исследования: строительный 3D-принтер.
Предмет исследования: возможность внедрения функции армирования
возводящейся конструкции.
6
1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
1.1 Исследование традиционных технологий строительства
Строительное проектирование и другие организационные процессы 6
оказывают непосредственное влияние на качество возводимых 6 конструкций,
учитывая структуру и особенности строительного комплекса, которые зависят
от 6 местоположения строящегося объекта, индивидуальных особенностей и
требований заказчика 6 .
Наиболее распространенной технологией является каркасная с
применением деревянной или металлической основы дома 6 . Основное
преимущество данной технологии – применение облегченного фундамента.
Каркасная технология позволяет возводить дома в период за 2-3 месяца, все
элементы строительства (балки, стойки и т.д.) подгоняются по размеру
непосредственно на строительной площадке 12 [1].
Еще одной популярной технологией считается строительство из клееного
бруса, а также возведение бревенчатых домов в целом. Большим плюсом этой
технологии является экологичность постройки и отсутствие необходимости в
отделки 6 . Среди недостатков можно выделить следующие: недостаточная
теплоизоляция стен 6 , естественная влажность бруса, подверженность материала
гниению, горению, а также большая вероятность появления грызунов [2].
Самым быстрым является строительство из окоренного бревна 6 , которое в ходе
построения темнеет, но при этом сохраняет свою надежность и прочность. Это
достигается 6 путем снятия верхнего слоя коры без затрагивания нижележащих
слоев 6 , где поверхность, насыщенная смолой, служит природным, естественным
защитным покрытием 6 .
Строительство каменных домов относится к одной из традиционных
технологий 6 , которая предполагает использование мелкоразмерных блоков 6 . Она
позволяет возводить здания 6 высотой до 15 метров. Однако такие постройки
требуют дополнительного утепления теплоизоляционными материалами.
Строительство каменных домов 6 также имеет несколько технологий укладки 6
7
камней 6 , одним из которых является привязка по каждому ряду, при этом камни
укладываются 6 тройками. Также применяется и другой вариант укладки, где три
ложковых ряда привязываются одним тычковым 6 .
При технологии панельного строительства применяются панели
заводского изготовления. Изначально для этого 6 использовались железобетонные
плиты, на нынешний момент новые технологии применяют SIP- панели,
снабженные теплоизоляционным слоем 6 с очень малым весом. Зачастую
панельное строительство объединяют с каркасной технологией 6 , где панели
накладываются на заранее установленный каркас.
Технология 6 строительства «канадский дом» – достаточно популярный
метод, который основан на каркасной технологии. Стены 6 возводятся на
перекрытии первого или второго этажа 6 . Название данной технологии говорит о
том, что данная технология популярна в Канаде и Америке. Работа 6
производится на строительной площадке, где при соединении панелей
используются брусья (стойки, перекрытия).
Немецкая каркасная 6 технология подразумевает под собой изготовление
дома на заводе 6 , а ее монтаж производится на строительной площадке. Также
могут изготавливаться полностью укомплектованные панели (утеплитель,
пароизоляция и отделка 6 ), базовой деталью является лишь обшитый каркас.
Стоечно-балочная 6 технология также зародилась в Германии. Каркас
здания 6 возводится из балок, стоек и раскосов 6 , он смотрится как решето 6 в
стенах. Данная технология намного дороже своих аналогов, так как 6 ее каркас
сооружается из бруса сечением 6 от 10х10 см до 20х20 см, так как данный
материал значительно дороже простого бруса. Пространство 6 между брусьями
заполняется глинобитным материалом, кирпичом, плитами ОСП.
Каркасно-стоечная 6 технология придумана в Финляндии, ее особенностью
является то, что 6 нарезные стойки проходят через два этажа 6 , они должны быть
установлены строго вертикально. Такая технология 6 идеально подходит для
строительства на болотистой местности [3].
8
Многоквартирные дома считаются основным способом решения
жилищных вопросов. Так как 6 технология строительства многоэтажных 6 домов
является довольно сложной, то и строительство его сложная и очень
ответственная задача. Существует четыре основные технологии постройки
многоэтажных домов 6 :
1. Технология панельных домов позволяет быстро возводить схожие 6
дома из железобетонных панелей 6 , заранее сделанных на производстве.
Преимущества данной технологии: скорость возведения, небольшая
строительная площадка 6 , маленький набор оборудование для монтажа. К
недостаткам относят: плохие теплотехнические показатели, плохая
звукоизоляция, низкая сейсмостойкость;
2. Кирпичные дома 6 являются трудоемкой технологией, но очень
надежной и не требующей специальной техники 6 . Наиболее распространены два
вида кирпича – керамический и силикатный. К преимуществам такой
технологии относят высокие теплотехнические характеристики, хорошая
звукоизоляция, представительный внешний вид. Недостатками считаются:
необходимость в высококвалифицированном персонале, более высокая
стоимость строительства, большие места для хранения кирпича, ограниченная
этажность;
3. Монолитные дома – самая новая технология на сегодняшний день,
популярность 6 которой продолжает расти. Преимуществами технологии
являются свободная планировка помещений, оригинальная конфигурация
зданий, высокая сейсмостойкость здания. Недостатками 6 являются требование
высококвалифицированного персонала, дорогая стоимость строительства,
невысокая популяризация;
4. Монолитно-кирпичные дома 6 – технология, позволяющая возводить
дома любой этажности достаточно быстро 6 . Преимущества технологии:
свободная планировка, возможность качественной и современной отделки,
хорошая теплоизоляция и звукоизоляция, высокая сейсмостойкость здания 6 .
Единственным недостатком является высокая стоимость.
9
Стоит заметить, что почти все технологии возведения домов создают
определённый каркас из различных материалов – это значительно увеличивает
стоимость, скорость возведения и труд рабочих. 3D-печать способна на полное
возведение здания, за исключением прокладки коммуникаций и электричества
[4].
1.2 Анализ методов работы строительных 3D-принтеров
1.2.1 Пространственный метод работы
Для того чтобы разработать прототип строительного принтера
необходимо проанализировать рынок 3D-печати, определить основные
признаки классификации, конструкцию и ценовую политику. Так же
необходимо изучить и строительный материал, из которого будут возводится
здания. На рынке представлено достаточно 3D-принтеров чтобы полностью
проанализировать их плюсы и недостатки, на основе которых возможно создать
свою конструкцию [5].
Одним из наиболее распространенных методов работы является
пространственный, где различают следующие типы принтеров:
1. 3D-принтеры портального типа, построенные по принципу
картезианской (декартовой) системы координат: сопло передвигается по осям X,
Y и Z. Представляет собой башенный кран с четырьмя опорными точками.
Преимущества данных принтеров заключается в простоте конструкции и
надёжности возведения, среди недостатков можно выделить только
ограничение в размерах области печати;
2. 3D-принтеры дельта типа с тремя, параллельно расположенными
ребрами жесткости, которые служат направляющими для кареток осей. Ребра
жесткости образуют треугольник с углами 120°, внешне напоминающую
латинскую букву дельта (Δ). Основным преимуществом данной конструкции
является способность воспроизводить более высокие и сложные объекты,
недостатками – низкая надежность сборки и точность печати 18 ;
10
3. Роботизированные 3D-принтеры-манипуляторы представляют
собой роботизированную руку, наконечником которой является сопло. Имеет
полную свободу действий вокруг себя, в пределах габаритов манипулятора.
Плюсом данных принтеров является портативность и возможности построения,
в очень ограниченная зона построения – недостатком [6].
1.2.2 Классификация по мобильности и скорости печати
По мобильности 3D-принтеры делятся на 3 вида:
1. Полностью мобильные принтеры, которые можно легко доставить
на место проведения работ, потратив немного времени на установку и запуск
системы, могут независимо перемещаться по месту выполнения работ;
2. Мобильные принтеры, установка которых может занять до
нескольких дней (портальные), или принтеры, которые можно перемещать по
рабочему месту;
3. Немобильные – подавляющее большинство существующих
строительных 3D-принтеров являются стационарными, и многие из них не
печатают сверх своего объема. Такие устройства работают с небольшими
фрагментами будущей постройки или сразу монтируются на большую площадь,
которая охватывает все на участке.
Также 3D-принтеры 22 можно классифицировать 15 по скорости печати:
1. Сверхбыстрые 3D-принтеры печатают малогабаритный дом менее чем
за час. Используются с целью быстрого возведения прочного и безопасного
временного жилья для ускорения восстановления после стихийных бедствий в
мире. Команда ученых из французского НИИ гражданского строительства и
машиностроения (IRCCyN) от университета Нанта разработали 3D-принтер
INNOprint, способный построить временное жилье всего за 30 минут. INNOprint
представляет собой роботизированный манипулятор с прикрепленным к нему
печатающим механизмом. В качестве сырья используют только полиуретановую
нить, но в будущем разработчики планируют расширить спектр используемых
для печати материалов. Распечатанный небольшой дом для временного 16
11
размещения полностью приспособлен для проживания – он изолирован,
герметизирован и безопасен 16 ;
2. Быстрые 3D-принтеры, 15 печатающие дом от нескольких часов до 4 дней.
Например, промышленный 3D-принтер Winsun, имеющий следующие
габариты: 150х10х6,6 м, способен печатать любые здания в течение нескольких
часов. Основа чернил состоит из высококачественного цемента и
стекловолокна. С помощью программного обеспечения для 3D-моделирования
в конструкцию здания можно вносить такие дополнения как: изоляционные
материалы, сантехника, а также учитывать прокладку электропроводки и окон,
которыми затем можно легко оборудовать дом после построения 29 ;
3. Длительные 3D-принтеры печатают дома дольше недели.
По объектам печати 13 можно выделить следующий вид принтеров,
печатающих стройматериалы: в Голландии печатают кирпичи уникальной
формы «Polybricks», которые можно описать, как шлакоблоки, изготовленные из
керамики. Для их изготовления команда использовала порошковый 3D-принтер
Z Corp 510 [8]. Благодаря высокой точности печати каждого из кирпичиков,
исследователям удалось создать сложные геометрические фигуры, которые
идеально сочетаются друг с другом. Возможность 14 применения только одного
материала 39 для печати кирпичей необходимой формы и количества 39 может
привести к значительному уменьшению отходов 39 , снижая количество рабочей
силы, необходимой для строительства 13 [7].
1.3 Анализ материалов для строительной 3D-печати 26
Во многих 42 странах, в том числе и в России 42 , разработаны и продаются
аналогичные строительным смеси, чаще всего они запатентованы и имеют свои
торговые названия. Так, например, в Нидерландах 24 бетонная смесь CyBe
MORTAR застывает в течение нескольких минут. Материал экологически
чистый и полностью подлежит вторичной переработке 24 . Из импортных можно
назвать такие, как MEYCOSA, Delvo Grete (BASF), Sigunit (Sika), Mapequick
(Mapei), MCBauchemie, из отечественных – Реламикс Торкрет (Полипласт), 24
12
Центрамент Рапид 640 и 650 (Эм-Си Баухеми), Т-Хим (Химмодификатор).
Диапазон использования добавки – 2-8% от веса цемента 24 [8] (Табл. 1).
Таблица 1
Анализ материалов для строительной 3D-печати 26
Разработчик Материал Плотность,
кг/ м3
Прочность,
МПа
при
изгибе
при
сжатии
Loughborough
University (UK) Цементный бетон 2250-2350 12-13 100-110
CyBe
Construction
(Голландия)
Цементный бетон 2200 6 45
WinSun
(Китай)
Цементно-песчаная
смесь с отходами от
сноса зданий,
стекловолокном и
специальными
добавками 28
2000-2200 8,2 34,5
АМТСПЕЦАВИА
(Россия)
Высокопрочная
цементная смесь,
стеклофибробетон,
пескобетон М300,
каолиновая смесь
2200-2350 - от 30
В качестве расходных материалов для строительных 3D-принтеров
используют готовые сертифицированные смеси промышленного производства
или самостоятельно приготовленные на основе доступных компонентов 5 : 10 песка
или вулканических пористых пород [9]. После специальной обработки и
использования специальных добавок получают недорогие строительные
материалы для 3D-печати применительные к тому региону, на базе которого
планируется использовать 3D-принтер 5 . Рабочим материалом для строительных
3D-принтеров служат следующие материалы: цемент (портландцемент), песок
(двуокись кремния, оливин, хромит, циркон, глинозем, муллит, кварцевое
стекло, шамот), гипс, модифицирующие добавки, пластификаторы, 5
13
антизамерзающие добавки, фиброволокна, ускорители (замедлители)
отвердения и вода.
Основной строительный материал – армированный бетон, хорошо
работающий как на растяжение, так и на сжатие, при этом имеет низкую
стоимость и широко распространен 5 . К сожалению, использование
традиционной одноразовой опалубки при строительстве объектов со сложной
геометрией составляет до 75 % стоимости строительства 5 [10].
Геополимерные смеси для экологически чистого бетона были
разработаны компанией Renca, основанной предпринимателями из Челябинска 1 .
По сравнению с обычным (портландцементным) бетоном геополимерный бетон
более экологичен: он не требует использования ископаемых ресурсов, во время
его производства затрачивается в 10 раз меньше электроэнергии и выделяется
на 90 % меньше углекислого газа. Кроме того, геополимерный бетон устойчив к
огню, кислотам и обладает хорошей водостойкостью. По словам основателей
«Геобетона», изготовление смеси для 3D-печати на базе портландцемента с
аналогичными характеристиками обходится на 30–40 % дороже.
Материал на основе лигнина – искусственная древесина, разработанная
специалистами ООО «ЭкоФорм 3Д» для получения композиций из древесины,
лигнина, целлюлозы и композитов на их основе. Совместно с ГК «Спецавиа»
создана пилотная установка для активации древесины и приготовления
формовочной массы и разработана технологическая линия (оборудование и
технология) для получения из древесного сырья различных изделий
строительного назначения и мебели 5 [11].
Искусственная древесина – это термопластичный композиционный
материал на основе натурального лигнина, выделенного запатентованным
способом гидротермомеханической (кавитационной) обработки древесины без
применения химических реагентов. Исходным материалом для переработки
может служить нетоварная древесина, такая как ветки, листья, опилки и другие.
Строительная смесь для печати должна содержать зернистый материал с
размером зерна более 0,5 мм от 10 до 60 % массы и дисперсный материал с 5
14
размером зерна менее 0,1 мм от 40 до 90 % массы. Смесь предварительно
приготовлена из двух или нескольких компонентов и смешена до получения
однородной массы, не исключено ее приготовление непосредственно в
печатающей головке. В качестве жидкости используют воду с добавками
пластификаторов, фиброволокон и ускорителей (замедлителей) отвердевания, а
полученное изделие выдерживают не менее 2 часов с последующей
естественной или принудительной сушкой. Дополнительно в смесь можно
вводить наполнители, пластификаторы, антизамерзающие добавки, связующие
материалы 5 .
Для уменьшения оплывания и толщины наносимого слоя можно
уменьшить вес бетонной массы, вводя в нее диатомитовые шарики или
используя вместо кварцевого горного песка – молотый керамзит (Рис. 1). Для
увеличения прочности бетона желательно использовать золу и производить
армирование смеси введением полиэфирной фибры, базальтового или
стекловолокна (Рис. 2, а). Для уменьшения потерь водной составляющей,
поскольку изделие не изолируется от окружающей среды, необходимо в состав
смеси вводить эфиры целлюлозы 31 .
Рисунок 1 – Добавление молотого керамзита в смесь
15
Для построения стен в смесь добавляют пластификатор, тогда она будет
ровной и шелковистой, а при 66 печати длинных стен в бетон вводят стеклянную и
полиэфирную фибру (Рис. 2, б), где фиброволокно армирует бетон изнутри, не
позволяя появляться трещинам и значительно увеличивая прочность 46 . Для
облицовки зданий применяют водостойкий гипс, а также различные виды глины
и каолиновые смеси [12].
а)
б)
Рисунок 2 – Печать смесью: а – стекловолокно; б – добавление фибры и
пластификатора
16
Перспективы построения зданий с помощью 3D-печати можно видеть в
создании новых материалов, таких как самовосстанавливающийся бетон 1 для
залечивания трещин, аэрогель 1 , представляющий сверхизолирующий материал
(99,98 % воздух), наноматериалы, сверхпрочные, сверхлегкие материалы для
замены стальной арматуры, а также в новых подходах к строительству, таких
как 1 предварительно собранные модули. Все это 1 поможет снизить затраты,
ускорить строительство и повысить качество и безопасность 1 .
1.4 Анализ рынка строительных 3D-принтеров
Рынок строительных 3D-принтеров далек от перенасыщения, а тенденции
развития данного направления в условиях научно-технического прогресса в
строительной отрасли противоречивы: с одной стороны, они имеют
колоссальные перспективы: создание сложных строительных объектов путем
быстрого прототипирования, с другой – представляют абсолютно новую нишу
на рынке 3D-печати [13]. Одной из ведущих компаний по созданию печатных
домов является китайская компания WinSun начавшая свою карьеру 3D-печати
домов еще в 2014 году построив 10 небольших домиков всего за стуки [14].
Основа дома была напечатана в цехе, после чего была транспортирована на
стройку и там собрана без арматур и прокладки коммуникаций, но с
остеклением, что уже являлось неким началом новой эпохи строительной 3Dпечати [15].
Одной из передовых российских компаний по производству строительных
3D-принтеров является ГК «АМТ-СПЕЦАВИА», начавшая свою карьеру еще в
2009 году, но выйти на рынок массового производства смогла в 2015 году.
Принтеры этой компании имеют спрос за рубежом, что говорит о достаточно
большой важности этой компании на рынке 3D-печати [16]. Одними из лучших
принтеров данной компании является AMT S-6044 Long и AMT S-300 (Рис. 3,
б), имеющие следующие характеристики:
17
Размер сборки: 3,5 х 3,1 х 1м (минимум), 11 х 31 х 8м (максимум)
соответственно;
Материал для печати: бетон, глина, гипс;
Страна производитель: Россия;
Стоимость: от 10 тысяч долларов.
Оборудование производства «АМТ-СПЕЦАВИА 21 » (Рис. 3) – цеховые и
полевые портальные строительные 3D-принтеры (COP-printers, Construction
Objects Printing): и от малоформатных (для печати малых архитектурных форм)
до больших (для печати зданий высотой до 3 этажей). Производительность от
0,5 до 2,5 куб/м в час 21 , для управление оборудованием нужно всего 2 человека.
Принтеры «АМТ» способны печатать любыми видами бетона, глины и гипсом 21 .
а) б)
Рисунок 3 – Строительные принтеры компании AMT: а – AMT S-6044 Long; б –
AMT S-300
18
CyBe Construction – технологическая компания в строительной отрасли,
предлагающая программное обеспечение, оборудование и учебные материалы.
CyBe зародился как идея, вдохновленная видеороликом в 2012 году. Испытав
свое увлечение строительством и инновациями, основатель и генеральный
директор Берри Хендрикс начал разработки – и в ноябре 2013 года родилась
отмеченная наградами компания CyBe Construction [17]. С тех пор CyBe
разработала аппаратное и программное обеспечение, строительные материалы
и обучающие платформы, став универсальным поставщиком всех видов
конкретной 3D-печати, а также лидером отрасли и инноваций за рубежом.
Одним из самых интересных принтеров компании CyBe Construction является
CyBe RC 3Dp, имеющего следующие характеристики:
Размер сборки: 2,75 х 2,75 х 2,75м;
Материал печати: бетон;
Страна производитель: Нидерланды;
Стоимость: от 100 тысяч евро.
CyBe RC 3Dp состоит из одного манипулятора с наконечником 21 (Рис. 4).
Этот простой в использовании 3D-принтер способен достигать высоты до 2,75
метра, и для его работы требуется всего два человека 21 . Мобильность CyBe RC
3Dp обеспечивают гусеницы – 3D-принтер способен печатать прямо на
стройплощадке. Разработка основана на оригинальном 3D-принтере для бетона
от CyBe, но с расширенным полем печати. Скорость печати нового CyBe RC
3Dp – 200 мм в секунду, высота слоя – 30 мм благодаря быстросохнущему
строительному раствору от CyBe. Устройство способно печатать в радиусе 2,75
м с максимальной высотой 4,5 м [18]. Для управления 3D-принтером нужны два
человека, а питается CyBe RC 3Dp от электричества в 380 В. Вместе с
устройством поставляется материал MORTAR, CyBe CHYSEL и программа
CyBe ARTISAN, а также модель CyBe MIXER, смешивающая бетон.
19
Рисунок 4 – Фото во время работы CyBe RC 3Dp
Компания WASP (World Advanced Saving Project – Всемирный проект
устойчивого развития) была основана в 2012 году с целью разработки
эффективных методов строительства, основанных на принципах безотходной
экономики (с многократным использованием результатов производства).
Компания рассматривает строительство так называемых zero-miles houses
(домов, напечатанных на 3D-принтере с использованием материалов,
найденных на прилегающей территории) как ключ к решению глобального
демографического кризиса, который повлек за собой проблемы с жилищным
вопросом во многих странах[19]. Поэтому исследования компании были
сосредоточены на создании 3D-принтера, способного печатать глиняные дома в
кратчайшие сроки и как можно более экологично 23 . У данной компании имеется
рабочий прототип WASP Crane “Infinity 3D-Printer” имеет следующие
характеристики:
Размер сборки: Ø 6,3 х 3 м;
20
Материал: бетон, земля, глиняные материалы;
Страна: Италия;
Стоимость: базовая цена 132 тысячи евро.
Crane WASP – это эволюция предыдущего строительного принтера WASP,
BigDeltaWASP 12MT. Этот конструктор с открытым исходным кодом является
модульным, и несколько принтеров Crane могут работать вместе на одном
проекте, что дает теоретически бесконечные возможности 3D-печати 21 (Рис. 5).
Рисунок 5 – Crane WASP “Infinity 3D Printer” во время демонстрационной
печати
1.5 MPV-анализ и назначение технического продукта
На сегодняшний день рынок строительной печати стремительно
увеличивается, но при этом резких технологических прорывов не имеет, лишь
доработки и оптимизация. Разработанный в данной дипломной работе
строительный 3D-принтер имеет преимущества в отличии от конкурирующих
принтеров. Основным отличительным и явно выраженным плюсом является
функция автоматического армирования здания, чего нет у конкурирующих
компаний. Размеры и конструкция позволяют создавать данный принтер в
любых масштабах и производить печать не только на строительной площадке,
21
но также в цеху, здании и даже комнате. Максимальная высота построения
зданий не ограничена, зависит от конструкции или ее перемещения. Основание
на рельсовых каретках позволяет передвигать принтер по строительной
площадке, что значительно увеличивает область возведения. Так как дельта
принтеры имеют высокую скорость построения, то и объем работы,
выполняемый за промежуток времени значительно выше.
Анализ ключевых параметров ценности (MPV-анализ) существующих на
рынке аналогов и разрабатываемого строительного принтера (Табл. 2) позволил
выявить ключевые потребительские ценности данного сегмента рынка:
габариты, материал и особенности печати.
Таблица 2
MPV-анализ строительных 3D-принтеров
3D-принтеры
Параметры
Концепт дельта
принтера
AMT S-
6044 CyBe RC 3Dp Crane WASP
Габариты
печати
min: Ø1 х 2,75м
max:
безграничен
min: 3,5 х
3,1 х 1м
2,75 х 2,75 х
2,75м Ø 6,3 х 3 м
Материал
печати Бетон
Бетон,
глина,
гипс
Бетон
Бетон, земля,
глиняные
материалы
Особенности Автоматическо
е армирование –
Полная
манёвреннос
ть
–
В сравнении с аналогами производства, конструкция разрабатываемого
строительного 3D-принтера имеет преимущества по габаритам печати и
особенностям, но уступает по материалу печати, однако это дело времени, в
будущем список используемых материалов будет расширяться. Исходя из
анализа ключевых параметров ценности прямых конкурентов можно твердо
сказать, что представляемая в работе концепция строительного 3D-принтера
является достаточно продуманным решением для застройщиков будущих
22
строительных объектов, а также конкурентоспособным для выхода на нишу
строительного производства.
2. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ СТРОИТЕЛЬНОГО 3D-ПРИНТЕРА
2.1 Создание рамы 3D-принтера
Концепция строительного 3D-принтера представляет собой 13
оптимизированную конструкцию башенного типа с функцией армирования
зданий. Основными компонентами строительного 3D-принтера являются: рама,
каретка для осей печатающей головы и ее направляющие, печатающая голова,
колесо подачи и возврата механизма армирования, шланг для загрузки
материала и загрузочный бункер [20]. Работа строительного 3D-принтера:
1. Построение строительного 3D-принтера на площадке и его
первичная калибровка;
2. На принтер устанавливается шланг подачи материала;
3. Материал загружается в специальный бункер;
4. Шнек перемещает материал в печатающую голову;
5. Каретка проходит по заданному управляющей программой контуру;
6. Сопло наносит строительную смесь на рабочую платформу слой за
слоем;
7. По завершению 3D-печати печатающая голова демонтируется;
8. Направляющие оси опускают каретку;
9. 3D-принтер разбирается подобно конструктору лего.
В поисках пути решения и оптимизации процесса, для создания
максимально универсального и полноценного принтера было принято решение
использовать раму, схожую с башенным краном. Она достаточно универсальна,
легкая и простая в сборке, а также способна выдерживать большие нагрузки.
При моделировании использовалось ПО AutoDesk Fusion 360 [21], способное
23
полностью охватить все этапы моделирования, не прибегая к использованию
дополнительного ПО. Для создания 3D-модели рамы была выбрана плоскость
построения, на которой далее построен эскиз (Рис. 6, а), где с помощью
функции “pipe” создаем профили будущего принтера (Рис. 6, б, в).
а)
б)
24
в)
Рисунок 6 – 3D-модель рамы: а – эскиз рамы; б – создание 1 профиля;
в – создание последнего профиля
Далее, используя функцию «круговой массив», создаются остальные 3
недостающие рамы, после объединения которых, повторно создаётся массив
рам (Рис. 7).
Рисунок 7 – Массив рам
25
2.2 Проектирование кареток для осей печатающей головы
Для облегчения движения кареток было принято решение сделать их в
виде линейного шарикового подшипника, расположенного на четырех сторонах.
Так же была идея создать рельсовый механизм, однако значительно дороже чем
шариковые подшипники. Демонстрационный вариант работы каретки с
упрощенным видом для наглядности механизма представлен на рисунке 8.
Модель создается с помощью функций выдавливания, после чего создаются
сами шарики, и шаровая опора направляющих печатающей головы. В реальных
условиях эксплуатации конструкция данной каретки может быть облегчена
благодаря топологической оптимизации.
Рисунок 8 – Каретка движения осей печатающей головы принтера
2.3 Создание печатающей головы принтера
Создать печатающею головку (Рис. 9) можно различными способами, в
частности самым лучшим вариантом является создание максимально
минималистичного механизма, но для большей наглядности спроектирована
печатающая голова в большем виде.
26
Важной частью является сопло (фильера) принтера (Рис. 9), которое
формирует слой подаваемого материала, и чем оно шире, тем быстрее будет
возводится здание, но создание сопла круглого сечения не целесообразно, так
как расход материала при этом будет слишком велик, поэтому фильера на конце
будет иметь форму прямоугольника, скругленного на краях (3). Сопло должно
иметь возможность вращения вокруг своей оси по траектории движения.
Рисунок 9 – 3D-модель печатающей головы: 1 – колесо подачи и возврата
механизма армирования; 2 – армирующий штифт; 3 – сопло принтера;
4 – корпус печатающей головы
Механизм армирования был выбран достаточно простой: колесо подачи и
возврат механизма армирования (1) и армирующий штифт (2), но в
совокупности с разработанным для данной дипломной работы материалом
печати (Табл. 3) может дать невероятную прочность и крепость конструкции,
ветро- и сейсмостойкость. Механизм представляет собой штифт (2), который
приводится в движение программой и просто проталкивает углубление в
27
нанесенном слое бетона на n-ю глубину, создавая зону закрепления
последующих слоев бетона. Соответственно данный механизм следует строго за
соплом, выполняя свою функцию.
Таблица 3
Разработанный специальный мелкозернистый бетон
Характеристики Специальный мелкозернистый бетон
Материал
Портландцемент М500, пластификатор, речной песок
и фиброволокно
Плотность, кг/ м3 1500-1800
Прочность, МПа
При сгибе 5,9
При сжатии 49
Преимущества
Высокая прочность, армирование, морозостойкость,
отсутствие осадочных деформаций
Недостатки Неровная вертикальная поверхность
2.4 Моделирование осей печатающей головы
Оси печатающей головы могут многократно усложнятся, вплоть до
создания телескопической системы, но в данной дипломной работе будет указан
простой вариант исполнения направляющих осей, в зависимости от длины
которых будет понятен максимальный диапазон печати по горизонтали и по
вертикали.
Процесс создания 3D-модели осей печатающей головки (Рис. 10)
происходил следующим образом: рассчитав необходимую длину осей для
максимального и безопасного движения печатающей головки по плоскости
возведения был спроектирован простой эскиз после чего использовался
инструмент pipe. Далее были смоделированы соединительные элементы для
закрепления положения печатающей головы по отношению к кареткам.
28
После соединения элементов на своих местах, создаются ограничения
движения этих узлов, чтобы избежать неточности движения и
позиционирования.
Рисунок 10 – 3D-модель соединенных направляющих осей с каретками и
печатающей головой
2.5 Готовая сборка строительного принтера
После 3D-моделирования всех элементов конструкции, была создана
рабочая сборка принтера (Рис. 11), где было принято решение добавить
механизм передвижения по рабочей площадке в виде рельсовых кареток, таких
же, как на некоторых башенных кранах, что значительно увеличивает габариты
и область печати. Так же есть теоретическая возможность печати под углом до
35 градусов.
29
Но у данной сборки есть свои недостатки, одним из которых является
сложная настройка баланса рамы, так как каретки постоянно попеременно
будут двигаться на своих рамах, что периодически будет смещать центр тяжести
принтера, именно поэтому необходима точная калибровка баланса рамы. И
последний возможный из минусов – нехватка квалифицированных
специалистов, способных управлять данным оборудованием.
Подводя предварительный итог можно с уверенностью считать, что
разработанный концепт принтера способен полноценно конкурировать со
своими прямыми конкурентами на рынке.
Рисунок 11 – Сборка строительного 3D-принтер
30
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Достижение положительного экономического эффекта от реализации
данного проекта, как и его экономическая целесообразность, заключается во
взаимодействии ключевых экономических показателей системы, как внутри
производства, так и снаружи, учитывая структуру издержек. На начальном этапе
у каждого проекта появляются долгосрочные вложения в сферу его
деятельности – инвестиции, направленные на получение прибыли.
Для тестирования рынка проведен NPV-анализ на постройку 9-ти
этажного дома, с увеличением масштаба затраты производства также будут
изменяться в большую сторону. Для дальнейшей реализации может
потребоваться такая финансовая поддержка, как кредит со сроком до трех лет, в
течение которого будет произведено погашение долга и выплата процентов. Для
рационального использования инвестиционных ресурсов Ставка УСН «доходы расходы» 15% существенно снижает налоговое бремя, а также сокращает
трудоемкость учетной и отчетной работы.
Таблица 4
NPV-анализ
Показатели проекта Значения
NPV проекта (в рублях) 255 233 822 руб.
Инвестиционные затраты 154 354 280 руб.
DPBP(период окупаемости, в
месяцах) 25,00
IRR 83%
PI 2,66
31
Для рационального использования инвестиционных ресурсов и получения
максимально возможного от них эффекта необходимо определить
экономическую эффективность инвестиционного проекта. На основании
расчета экономических данных в программе Microsoft Excel были вычислены
финансовые показатели проекта, доказывающие его рентабельность.
DPBP (Discounted Pay-Back Period) – дисконтированный срок
окупаемости проекта, включающий жизненный цикл нового предприятия, его
стартовую стоимость, рост эффективности и подъем рыночной перспектив 47 ;
ключевым является доход, получаемый при вложении собственных средств в
этот ресурс (за вычетом текущих и первоначальных затрат 47 ).
IRR (Internal Rate of Return) – ставка дисконтирования, при которой
приведенная стоимость всех денежных потоков инвестиционного проекта равна
нулю 60 . Расчеты данного показателя определяют верхний допустимый уровень
стоимости заемного капитала, который предполагается инвестировать 51 .
PI (Profitability Index) – индекс доходности, представляющий собой
отношение дисконтированных доходов к размеру капитала.
32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проделанной работы был разработан абсолютно новый
проект строительного 3D-принтера дельта типа. В процессе выполнения
дипломной работы был произведен анализ рынка, изучены существующие
строительные 3D-принтеры, произведен анализ материалов для 3D-печати. На
основании проведенных в работе исследований с учетом уязвимых мест уже
существующих установок был смоделирован концепт строительного 3Dпринтера. Для этого пришлось изучить большое количество литературы, статей,
а также узнавать информацию напрямую у производителей.
С учетом реалий и возможностей реализация данного проекта в России
многообещающая и способная создавать помимо зданий, архитектурные
объекты или иную инфраструктуру. На рынке строительной 3D-печати данная
разработка будет иметь достаточно большой спрос, как минимум из-за новизны
идеи.
Затраты на строительство традиционными методами значительно выше и
менее безотходные, чем строительная 3D-печать. К сожалению, на данный
момент полностью автоматизировать постройку зданий невозможно, так как
прокладка коммуникаций и систем электроснабжений с помощью принтера
пока не разработана, но все ведет к этому.
Все цели и задачи в настоящей дипломной работе были полностью
изучены и рассмотрены, была решена поставленная задача в полном объеме.
33
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Строительное проектирование / Эрнст Нойферт; Перевод с
немецкого канд. техн. наук К. Ш. Фельдмана и Ю. М. Кузьминой ; Под
редакцией канд. техн. наук З. И. Эстрова и канд. архит. Е. С. Раевой. — Москва:
Стройиздат, 1991. — 392 с
2. Блази В. Справочник проектировщика. Строительная физика. Москва: Техносфера, 2004. - 480 с.
3. Нойферт П., Нефф Л. Книга для заказчика и проектировщика. Архитектура-С, 2008. - 264 с.
4. Ройтман А. Г. Надежность конструкций эксплуатируемых зданий. М.: Стройиздат, - 1985. - 175 с.
5. Г.М. Бадьин Строительство и реконструкция малоэтажного
энергоэффективного дома. - Москва: БХВ-Петербург, 2011. - 428 с.
6. Информация о основателе Contour Crafting Corporation
[Электронный ресурс] – URL: www.bkhoshnevis.com (31.11.2021)
7. Официальный сайт Contour Crafting Corporation [Электронный
ресурс] – URL: www.contourcrafting.com (31.11.2021)
8. Официальный сайт Branch Technology [Электронный ресурс] –
URL: www.branch.technology (12.12.2021)
9. Информация о Компания Renca [Электронный ресурс] – URL:
https://hightech.fm/2017/06/17/geobeton (18.12.2021)
10. Денисов Г. А. Заводы ССС, безотходные ТЭС и экологически
чистые технологии// Строительные материалы. - 2002, - No 9. - С. 4-7.
11. Песцов В. И. Современное состояние и перспективы развития
производства сухих строительных смесей в России. - Строительные материалы.
- 1999. - No 3.
12. Герман Лутц, Мешков П. И. Полимерные вяжущие в продуктах
строительной химии, Буд1вництво Укра1ны, 1996, No 5, С. 32-35. 11
34
13. Пат. US11040486B2 Способ изготовления производственных
устройств / Ханс Кимблад Никлас Мальм; заявл. 08.03.2017 опубл. 22.06.2021
14. M. Molitch-hou, Branch technology is 3D printing the future of
construction one wall at a time. [электронный ресурс] – URL:
https://3dprintingindustry.com/news/branch-technology-is-3d-printing-the-future-ofconstruction-one-wall-at-a-time-54149/
15. I. Klotz, M. Horman, M. Bodenschatz. A lean modelling protocol for
evaluating green project delivery. Lean Constr. J. 3 (1) (2007) 1–18.
16. H. Nasir, H. Ahmed, C. Hass, P. M. Goodrum, An analysis of
construction productivity differences between Canada and the United States. Constr.
Manag. Econ. 32 (6) (2014) 595–607. (31.11.2021)
17. Официальный сайт компании «CyBe» [Электронный ресурс] – URL:
https://cybe.eu/technology/3d-printers/
18. N. Hack, W. V. Lauer, F. Gramazio, and M. Kohler. Mesh Mould:
Differentiation for Enhanced Performance. Rethinking Comprehensive Design:
Speculative Counterculture, Proceedings of the 19th International Conference on
ComputerAided Architectural Design Research in Asia (CAADRIA 2014)/Kyoto 14–
16 May 2014, pp. 139–148, 2014.
19. Norman Hacka, Timothy Wanglerb, Jaime Mata-Falcónc, Kathrin
Dörflera, Nitish Kumard, Alexander Nikolas Walzera, Konrad Grasere, Lex Reiterb,
Heinz Richnerb, Jonas Buchlid, Walter Kaufmannc, Robert J. Flattb, Fabio
Gramazioa, Matthias Kohlera Mesh mouldan on site, robotically fabricated,
functional formwork (2014)
20. Пат. CN209037033U Устройство дозирования материла
строительного 3D-принтера / Мао Цинлин, Се Линтинг заявл. 22.11.2018 опубл.
28.06.2019
21. Пат. CN103764237B Китай. Метод и система создания
строительных элементов конструкций в 3D-программа 11 х / Э. Бах Т. Гетчорап;
заявл. 04.07.2012 опубл. 25.11.2015
35
Дипломная работы выполнена мной 20 самостоятельно. Все использованные в
работе материалы и концепции 42 52 опубликованной научной литературы и других
источников имеют 42 соответствующие ссылки на них 52 .
«_____»__________________20__г._____________________( Кудрин С.А. )