دليل خطوة بخطوة: كيفية القيام بمباني الطباعة ثلاثية الأبعاد?

إذا كنت مهتمًا بكيفية الاستفادة 3تقنية الطباعة لبناء المباني - سواء بالنسبة للسكن الميسور التكلفة, تصميمات معمارية مخصصة, أو الهياكل الصناعية-أنت تستكشف مغير اللعبة لصناعة البناء. 3د طباعة المباني (وتسمى أيضا البناء الإضافي) يخطو العمليات التقليدية, يقطع النفايات, ويفتح إمكانيات التصميم الإبداعي.

في هذا الدليل, سنقوم بتفكيك كيفية القيام به بالضبط 3د طباعة المباني, من الطرق الأساسية إلى الخطوات الرئيسية, أمثلة في العالم الحقيقي, ونصائح حرجة. سواء كنت مهندسًا معماريًا, أخصائي البناء, أو متحمس الصناعة, سيساعدك هذا المحتوى على فهم وتنفيذ هذه التكنولوجيا المبتكرة.

طريقتان رئيسيتان للمباني المطبوعة ثلاثية الأبعاد

قبل الغوص في الخطوات, من الضروري معرفة النهجين الأساسيين لمباني الطباعة ثلاثية الأبعاد. لكل منها سير عمل فريد, معدات, واستخدام الحالات - قارناها بالتفصيل أدناه, مع 2024 بيانات الصناعة عن الكفاءة والتبني.

العملية خطوة بخطوة لطباعة مبنى ثلاثي الأبعاد

بغض النظر عن الطريقة التي تختارها, 3D طباعة المبنى تتبع سير عمل عام. أدناه هو مفصل, انهيار عملية - مع أمثلة لإظهار كيفية عمل كل خطوة في الممارسة العملية.

خطوة 1: تصميم المبنى باستخدام برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد

كل مبنى مطبوع ثلاثي الأبعاد يبدأ بـ نموذج رقمي ثلاثي الأبعاد- هذا هو "المخطط" الذي يوجه الطابعة.

• اختيار البرمجيات: استخدم برامج CAD المهنية مثل Autodesk Revit أو Sketchup Pro, التي يمكنها التعامل مع تصميمات البناء على نطاق واسع وملفات التصدير المتوافقة مع طابعات البناء ثلاثية الأبعاد (على سبيل المثال, STL أو G-Code).
• اعتبارات التصميم الرئيسية:
• حساب أشكال منحنية أو مقببة (3D الطباعة تتفوق هنا - تكافح البناء التقليدية مع هؤلاء). على سبيل المثال, يستخدم المهندس المعماري الذي يصمم مركزًا مجتمعيًا مقببة Revit لنمذجة السقف المنحني, التأكد من أن الطابعة يمكن أن تنقل المواد بالتساوي.
• خطة ل موضع حديد التسليح (حالياً, 3لا تستطيع طابعات D طباعة حديد التسليح, لذلك ستحتاج إلى تصميم مساحات لتركيب حديد التسليح اليدوي لاحقًا). قد يتضمن المشروع السكني فجوات 5 سم في نموذج الحائط لإدراج حديد التسليح للقوة الهيكلية.

مثال: في 2023, تستخدم شركة بناء في هولندا Revit لتصميم منزل صغير ثلاثي الأبعاد مطبوع. تضمن النموذج جدار غرفة المعيشة المنحني والبقع المسبقة قبل حديد التسليح-هذا انخفاض مراجعات التصميم بواسطة 25% بالمقارنة مع المخططات التقليدية.

خطوة 2: اختر طريقة الطباعة ثلاثية الأبعاد الصحيحة & معدات

بناءً على أهداف التصميم وأهداف المشروع, حدد إما الطباعة المعيارية أو الطباعة في مكانها-ثم جمع الأدوات اللازمة.

• للطباعة المعيارية:
• استئجار أو شراء طابعة ثلاثية الأبعاد قائمة على المصنع (على سبيل المثال, دبور الرافعة الزنبور, الذي يطبع الوحدات النمطية التي تصل إلى 3 × 3 × 3 أمتار).
• إعداد أجهزة اتصال الوحدة النمطية (على سبيل المثال, قوسين الصلب) لربط الوحدات النمطية في الموقع.
• للطباعة في المكان:
• نشر طابعة واسعة النطاق للهاتف المحمول (على سبيل المثال, COBOD BOD2, اختيار شائع للمنازل في الموقع).
• قم بإعداد تخزين المواد (على سبيل المثال, صوامع لخليط الخرسانة) ومضخات لتغذية المواد للطابعة.

بيانات نصيحة: أ 2024 وجد مسح شركات الإنشاءات ثلاثية الأبعاد ذلك 65% من الشركات التي تستخدم Print في مكان "تسليم المشروع الأسرع" كأفضل فائدة, بينما 70% من المستخدمين المعياريين يعطي الأولوية "مراقبة جودة أفضل" (شروط المصنع تقلل من الأخطاء في الموقع).

خطوة 3: يختار & إعداد مواد البناء

3تستخدم مباني الطباعة D مواد متخصصة-على عكس الطباعة ثلاثية الأبعاد صغيرة الحجم (الذي يستخدم PLA أو ABS), يعتمد البناء على دائمة, خيارات مقاومة للطقس.

• مواد مشتركة:
• 3د طباعة مخاليط الخرسانة: خرسانة ملموسة مع إضافات لتحسين التدفق (للطابعة) والقوة (للمبنى). إنه الخيار الأكثر شعبية - في استخدامه 85% من المباني المطبوعة ثلاثية الأبعاد في 2024.
• الجيوبوليمرات: بدائل صديقة للبيئة للخرسانة, مصنوع من النفايات الصناعية (على سبيل المثال, الرماد المتطاير). مثالي للمشاريع المستدامة.
• خطوات التحضير:
• اختبار تناسق المواد (يجب أن يكون سميكًا بدرجة كافية للاحتفاظ بالشكل ولكنه رفيع بما يكفي للبثق).
• للطباعة في المكان, امزج المواد في الموقع لتجنب التجفيف; للطباعة المعيارية, ما قبل المزيج في المصنع وتخزينه في حاويات مختومة.

مثال: أ 2024 استخدم المشروع في الهند الطباعة ثلاثية الأبعاد ملموسة للبناء 10 المنازل بأسعار معقولة. تضمن الخليط الرمل المحلي ومضافًا يحتفظ بالماء-وهذا جعل المادة مناسبة للمناخ الساخن في الهند وانخفاض نفايات المواد بواسطة 30% (مقابل. تصب الخرسانة التقليدية).

خطوة 4: تنفيذ عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد

هذا هو المكان الذي يبدأ فيه المبنى في التبلور - تتبع هذه الخطوات بناءً على الطريقة التي اخترتها.

الخيار أ: الطباعة المعيارية & إعادة التجميع

1. طباعة الوحدات النمطية في المصنع: قم بتحميل النموذج ثلاثي الأبعاد في طابعة المصنع, ضبط ارتفاع الطبقة (عادة 20-50 مم للبناء), وابدأ الطباعة. وحدة واحدة (على سبيل المثال, جدار غرفة نوم 2 × 3 أمتار) يستغرق الطباعة من 4 إلى 6 ساعات.
2. إضافة الأنظمة الداخلية: بمجرد طباعة وحدات الشفاء (24-48 ساعة للخرسانة), تثبيت السباكة, الأسلاك الكهربائية, والعزل بداخلهم.
3. وحدات النقل إلى الموقع: استخدم الشاحنات ذات السبيبات المسطحة لنقل الوحدات النمطية - الترجمة التي يتم تأمينها لتجنب الأضرار. لشقة 10 مواد, هذا يستغرق 1-2 أيام.
4. رفع & توصيل الوحدات النمطية: استخدم رافعة لرفع الوحدات في مكانها, ثم قم بتوصيلها بأقواس وختم الفجوات بمواد مقاومة للماء. تستغرق هذه الخطوة 3-5 أيام لمبنى صغير.

الخيار ب: طباعة في مكانها

1. قم بإعداد الطابعة في الموقع: ضع طابعة الهاتف المحمول في بقعة البناء, معايرةها للتصميم (تأكد من أنه يتماشى مع أبعاد النموذج), وتوصيله بمضخة المواد.
2. ابدأ طباعة الطبقة تلو الأخرى: الطابعة تقطع المواد على طول مسار النموذج, بناء الجدران, الأرضيات, ويسقط طبقة واحدة في وقت واحد. يستغرق منزل 50 مترًا مربعًا من 7 إلى 10 أيام للطباعة (مقابل. 3-4 أسابيع مع البناء التقليدي).
3. تثبيت مواد إضافية منتصف: توقف الطابعة لإدراج حديد التسليح (في فجوات مصممة مسبقًا) أو تثبيت Windows - وهذا يضمن دمج هذه العناصر بسلاسة مع الهيكل المطبوع.

خطوة 5: ما بعد المعالجة & شيكات الجودة

بعد الطباعة, إنهاء المبنى والتحقق من سلامته ومتانته.

• خطوات ما بعد المعالجة:
• إزالة أي هياكل دعم (على سبيل المثال, أقواس مطبوعة مؤقتة تستخدم للترجمة).
• أسطح خشنة ناعمة (استخدم Sanders للوحدات النمطية الخرسانية) وتطبيق طلاء مقاوم للطقس.
• تثبيت التركيبات النهائية (على سبيل المثال, الأبواب, المصارف) وأنظمة الاختبار (السباكة, كهرباء).
• شيكات الجودة:
• إجراء الاختبارات الهيكلية (على سبيل المثال, اختبارات الضغط على الجدران لضمان صمود الوزن).
• فحص الشقوق أو الفجوات (شائع في الخرسانة - الإير مع حشو متخصص إذا لزم الأمر).

مثال: في 2024, خضعت مدرسة ثلاثية الأبعاد المطبوعة في كينيا فحوصات ما بعد المعالجة التي شملت اختبارات مقاومة المطر. قام الفريق برش الماء على الجدران 24 ساعات - تم العثور على تسريبات, تأكيد متانة المبنى في موسم كينيا الممطر.

المزايا الرئيسية لمباني الطباعة ثلاثية الأبعاد (مقابل. الطرق التقليدية)

لفهم سبب نمو هذه التكنولوجيا, فيما يلي قائمة سريعة بمزاياها العليا - تم تحديدها بواسطة 2024 بيانات:

1. بناء أسرع: 3تستغرق المباني المطبوعة D 30-60 ٪ أقل من الوقت (لكل 2024 متوسط ​​الصناعة).
2. أقل النفايات المادية: يضيع البناء التقليدية 15-20 ٪ من المواد; 3طباعة D تقلل من هذا إلى 5-8 ٪.
3. المزيد من الحرية التصميم: 80% من المهندسين المعماريين في أ 2024 قال الاستطلاع إن الطباعة ثلاثية الأبعاد تتيح لهم إنشاء تصميمات منحنية/مقببة لا يمكنهم القيام بها تقليديًا.
4. انخفاض تكاليف العمالة: 3تخفيضات الطباعة D في الموقع احتياجات العمل بنسبة 40-50 ٪, تقليل تكاليف المشروع الإجمالية.

منظور Yigu Technology حول المباني ثلاثية الأبعاد

في Yigu Technology, نرى 3د طباعة المباني كحل حاسم لتحديات صناعة البناء والتشييد - النفايات, الجداول الزمنية البطيئة, ومرونة التصميم المحدودة. ننصح العملاء بالبدء في مشاريع صغيرة (على سبيل المثال, منازل صغيرة, مراكز المجتمع) لاختبار طرق معيارية أو طباعة في مكانها قبل التحجيم. بينما لا يزال تثبيت حديد التسليح يحتاج إلى عمل يدوي, لا يمكن إنكار قدرة التكنولوجيا على تقليل استخدام القسائم وتسريع البناء. كما تقدم مواد مثل الجيوبوليمرات الصديقة للبيئة, نتوقع أن تصبح المباني المطبوعة ثلاثية الأبعاد سائدة في الإسكان بأسعار معقولة والهندسة المعمارية المخصصة - نحن متحمسون لدعم العملاء في تبني هذا المستدام, نهج فعال.

الأسئلة المتداولة (التعليمات)

1. يمكن لمباني الطباعة ثلاثية الأبعاد التعامل مع الطقس القاسي (على سبيل المثال, الأعاصير, الشتاء البارد)?

نعم - مع المواد الصحيحة. 3يمكن تعديل خلائط الخرسانة المطبوعة المطبوعة لتحمل الرياح الشديدة (ما يصل إلى 150 ميل في الساعة, مناسبة لمناطق الإعصار) أو درجات حرارة التجمد (إضافة إضافات مضادة للتجميد). أ 2024 وجدت الدراسة أن المنازل المطبوعة ثلاثية الأبعاد في كندا حافظت على السلامة الهيكلية بعد 2 سنوات من الشتاء القاسي.

2. كم يكلف طباعة مبنى ثلاثي الأبعاد مقارنة بالبناء التقليدي?

في المتوسط, 3تكلفة مباني الطباعة D أقل من 15 إلى 30 ٪. على سبيل المثال, 50 متر مربع تكاليف المنزل التقليدية \(50,000- )70,000, بينما طباعة 3D تكاليف واحدة \(35,000- )50,000 (2024 بيانات). الوفورات تأتي من نفايات مواد أقل وانخفاض تكاليف العمالة - على الرغم من أن استثمار الطابعة الأولي يمكن أن يكون مرتفعًا (يقابله المشاريع طويلة الأجل).

3. هل تتطلب المباني المطبوعة ثلاثية الأبعاد تصاريح أو لوائح خاصة?

معظم البلدان لديها الآن لوائح محددة للمباني المطبوعة ثلاثية الأبعاد. على سبيل المثال, الولايات المتحدة. يتطلب الهياكل المطبوعة ثلاثية الأبعاد لتلبية نفس رموز البناء مثل تلك التقليدية (على سبيل المثال, السلامة الهيكلية, مقاومة الحريق). في الاتحاد الأوروبي, هناك أ 2023 التوجيه الذي يبسط التصاريح للمباني المطبوعة ثلاثية الأبعاد الصغيرة - هذا قد قلل من وقت الموافقة بواسطة 40% للمشاريع تحت 100 متر مربع. تحقق دائمًا من سلطات البناء المحلية قبل البدء.