3D-печать форм для литья бетона

Преимущества 3D-печати при изготовлении литейных форм

• 3D-печать позволяет создавать формы практически любой сложности. Это обеспечивает большую гибкость в дизайне и возможность создавать уникальные элементы, которые невозможно получить с помощью традиционных методов.

• Архитекторы и строители могут адаптировать дизайн к конкретным требованиям проекта и напечатать все, что конструктивно осуществимо.

• С помощью 3D-печати можно изготавливать сложные формы и стержни в кратчайшие сроки и с высокой степенью точности.

• С помощью 3D-печати можно изготавливать сложные формы и стержни в кратчайшие сроки и с высокой степенью точности.

• Обычно при производстве сборных архитектурных изделий многие формы используются один, максимум три-четыре раза, а затем их выбрасывают. На 3D-печатных формах можно получить от 150 до 200 отливок. Новые итерации или варианты можно легко адаптировать в цифровом виде и снова распечатать.

• Благодаря генеративному дизайну и топологической оптимизации можно получать самые легкие, крепкие и недорогие варианты бетонных конструкций из возможных. Алгоритмы способны создавать проекты под конкретные материалы и технологии производства, в первую очередь — под 3D-печать.

• Производственный процесс с применением 3D-печати не требует дополнительных инструментов и более оптимизирован экономически по сравнению с традиционными методами.

Восстановление фасада жилого дома

3D-печать особенно хорошо подходит для изготовления целых бетонных фасадов или их отдельных элементов. В Нью-Йорке дом, построенный в 1940-х годах, находился под угрозой сноса, т.к. восстановление его фасада стоило слишком дорого из-за сложного орнамента. Архитектурно-строительная компания EDG исследовала проблему и нашла способ спроектировать узор и включить его в фасад, не выходя за рамки бюджета.

В целях экономии специалисты сосредоточились на 3D-печати полых пластиковых форм для литья бетона. EDG начала прототипирование с помощью 3D-принтера, работающего по технологии FDM.

Для изготовления финальных литейных форм специалисты применили песчано-полимерный 3D-принтер. Для обеспечения жесткости пластиковые формы были инкрустированы проволочной сеткой, вырезанной лазером.

Если однажды какой-либо элемент потребует ремонта или замены, его можно будет просто удалить из здания, а новый — перепечатать и отлить на месте в тот же день.

Печать логотипа

Компания Voxeljet поставила себе целью напечатать гибридную опалубку для изготовления бетонной конструкции с объемным логотипом. Опалубка должна была сочетать традиционные элементы c 3D-печатными — предназначенными для сложной лицевой стороны изделия. Простые в плане геометрии поверхности моделировались с помощью обычной деревянной формы.

Опалубка была напечатана всего за одну ночь на песчаном 3D-принтере с платформой построения 4x2x1 м. Как это работает? Система наносит песок на платформу слоем толщиной всего 300 мкм. Затем печатающая головка выборочно соединяет слои с помощью связующего вещества. После того, как форма полностью напечатана, неиспользованный песок удаляют и очищают форму сжатым воздухом.

Чтобы подготовить форму для заливки бетона, специалисты по 3D-печати пропитали форму полиуретановой дисперсией, чтобы закрыть поры и одновременно герметизировать поверхность.

Для заливки использовался самоуплотняющийся сверхэффективный бетон (UHPC). Материал полностью затвердел примерно через 20 часов.

Портальные колонны

Перед компанией Deutsche Doka Schalungstechnik GmbH стояла задача изготовить две колонны для входа в офисно-торговое здание.

Команда проекта использовала технологию 3D-печати песком. В прошлом компания уже применяла ее для успешной реализации сложных проектов по облицовке бетона. Например, при строительстве полувинтовой фасадной бетонной лестницы для банка в Лейпциге.

Напечатанные формы были обработаны и подготовлены к заливке бетона. Для этого детали были пропитаны эпоксидной смолой для повышения прочности элементов. Поверхность была отшлифована, загерметизирована и обработана.

Фасад бывшего сахарного завода

Компания Gate Precast была привлечена в проект по реставрации фасада бывшего сахарного завода. Дизайнеры поставили перед собой задачу показать, что ныне жилой дом ранее был промышленным объектом. Это привело их идее создать сборные панели, внешне напоминающие о кристаллах сахара.

Для создания резких линий и различных текстур был использован железобетон. Формы для заливки были напечатаны на широкоформатном 3D-принтере.

Восстановление окон

Строительная компания Geiger применила 3D-печать для восстановления разрушенных окон в историческом здании. Специалисты напечатали формы и отправили их заказчику, чтобы сегменты окон были собраны уже на месте.

Для печати был разработан растворимый в воде материал. После заливки его смыли. Внутри затвердевшего бетона были созданы полые структуры. Благодаря сложной геометрии изделий удалось потратить меньше материала.