ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ОСОБЛИВОСТІ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ 3D-ДРУКУ У БУДІВНИЦТВІ
Ключові слова:
3D-друк у будівництві, геодезична підготовка, інформаційне моделювання (BIM), бетонні суміші, екструзія, штучний інтелект, автоматизація, адитивні технології, контроль якості, тривимірне проєктуванняАнотація
Розглянуто сучасні тенденції застосування технології 3D-друку в будівельній галузі, яка стрімко розвивається як у наукових дослідженнях, так і в практичній площині. Проведено комплексний аналіз технологічного процесу 3D-друку, що охоплює ключові етапи: створення цифрової інформаційної моделі, геодезичну підготовку будівельного майданчика, налаштування обладнання та безпосереднє зведення конструкцій шляхом пошарового екструдування будівельної суміші.
Окрему увагу приділено необхідності високоточного позиціювання та попереднього створення геодезичної основи, що забезпечує сумісність параметрів моделі з реальними умовами місцевості. Показано значення топографічної зйомки, 3D-сканування основи та встановлення реперних точок для забезпечення точності друку на всіх етапах.
Розглянуто розробку складів бетонних сумішей, адаптованих до умов тривимірного друку, з урахуванням їх реологічних характеристик, часу тужавлення, швидкості тверднення та адгезії між шарами. Проаналізовано конструктивні обмеження технології, пов’язані з геометрією друку, потребою в підтримувальних елементах, обмеженнями у висоті споруд і важливістю точного контролю параметрів процесу.
Окремий розділ присвячено застосуванню штучного інтелекту для автоматизації ключових операцій - від параметричного проєктування та управління рухом друкувальної головки до контролю якості зведених елементів у реальному часі.
Здійснено порівняльну оцінку переваг і недоліків 3D-будівництва відносно традиційних методів із урахуванням економічних, екологічних та соціальних факторів. Окреслено перспективи подальшого розвитку технології, включаючи її потенціал у складних умовах експлуатації або на позаземних об’єктах.
Посилання
Buswell R.A. et al. 3D Printing in Concrete Construction: Applications and Challenges. International Journal of Multidisciplinary Research & Reviews. 2023. Vol. 2, No. 4, P. 11-18. {in English
Lim S. et al. Development of a viable 3D concrete printing system. Automation in Construction. 2012. Vol. 217(1), P. 665-670. {in English
Dini E. D-Shape technology: Digital construction of buildings by additive fabrication. URL: http://3dprintetbyggeri.dk/pdf/bes%C3%B8gsrapporter/D-Shape.pdf (accessed: 10.05.2025). {in English
Khoshnevis B. Contour Crafting: A New Automated Construction Technology. Automation in Construction. Vol. 13 (2004), P. 5–19. {in English
Tay Y.W.D. et al. 3D Printing Trends in Building and Construction Industry. Journal of Building Engineering. 2017. Vol. 45, P. 263–268. {in English
Interviewing XtreeE: 3D Printing Concrete to Push the limits of Construction. Sculpteo Blog. URL: https://www.sculpteo.com/blog/2023/08/18/interviewing-xtreee-3d-printing-concrete-to-push-the-limits-of-construction (accessed: 11.05.2025). {in English
Weng, Y., Li, M., Ruan, S., Wong, T.N., Tan, M.J., Ow Yeong, K.L., & Qian, S. Comparative economic, environmental and productivity assessment of a concrete bathroom unit fabricated through 3D printing and a precast approach. Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 261, P. 121245. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121245. {in English
3D Printing Construction Market Size, Report, Forecast to 2030. Straits Research. URL: https://straitsresearch.com/report/3dprinting-construction-market (дата звернення:11.05.2025). {in English
Batikha M., Jotangia R., Baaj M.Y., Mousleh I. 3D concrete printing for sustainable and economical construction: A comparative study. Automation in Construction. 2022. Vol. 134. P. 104087. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.104087. {in English
Reid R.L. 3D printing builds eco-friendly houses in Texas town // ASCE American Society of Civil Engineers. URL: https://www.asce.org/publications-and-news/civil-engineering-source/civil-engineering-magazine/article/2023/09/3dprinting-builds-eco-friendly-houses-in-texas-town (accessed: 11.05.2025). {in English
Gangotra A. та ін. 3D Printing Has Untapped Potential for Climate Mitigation in the Cement Sector. Communications Engineering. 2023. Vol. 2, № 1. P. 1–5. DOI: https://doi.org/10.1038/s44172-023-00054-7. {in English
Bos F.P., Wolfs R.J.M., Ahmed Z.Y., Salet T.A.M. 3D printing concrete with reinforcement. Automation in Construction. 2018. Vol. 112. P. 103086. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2018.10.006. {in English
Lim S., Buswell R.A., Le T.T., Wackrow R., Austin S.A., Gibb A.G.F., Thorpe T. Developments in construction-scale additive manufacturing processes. Automation in Construction. 2012. Vol. 21. P. 262–268. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2011.06.010. {in English
Maboudi M. та ін. Current Surveying Methods for the Integration of Additive Manufacturing in the Construction Process. ISPRS Archives. 2020. Vol. XLIII-B4-2020. P. 763–768. DOI: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLIII-B4-2020-763-2020. {in English
Mawas K., Maboudi M., Gerke M. Automatic Geometric Inspection in Digital Fabrication. ISPRS Archives. 2022. Vol. XLIII-B1-2022. P. 459–466. DOI: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLIII-B1-2022-459-2022 {in English
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.