ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ОСОБЛИВОСТІ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ 3D-ДРУКУ У БУДІВНИЦТВІ

Автор(и)

Ключові слова:

3D-друк у будівництві, геодезична підготовка, інформаційне моделювання (BIM), бетонні суміші, екструзія, штучний інтелект, автоматизація, адитивні технології, контроль якості, тривимірне проєктування

Анотація

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.

Біографії авторів

Роман Самченко , Запорізький національний університет

к.т.н.

Артем Юхименко , Запорізький національний університет

к.т.н.

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

2025-09-24

Як цитувати

Бабін , В., Самченко , Р., & Юхименко , А. (2025). ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ОСОБЛИВОСТІ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ 3D-ДРУКУ У БУДІВНИЦТВІ. Просторовий розвиток, (14), 67–76. вилучено із https://spd.knuba.edu.ua/article/view/360886

Номер

Розділ

Статті