3d технологии в строительстве

не думал, не гадал, что поиск технолога перерастёт в такие бурные разговоры. Хочу на правах родоначальника данной ветки рассказать о наших успехах, кто-то порадуется, кто-то ну вы сами знаете кто. Технолог и материаловед в одном лице найден, это профессор МГСУ Величко Евгений Георгиевич, http://titanind.ru/teem Закуплены части будущего механизма, проводятся подготовительные работы, более подробные новости http://vk.com/titanindustry там выложены фото и видео материалы, проводятся встречи с инвесторами. Так же записана видео презентация проекта http://www.youtube.com/watch?v=qIo0KgcMxmM Заканчивается выпуск акций компании, переходим к четвёртому этапу разработки
1. Закупка комплектующих для разработки прототипа согласно сметной стоимости
2. Сборка прототипа http://titanind.ru/etaps
Так как, часть комплектующих закупалась и ранее, будем до закупать оставшиеся элементы и переходим к сборке прототипа. Земля для сборки имеется, в ближайшем Подмосковье, там же планируем строить первый дом, куда и будут приглашены инвесторы для открытой презентации и т.д. и т.п. По мере появления новых событий и получении экспериментальных результатов буду оперативно описывать на форуме или лучше всего вступайте в нашу группу http://vk.com/titanindustry или новости на сайте компании http://titanind.ru в разделе "о нас" в нижней части страницы.

Юрий, очень смело и самонадеянно со стороны людей, пока еще ничего не создавших и лишь взявшихся воспроизводить модную игрушку, сравнивать себя с изобретателями автомобиля и с наиболее невежественными его оппонентами - своих оппонентов, среди которых присутствуют люди с опытом самостоятельного создания и внедрения новых технических решений. А главное - с рациональным мышлением, в котором анализ причинно-следственных связей превалирует над лозунгами.
Видите ли, как я уже писал на первой странице этой темы излагающим более содержательные мысли собеседникам - у сложных и энергозатратных технологий есть определенная ниша, где они оправданны в силу своей незаменимости. Например, мне недавно сделали на пробу одну детальку:

На пятикоординатном электроэрозионном станке. Специалисты высочайшего класса. Но в данном конкретном случае это оправданно - поскольку ее можно изготовить и на обычном фрезере с ручным управлением и делительной головкой, но это будет многократно дороже, поскольку потребует задействовать на огромное время станок и поставить за него специалиста сравнимой квалификации, а потом еще и помучиться с корректировкой формы после термообработки.
Поэтому в данном конкретном случае я за сложный техпроцесс. А вот если бы я решил профилировать арматуру вместо скучной прокатки аналогично, электроэрозионным станком, да еще при этом громыхал в интернете, какой я Дарт Аньян и какие косные невежды те, кто считает это решение неоправданным, - это уже было бы посмешищем.
В случаях же пригодности простых поточных способов производства для достижения аналогичного результата - сложные трехмерные технологии резко повышают затраты, но при этом зачастую ухудшают конечный результат. Уже приводившиеся примеры: например, это изготовление перекрытия 3D-принтером с многократным перемещением массивных исполнительных механизмов вместо скучной заливки монолита в опалубку или установки отформованных на линии пустотных плит - то и другое со значительно меньшими энергозатратами, обусловленными отсутствием лишних возвратно-поступательных движений массивных исполнительных механизмов, и с более высоким качеством, обусловленным более высокой сплошностью бетона. Или изготовление плохих сырых болтов на многокоординатных расточных станках вместо поточного производства с накаткой резьбы, высадкой и закалкой головки. Или изготовление игрушечного мостика из непрочной отожженной стали.

А мне кажется, что он просто хочет "набрать кармы" за счет количества постов. Сообщение то - абсолютно не информативное, а тупо эмоциональное, направленное на то, чтобы "завести" оппонентов. То бишь - троллинг.
Вот если бы он сказал: "Вы не правы по следующим причинам:
1. Имеются достаточно дешевые материалы (наименование), которые обеспечивают точность, скорость, огнестойкость, прочность.....
2. Применение их возможно в следующих областях.....
3. Экономически выгодно сейчас при следующих условиях......
4. При внедрении разработанного нами механизма (техпроцесса) становится выгодным применять в строительстве ......"
А так - можно просто игнорировать.
Ну, и минусок поставить

На заслуженно скрытое модераторами сообщение "родоначальника" топика:
1. Скепсис и неодобрение многих посетителей, в том числе и мои, вызваны не "инновационным" техническим решением в виде 3D-принтера как такового, а демагогическими лозунгами о непонятных и неприятных невеждам инновациях в сочетании со ссылками на чужие разработки. Вкупе с явным непониманием технической сущности указанных Вам проблем, основными из которых являются обусловленные самой сутью 3D-печати выраженный дефицит уплотняющего воздействия и - главное - многократно большие, чем в нескольких существующих технологиях сразу, затраты кинетической энергии при формировании деталей простой формы. В ответ на очевидные вопросы о том, как Вы сможете решить или обойти эти проблемы, форум увидел Ваши переходы на личности и заявления об отсталости и ограниченности неизвестных Вам людей в комплекте с непониманием физических особенностей и ограничений процесса. Что, вместе с заявлениями "Моя роль в проекте - организаторская" закономерно вызывает вопрос: "Зачем тогда, мил человек, пожаловал - если не продавать участие (по собственному заявлению) и не дискутировать о технической стороне вопроса?"
2. Об обсуждении того, что и как будет работать. Люди, имеющие опыт реального внедрения новых технологий промышленного производства, а не пересказа лозунгов, прекрасно знают справедливость расхожего выражения "Дьявол кроется в деталях". Поэтому в случае, если предлагаемая технология кажется оппонентам неработоспособной, но их зачем-то хочется убедить в обратном - можно озвучить принципиальный подход, умолчав про технологические нюансы, без которых работа невозможна и которые потенциальному копировщику придется постигать на своих ошибках. Говорить о том, что это нарушило бы некие секретные ноу-хау, бессмысленно, поскольку: а) примерно такой же подход необходимо использовать при патентовании, без которого проводить какие-то демонстрации своих ноу-хау несколько непродуктивно; б) при означенных демонстрациях завеса секретности с принципиальных решений все равно была бы снята; в) наличие дееспособных ноу-хау у людей, только что искавших технолога для реализации основного процесса, маловероятно.

Карл, у них теперь имеется заслуженный профессор из авторитетного учреждения, так что всё с лёгкостью будет именно так. Этот профессор не какой-нибудь замшелый бетоновед, а прогрессивный человек, идущий в струе нано- и нуно-технологий

Цитата
Неправильные вопросы возникают, несущественные. Пока к 3d-сварке не прикрепят либо 3d-закалку и 3d-отпуск, либо (предпочтительно) 3d-ковку, причем с затратами ресурсов на уровне, сравнимом с существующими процессами ОМД и термообработки, - это все останется игрушками.

Лев, у меня вопрос как раз корректный и рациональный: почему именно сварка, а не проволока, не требующая термообратки и т.д.? Недостаток в ведении дискусси со стороны скептиков из "бетонного лагеря" по-моему как раз заключается в том, что изначально экспериментальную задачку, выполняемую энтузиастами для пешеходного моста (плевать стартап это для привлечения инвесторов или просто ребята тешат самолюбие), они сразу пытаются "натянуть" на арматурные каркасы бетонных небоскребов. Некоторые представители "бетонного лагеря" уже договорились того, что полимерные материалы запрещены в отделке "серьёзных зданий".

Цитата
А просто сварка - это либо отожженный металл (причем, как правило, довольно низкого качества ввиду отсутствия ювенильности), либо плохо закаленный и перегруженный термическими напряжениями.

Сварные швы используются в узлах, где высочайшие нагрузки причем нередко без других видов соединений вроде болтов/шпилек, например, как в небоскребе Тайбэй 101. Другое дело, что конкретно у этих энтузиастов работает сварочный 3D-манипулятор. Ответа на свой вопрос у них я не нашел. Для инвестора это тоже минус.

Цитата
При большей стоимости. Ну вот выгоднее в абсолютном большинстве случаев привезти и смонтировать сортовой прокат, чем по капле наплавлять металл на месте.

Выгоднее. Проще. Надежнее. Я совершенно согласен, но хотелось бы более научных ответов, полученных путем экономических расчетов и математического моделирования для строительной отрасли, которым она обделена в России, не говоря уже про Советский Союз. По-моему логично? Например, у тех же американцев и европейцев, например, тема арматуры из нержавеющей стали возникла не из пальца, как бетонные или сварочные 3D-принтеры, а именно из экономической целесообразности потому, что огромные средства даже в масштабах США и ЕС тратятся ежегодно на ремонт бетонных сооружений (сотни миллионов), где немалую проблему представляет коррозия арматуры.

Цитата
Сварные швы используются в узлах, где высочайшие нагрузки причем нередко без других видов соединений вроде болтов/шпилек, например, как в небоскребе Тайбэй 101.

Дьявол традиционно кроется в деталях. Одно дело - равнопрочное сварное соединение несущих конструкций, обеспечиваемое обычно увеличением конструкций в месте стыка (посмотрите, что такое "ванная сварка"), зачастую усиленное косынками или другими элементами, обеспечивающими перехлест (начиная с тех же ванночек для сварки), - лишь бы усилить соединение цельными металлическими деталями. И совсем другое - сделать фактически из сварочного шва ВСЁ.

Цитата
Выгоднее. Проще. Надежнее. Я совершенно согласен, но хотелось бы более научных ответов, полученных путем экономических расчетов и математического моделирования для строительной отрасли, которым она обделена в России, не говоря уже про Советский Союз. По-моему логично?

Давайте обойдемся даже без экономики - физической основой, из которой экономика и возникает. Производство крупного сорта для строительных металлоконструкций - это горячая прокатка, третий передел, причем достаточно дешевый из-за небольшой суммарной деформации. В случае изготовления хоть сварочной проволоки, хоть дискретных электродов - третий передел у нас становится дороже, т.к. нужно получить катанку - кругляк диаметром порядка 6,5 мм для последующего волочения проволоки. Работа формоизменения в этом случае значительно больше. Потом мы добавляем четвертый передел - волочение проволоки. В случае сварочной проволоки с флюсом внутри - плющим из проволоки тонюсенькую ленту и делаем из нее почти классическую трубу, только с "замком" вместо шва. Добавляем флюс, который тоже чего-то стоит, а в итоге улетит в атмосферу (затраты на экологию условно прощаем). А потом устраиваем повторно второй передел - плавим сталь. Только из-за мизерного масштаба (невыгодного соотношения объема расплавленного металла и поверхности охлаждения) значительно снижаем эффективность этого процесса.

Цитата
Проволока - это дорогое изделие с существенно более длинным и затратным, чем у какого-нибудь уголка или швеллера, технологическим циклом.

Не только проволока, но та же А-I в бухтах. Цена в Москве - 25-30 тыс/тн. Главное, чтобы 3D-манипулятор мог ее обрабатывать достаточно быстро, например, сгибать "змейкой". Против швеллера или даже прямоугольной трубы я ничего не имею против потому, что они также качественно защищаются от коррозии - им самое место в опорах, где несложные операции и наименьшие трудозатраты.

Цитата
Если проволока еще и высокопрочная (чтобы окупить лишние переделы экономией на металле), то она резко разупрочняется при нагреве, не терпит изгибов на малые радиусы, не сваривается.

Полагаю, малые радиусы и не нужны в строительстве того же пешеходного моста и минимального угла там вполне достаточно 120.

Цитата
Ваять из проволок пространственные конструкции неудобно и невыгодно.

Из чего это следует, что неудобно если рассматривать технически более детально? Я пока научно-прикладных исследований на эту тему не нашел после возникновения интереса к 3D-строительству. Полно профессиональной литературы по изготовлению не несущих конструкций, например, ограждений, решеток, витражей, где та же катанка фигурирует в основном как декоративный элемент, но это не означает, что ее нельзя использовать в некоторых областях именно как материал в несущих конструкциях с небольшой нагрузкой.

Цитата
И совсем другое - сделать фактически из сварочного шва ВСЁ.

Я также нашел другие недостатки в их способе 3D-печати, например, не ясно как качественно окрашивать эти сильно "гофрированные" стержни из расплавленного металла если это не нержавейка? В случае с проволокой или гладкой арматурой просто - установим на 3D-робота дополнительный манипулятор с программой для пескоструя, очистки сжатым воздухом и краскораспылителем.

Цитата
Не столько коррозия в традиционном понимании, сколько сероводородное коррозионное растрескивание/охрупчивание.

Лев, я имел в виду "обычную" коррозию, когда повышается проницаемость и снижается щелочность цементного камня (та же карбонизация), в результате начинается депассивация и далее ржавление стали, приводящее в итоге к растрескиванию бетона вокруг арматуры и закладных элементов.

Цитата
Однако в связи с высокой ценой по-настоящему коррозионностойких сталей и их не лучшими механическими характеристиками - более развитым направлением является защита арматуры (цинк, несмотря на ухудшение адгезии, моностренды в оболочках со смазкой) и конструкций в целом.

Я читал про арматуру, покрытую гальванической и эпоксидной защитой, которую активно китайцы продвигают, но в какой бы отечественной литературе почитать про это дело? В Тихонове, изданном в 2007 году, ничего не нашел.

Цитата
Из разупрочнения при гибке, не говоря о сварке, и отсутствия возможностей сделать без разупрочняющих воздействий конструкцию, которая не имеет зазоров и слабин для вытяжки под нагрузкой и при этом обладает достаточно сложной формой, чтобы оправдать применение трехмерного изготовления по месту вместо применения простых конструкций, полученных прокаткой или иным способом обработки давлением.

Ух, ну и длинные у Вас предложения! Полагаю, все немного проще. Их 3D-напечатанный мостик работает как целое - его крохотный прототип на видео пружинит, когда на нем стоит человек. Вероятно, о соответствующих креплениях типа шарниров для своей деформирующейся конструкции они подумали. Насчет разупрочнения - у них все из капель металла сделано, а я скромно склоняюсь к А-I (забудем даже о проволоке) что по идее должно быть прочнее.

Цитата
Изготавливать конструкции крупинками по месту, наверное, будет полезно и выгодно где-нибудь на внеземных станциях, для которых проблематично сгонять фуру на ближайшую металлобазу и прихватить по дороге кран))

Соглашусь. У 3D-печати или 3D-сварки есть еще одно непромышленное применение - это сложные художественные инсталляции. Что эти энтузиасты и продемонстрировали на видео - много кривых "линий" из металла.

Цитата
А дополнительный манипулятор с пескоструем - это очень грязно и, таким образом, очень плохо с т.з. защиты окружающей среды - практически теряются все плюсы возведения конструкций по месту.

Мне кажется, что если 3D-манипулятор пшикнет, допустим, 1000 раз, чтобы удалить шлак, то не будет особого вреда в безветренную погоду. Тогда защищать. Как защищают при работах по демонтажу бетонных конструкций или взрывных.

Цитата
Опять же, не надо забывать, что в данном случае пескострую нужно подвергать не швы или очаги коррозии, а ВСЁ.

Лев, я не могу дать ссылки на литературу потому, что не являюсь профессионалом в данной области, но у них не пескоструят стальные конструкции на улице. Минимум зачистки ручным электроинструментом помимо удаления наплывов металла и шлака. Далее просто обдувают воздухом или протрут ветошью, даже не "обезжиривая". Во-первых, не позволяют им покрыться серьезной ржавчиной или дождевыми солями. Во-вторых, очень хорошие лакокрасочные материалы, например, на полиуретановой основе, обладающие не только стойкостью против того же вандализма и птиц, но и запасом прочности по принципу - если отслоится на нескольких мм2, то будет держаться за счет прочной пластиковой пленки и сцепления вокруг дефектного участка.

Цитата
На мой взгляд, лучше взять первоисточники. По арматуре с эпоксидной защитой, например: http://www.astm.org/Standards/A882.htm

У меня есть и более близкая рекомендация - ASTM A775 / A775M Standard Specification for Epoxy-Coated Steel Reinforcing Bars. Проблема в том, что наши инженеры не доверяют иностранной литературе, а зачастую не владеют английским даже. Хуже того, рекомендация/стандарт это даже не профессиональная литература с анализом ситуации в отрасли, референциальными объектами и историей решения проблемы.

Как-то это странно. 3D-принтер можно понять и как-то продвигать, если он за умеренные деньги избавит от склада сборных ЖБИ и крана, а так получается объединение слабых сторон и издержек нескольких технологий.

ну может и займет свое место, но не в скором времени

а вот это уже ближе к теме практического смысла