Как начать 3D печать в строительстве [бизнес план с расчетами 2024]

ЗD печать в строительстве – это технология, которая позволяет возвести объект недвижимости за счёт поэтапного наслоения строительной смеси под управлением автоматики.

Это может быть непрерывный процесс за счёт круглосуточной работы без простоев. Особенно эффективно технология зарекомендовала себя при создании оригинальных форм и сложных геометрических конструкций.

Принцип работы любого строительного 3D принтера основан на экструзии, т.е. послойного выдавливания специальной смеси по заранее занесённой в программу трёхмерной компьютерной модели.

Самую свежую и более подробную информацию про бизнес и все, что с ним связано, можно узнать из нашего Телеграм-канала.

Смесь, как правило, состоит из цемента, наполнителя, пластификатора и, возможно, прочих добавок. Её заливают в бункер устройства, оттуда она поступает к головке принтера и через форсунку выходит наружу. Нанесение смеси производится строго в пределах рабочей области на поверхность выделенной площадки или предыдущие напечатанные слои.

Если сравнивать строительный 3D принтер с обычным, то станет ясно, что принцип их работы схож, за тем исключением, что в строительном принтере нет нагревательного элемента. Этот аппарат способен серийно воспроизводить любые формы, даже те, что невозможно создать вручную.

Сегодня строительные принтеры возводят жилые дома, здания производственного назначения, пешеходные мосты и декоративные конструкции. Иногда бетонную смесь может заменять металл или всё тот же пластик. 

О том, какими могут быть строительные принтеры

Все строительные принтеры делятся на три типа: портальные, «дельта» и роботизированные.

Портальные напоминают сложную конструкцию, состоящую из рамы, 3-ёх порталов и печатающей головки. Такие устройства дают возможность создавать здания целиком, если они способны разместиться под аркой принтера. В крайнем случае, можно соорудить здание из крупных отпечатанных частей.

«Дельта» принтеры печатают более хитрые фигуры и не зависят от направляющих. Их печатающая головка висит на рычагах, закреплённых вертикально.

Роботизированные принтеры – это по сути комплекс роботов (или один робот), оснащённых экструдерами и получающих команды из единого центра.

Помимо 3-х перечисленных типов есть и альтернативные методы 3D печати в строительстве, например, D-Shape техника, печатающая наслоением порошка из 300 сопел на подвижной платформе. Для его закрепления наносится клеящий раствор.

Самым распространённым материалом для 3D строительства являются мелкозернистые смеси. Их состав различается по пропорциям в зависимости от функций будущего здания и сопла рабочего принтера. 

Бетон для 3D принтера должен быть прочным, быстро застывать и иметь высокую пластичность.

О преимуществах и недостатках строительной 3D печати

С применением 3D печати, традиционное строительство расширило горизонты своих возможностей.

Как минимум, у новой технологии есть 3 очевидных преимущества:

1) Уникальный дизайн. 3D печать даёт возможность создавать очень сложные конструкции, не ограничивая себя привычными законами домостроительства;

2) Скорость застройки. Новое здание можно построить с нуля практически за сутки. Например, дом, площадью 50-80 квадратов успешно формируется за 24 часа. Сам принтер легко транспортировать и при необходимости перенастраивать. Это занимает не более 30 минут;

3) Экономия ресурсов. Строительный принтер исключает необходимость дополнительного оборудования. Кроме того, он значительно уменьшает вероятность перерасхода материалов.

Если в традиционном строительстве отходы достигают до 30%, которые ещё нужно утилизировать, то здесь их практически нет. Это благотворно влияет не только на кошелёк заказчика, но и на окружающую среду. Существуют даже принтеры, которые работают на солнечной энергии и контролируют выделение углекислоты. 

Отдельно стоит отметить широкие возможности по масштабированию технологии. 1 кв. метр стены при обычном строительстве в среднем стоит 75 долларов. Для 3D принтера эта цена падает до 27 долларов. Именно поэтому в мире их широко начинают использовать для строительства «быстрых» домов, пострадавшим от стихийных бедствий.

На сегодняшний день технология всё же не позволяет создать полноценный функциональный дом, только каркас, стены или крышу. Окна и коммуникации приходится устанавливать отдельно.

Рассмотрим её недостатки:

1) Дорогие инвестиции. Стоимость хороших 3D принтеров может достигать миллионов долларов;

2) Отсутствие сертификации. Во всех странах мира традиционное строительство имеет регулируемые нормами закона стандарты безопасности.

В случае с 3D принтерами не все элементы печати могут быть стандартизированы. Недобросовестный подрядчик может воспользоваться этим в целях экономии и непреднамеренно подвергнуть опасности тех, кто будет эксплуатировать объект.    

3) «Некрасивый» внешний вид. Поверхность «напечатанных» домов ребристая, что является непривычным для обывателя.

О стоимости конкретных моделей

Приведём примеры конкретных производителей и моделей строительных 3D принтеров, с учётом их рыночной стоимости. Если вы хотите развиваться в данном направлении, очевидно, вам будут нужны инвестиции и единомышленники. 

1) WinSun, Китай

Компания из Шанхая выпустила портальный строительный 3D принтер в 150 метров длиной, 10 – шириной и 6,3 высотой. Всего за 5 часов, он способен напечатать здание до 6 метров в высоту. Смесь для WinSun изготавливается из обычных строительных отходов: цемент, сталь, стекловолокно.

В 2014 году принтер стал широко известен по всему миру, ведь ему удалось напечатать сразу 10 домов за одни сутки. Стоимость каждого из них на тот момент составляла около 270 000 рублей. 

Разработчики позже признались, что печать была не цельная – дома собирали из отпечатанных блоков. Однако, позже технологию доработали и в провинции Цзянсу представили уже целый ряд зданий, одно из которых достигало высотой 5 этажей. Эти здания распродали по цене от 7 000 000 рублей.

Стало ясно, что WinSun способен сэкономить до 80% приложенных усилий, 60% материалов и в совокупности даёт экономию на 45% по сравнению с традиционным строительством.

Сегодня заказы на Winsun поступают из разных стран. Одна только Саудовская Аравия заказала уже 100 принтеров для печати 1 500 000 домов в рамка государственного проекта. Стоимость сделки – $1,5 млрд. Из чего легко сделать вывод, что стоимость принтера – $15 млн.

Если вы распологаете такими финансами, то можем вам предложить ещё один крайне интересный вид бизнеса, но не менее дорогостоящий.

Причина заключения договора проста – в этой стране высокая стоимость оплаты труда, а ведь в первую очередь 3D принтер позволяет экономить на ней. 

2) ProTo R 3Dp и RC 3Dp, Нидерланды

CyBe Additive Industries разработали принтер-манипулятор ProTo R 3Dp, который способен работать с формами любой сложности в радиусе 3,15 м.

Его печатающая головка в 30 мм способна подавать цемент со скоростью до 200 мм/сек. При этом при подключении нескольких экструдеров, она увеличивается до 4000 мм/сек. 

За счёт объединения проектирования и производства в одну систему предприимчивые голландцы прогнозируют сокращение расходов на строительство до 80%!

Однако принтер при этом весьма заурядный. Интерес скорее вызывает его бетонная смесь – CyBe MORTAR, чей состав не рассекречен. Она примечательна полным отвердеванием всего за несколько минут и, по заверениям создателей, на 32% меньшими выбросами углекислоты в атмосферу. 

Принтер 6-ти осевой, для работы с ним требуется 2 человека. Он работает от любой локальной сети. В комплект поставки входят: манипулятор, блок управления с интуитивным интерфейсом и система смесительных насосов.

Однако, Берри Хендрикс, владелец компании, отказывается называть дату вывода продукта в коммерческое производство. Очевидно, чтобы получать закзаы вам придётся участвовать в тендерах.

3) Batiprint 3D, Франция

Команда прославилась в мире, благодаря идее проекта Yhnova, или 3D печать «изнутри». Помимо цемента, их принтер (1,5 м х 2 м х 1 м) может использовать изоляционную пену со скоростью 0,2 м/с. Для управления им достаточно одного оператора.

Полиуретановую опалубку печатают послойным распылением, а после застывания заливают бетоном. В итоге получается интересное 5-ти комнатное жилое решение со стенами, подобными дугам и скруглёнными углами. Структура может достигать в высоту 7 метров, а площади в – 95 кв. метров.

Здание сертифицировано. А вот принтер, как ни парадоксально нет. Это затрудняет его выход на рынок.

4) BetAbram P1, P2 и P3, Словения

В отличие от своих европейских собратьев, BetAbram вывели все три модели своих строительных 3D принтеров в продажу. А у флагманской модели P1 в комплекте даже есть 3 насадки: стандарт, «Orto» (гладкая) и вращающаяся.

Команда на рынке с 2012 года (без малого 10 лет). По их утверждению P1 способен напечатать здание из бетона площадью до 144 кв. м.

Характеристики моделей следующие:

• P3 (6 м х 3 м х 2,5 м), вес 250 кг, потребляет 3кВт;
• P2 (12 м х 6 м х 2,5 м), вес 400 кг, потребляет 4кВт;
• P1 (18 м х 9 м х 2,5 м), вес 520 кг, потребляет 4кВт.

Стоимость за них варьируется от 12 000 евро (996 000 рублей) за P3 до 20 000 евро за P1 (1 660 000 рублей). Как уверяют разработчики, на производство одной модели уходит около 2 месяцев.  

5) Apis Cor, США

Принтер размером 4 м х 1,6 м х 1,5 м и весом в 2 тонны способен работать на площади до 131 кв. м. Если размер здания превышает указанные параметры, работы могут вести несколько, синхронизированных принтеров, визуально напоминающих руки робота.

Проект занял 1 место в конкурсе 3D печати от NASA. Он оснащён системой стабилизации и автовыравнивания по горизонту.

В 2016 году при участии российских компаний принтер Apis Cor за 24 часа напечатал первый жилой дом в России, созданный с помощью технологии 3D, как единое целое. Его площадь составила 38 кв. м.

Дом был сложной формы, а работа проводилась зимой, однако, ради того, чтобы не замёрзла строительная смесь (ниже +5 по Цельсию нельзя), для стройки выделили тент и поддерживали приемлемую температуру.

Готовый дом оценили в 593 568 рублей «под ключ». Это 16 000 рублей за кв. метр. При этом, проект реально было удешевить только за счёт формы здания до 13 000 рублей за кв. м. Кстати, не менее интересный формат бизнеса - строительство домов из морских контейнеров.

Почему же презентация проводилась в России? Это объяснимо, ведь инженер-разработчик Apis Cor Никита Чен-Юн-Тай родом из нашей страны.

Принтер потребляет 8 кВт/ч, и способен производить до 100 кв. метров полезной площади за стуки. Его скорость – от 1 до 10 м/мин. В многокамерных стенах принтер формирует воздушную прослойку, что способствует теплоизоляции строения.

Приобрести технику Apis Cor пока невозможно, но зато с недавнего времени можно купить их акции. Сейчас они продают напечатанные дома во Флориде по цене от 330 000 долларов США (24 750 000 рублей).

О российских реалиях

А что же делать, если вы хотите зарабатывать на 3D строительстве? Где взять 3D принтер?

В России лидером по производству строительных 3D принтеров является компания «АМТ-Спецавиа», расположенная в Ярославле. Для отечественного потребителя это лучшая «цена-качество», по сравнению с китайской или европейской техникой.

Компания «АМТ» появилась в «Сколково» в 2017 году. С тех пор дочерний проект «АМТ-Спецавиа» каждый год представляет новые модели печатной техники, в том числе и S-500. Самый большой строительный принтер во всём мире. 

Сейчас у компании 7 моделей 3D принтеров от 3,5 м х 3,6 м х 1 м до 11 м х 31 м х 80 м. Они работают с цементными смесями, глиной и гипсом. Способны строить здания высотой до 30 этажей. Это полевые и цеховые портальные машины с производительностью от 0,5 до 2,5 куб/м в час. Для большинства в управление требуется 2 человека.

Посмотрим конкретные примеры техники:

1) S-4063. Печатает малые архитектурные формы или конструкции до 18 кв. метров. Цена: 637 500 рублей.

2) S-6045. Способен печатать сложные оригинальные конструкции до 12, 6 кв. метров. Цена: 1 575 000 рублей.

3) S-1160. Печатает здания до 280 кв. м. Цена: 2 175 000 рублей.

Как же оценить их практическое применение?

Рассмотрим пример: 100 метровый дачный коттедж реально напечатать от 187 500 рублей (скорее всего выйдет около 230 000 рублей). При этом со всеми коммуникациями, крышей и отделкой, он будет продаваться за 600 000 - 800 000 рублей. Аналогичная постройка из кирпича выйдет в 2-2,5 раза дороже.

Так происходит, потому что материалы дозируются предельно точно, отклонений нет, проёмы идеально ровные, даже щелей нет – конструкция монолитна.

Приобретение собственного принтера (напрокат их пока не взять) обойдётся минимум в 2 000 000 рублей. Проект дома необходимо будет заказать у моделлера – от 3000 рублей. Ещё около 375 000 рублей придётся доплатить рабочей бригаде, которая доведёт постройку «до ума».

Если укладываться в строительство коттеджа до 750 000 рублей за 2 месяца. А продавать их по 1 275 000 – 1 350 000 рублей, то чистая прибыль составит от 250 000 до 350 000 рублей в месяц с одного проекта.

Ведя 3 проекта одновременно, в год можно получать до 9 млн рублей. Это делает 3D строительство потенциально выгодным бизнесом, тем более конкуренция ещё невысока.