АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. 3D-ПЕЧАТЬ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Строительные работы и типовые технологические процессы

АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. ПРИМЕНЕНИЕ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ (3D-ПЕЧАТЬ) В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на правила выбора и применения аддитивных технологий (АТ) в строительстве и устанавливает общие требования к применению трехмерной печати (далее - 3D-печать).

1.2 В настоящем стандарте представлен обзор существующих АТ в строительстве, которые в связи с развитием данных технологий не являются исчерпывающими.

     2 Нормативные ссылки 

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.2.003 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.002 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.009 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.011 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация

ГОСТ Р 57586 Изделия, полученные методом аддитивных технологических процессов. Общие требования

ГОСТ Р 57590-2017 Аддитивные технологические процессы. Базовые принципы. Часть 3. Общие требования

ГОСТ Р 59096 Материалы для аддитивного строительного производства. Методы испытаний

СП 48.13330.2019 "СНиП 12-01-2004 Организация строительства"

     3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 аддитивное строительное производство: Процесс возведения конструкций зданий и сооружений, основанный на создании объекта строительства по электронной геометрической модели путем добавления материала для аддитивного строительного производства, как правило, слой за слоем.

3.1.2 добавка: Органическое или неорганическое вещество, вводимое в небольших количествах в материалы (смеси) в процессе их приготовления с целью направленного регулирования их свойств (технологических, строительно-технических, физико-механических) и/или придания им новых свойств.

3.1.3 несъемная опалубка: Опалубка, изготовленная методом 3D-печати из строительных смесей для 3D-печати, остающаяся после внутренней заливки (бетонирования) в конструкции.

3.1.4 опалубка: Конструкция, представляющая собой форму для укладки и выдерживания бетонной смеси.

Примечание - Состоит из формообразующих, несущих, поддерживающих, соединительных, технологических и других элементов и обеспечивает проектные характеристики монолитных конструкций.

3.1.5 реконструкция поверхности: Средство обработки данных, полученных с помощью 3D-оцифровки.

Примечание - Начиная с массивов точек создаются математически описанные кривые и поверхности. Генерируется поверхность объекта с достаточной топологической информацией. Эти данные затем могут храниться отдельно или быть интегрированными в существующую объемную модель системы автоматизированного проектирования (САПР). Реинжиниринг создает мост между 3D-оцифровкой и моделированием САПР.

3.1.6 связующее: Вещество, обеспечивающее монолитность материала.

Примечание - В качестве связующих материалов для аддитивных строительных процессов могут применяться гидравлические, воздушные, полимерные, геополимерные, смешанные и другие вяжущие.

3.1.7  система координат установки: Трехмерная система координат, определяемая фиксированной точкой на платформе построения стремя главными осями, обозначенными x, y, z, с направлениями вращения вокруг каждой из этих осей, обозначенными А, В и С соответственно, где углы между x, y и z - декартовы (система может быть определена изготовителем установки).

Примечание - Система координат установки зафиксирована по отношению к установке, в отличие от координатных систем, связанных с поверхностью конструкции, которая может быть перенесена или повернута.

[ГОСТ Р 57558-2017, статья 2.3.11]

3.1.8 сухая строительная смесь (строительная смесь): Смесь сухих компонентов вяжущего (минерального, полимерного или смешанного), заполнителя и добавок, дозированных и перемешанных на заводе, затворяемая водой перед употреблением.

3.1.9 процесс нарезки: Процесс нарезки фасетов модели в несколько последовательных слоев и записи информации, содержащейся в каждом слое.

Примечание - Если нарезанные данные контура больше не соединяются друг с другом в оси z, то последующее масштабирование больше невозможно. При использовании некоторых технологий этот процесс выполняется автоматически с помощью программного обеспечения, как только необходимые параметры (например, толщина слоя) будут установлены. Другие системы требуют отдельного программного обеспечения для подготовки и хранения этих данных слоя.

3.1.10 слой [вещества]: Материал, предварительно нанесенный для создания поверхности.

[ГОСТ Р 57558-2017, статья 2.3.10]

Примечание - Для процессов аддитивного производства основными исходными материалами, как правило, являются жидкости, порошки, проволоки, суспензии, волокна, листы и т.д.3.1.11 сырье: Основная масса исходных материалов, используемая в процессе аддитивного производства.

3.1.12 фибра: Волокна из различных материалов (стальные, базальтовые, полипропиленовые и т.д.), используемые для дисперсного армирования строительных смесей для 3D-печати.

Примечание - При применении фибры уменьшается образование трещин при усадке, улучшается качество поверхности строительных смесей для 3D-печати, повышается водонепроницаемость, устойчивость к проникновению химических веществ, сопротивление удару, морозостойкость, огнестойкость. В зависимости от типа волокна возможно увеличение прочностных характеристик изделия.

3.1.13 экструзия материала: Процесс аддитивного производства, в котором материал выборочно подается через сопло или жиклер.

3.1.14 3D-модель объекта: Электронная трехмерная модель объекта, описывающая геометрическую форму, размеры и другие его параметры.

3.1.15 3D-сканирование (3D-оцифровка): Способ получения данных о форме и размерах объекта в пространственном представлении путем записи x, y и z координат точек поверхности объекта и преобразования набора точек в электронную геометрическую модель при помощи специализированного программного обеспечения.

Примечание - Общепринятые способы по большей части автоматизированы. Они скомбинированы с контактной измерительной головкой оптическим сенсором или другим приспособлением.

3.1.16 3D-принтер: Установка для 3D-печати.

3.1.17 3D САПР-моделирование (объемное моделирование): Процесс, используемый при проектировании для составления 3D-модели.

Примечание - Отправной точкой является образ изделия, который принимает форму и становится все более определенным непосредственно на экране компьютера, или ранее созданный образ объекта в виде эскизов, рисунков и т.д., которые потом конвертируются в 3D-данные. Объем изделия может быть описан с помощью двух различных методов или комбинации обоих. Объект состоит либо из элементарных объемов (форм) (например, прямоугольного параллелепипеда, призмы, цилиндра, конуса, сферы и тороида), которые генерируют реальный объект с помощью последовательности логических операций, или объем, описывающий его окрестности граничных поверхностей и расположение материалов относительно граничных поверхностей.

3.1.18 файл 3D-формата: Формат файла, разработанный для хранения 3D-модели объекта, предназначенный для представления трехмерных моделей произвольных поверхностей.

Примечания

1 В качестве файла 3D-формата применяют:

- STL-файл - формат данных модели, описывающий геометрию поверхности объекта как мозаику из треугольников, используемый для передачи геометрических моделей на установки для изготовления деталей;

- DXF-файл - формат файла, в котором содержатся векторные изображения чертежей и который используется в AutoCAD, а также в других редакторах векторной графики.

2 Приведенный перечень форматов файлов не является исчерпывающим.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

АТ - аддитивные технологии;

РД - рабочая документация;

ПД - проектная документация;

ППР - проект производства работ;

САПР - система автоматизированного проектирования;

ТД - техническая документация;

ТУ - технические условия.

     4 Общие требования по применению аддитивных технологий в строительстве

4.1 Работы с применением АТ в строительстве необходимо выполнять в соответствии с требованиями ПД.

4.2 Тип оборудования (3D-принтера) и применяемые материалы (с учетом требований ТД производителя 3D-принтера), должны быть отражены в ПД.

Примечание - Применяемые материалы для АТ в строительстве приведены в приложении А.

4.3 Армирование объекта необходимо выполнять в соответствии с требованиями ПД.

4.4 Требования к этапам выполнения работ при использовании АТ в строительстве должны быть отражены в организационно-технологической документации согласно СП 48.13330.2019 (раздел 5) и РД.

4.5 Работы с применением АТ следует выполнять в соответствии с ППР, в котором наряду с общими требованиями СП 48.13330.2019 должны быть предусмотрены:

- последовательность установки 3D-принтера;