Аддитивные технологии в строительстве

Описание: Обучающийся знакомится с основными видами аддитивных технологий. Изучает принцип работы строительного 3D принтера. Изучает сырьевые материалы и технологии изготовления смеси для строительного принтера. Знакомится с программами для проектирования цифровой 3Д модель здания. Учиться подбирать составы для строительного 3D принтера. Теоретический материал закрепляется работой со строительным принтером в лаборатории строительных материалов.

Количество кредитов: 8

Пререквизиты:

• Строительные материалы

Трудоемкость дисциплины:

Компонент: Компонент по выбору

Цикл: Профилирующие дисциплины

Цель

• Целью дисциплины "Аддитивные технологиями в строительстве" является формирование у обучающихся объективных знаний в области технологии послойного синтеза по цифровой 3D-модели и использование их в области строительства

Задача

• - - изучение классификации и видов аддитивных технологий, - ознакомление с программным обеспечением для аддитивных технологий - применения аддитивных технологий в строительстве; - изучение принципа работы 3D принтера; - строительные материалы для строительного принтера; - подбор составов смесей для строительного 3D принтера.

Результат обучения: знание и понимание

• Владеть углубленными знаниями дисциплины обучения, способствующих формированию высокообразованной личности с широким кругозором и культурой мышления.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• Владеть навыками приобретения новых знаний, необходимых для повседневной профессиональной деятельности и продолжения обучения

Результат обучения: формирование суждений

• Уметь предоставлять итоги проделанной работы в виде отчетов, рефератов, статей, оформленных в соответствии с требованиями, с привлечением современных средств редактирования и печати.

Результат обучения: коммуникативные способности

• Уметь работать в команде, разрешать производственные задачи; брать ответственность за решения производственных задач.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• Иметь представления о новейших открытиях в области о материаловедения, перспективах их использования для аддитивных технологий в области строительства

Методы преподавания

Для преподавания дисциплины предусмотрены традиционные технологии: аудиторные занятия и самостоятельная работа студентов. Лекционный курс представлен в мультимедийной форме. При изложении лекционного материала в начале и при завершении лекции используется мотивационная речь. В лекции-презентации используется текстовая, аудио и видеоинформация, графики, таблицы и т.п. Практические занятия проводятся в лаборатории, оснащенной строительным принтером и строительными материалами для создания строительных смесей

Оценка знаний обучающегося

Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.

Политика оценивания результатов обучения по видам работ

Форма оценки

Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:

• 40% результата, полученного на экзамене;
• 60% результатов текущей успеваемости.

Формула подсчета итоговой оценки:

 

где, Р₁, Р₂ – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.

Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:

Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:

Темы лекционных занятий

• ВВОДНАЯ ЛЕКЦИЯ
• «ВИДЫ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ» - порошковые технологии; - экструдирование; - фотополимеризация
• Программное обеспечение аддитивных технологий
• ТЕХНОЛОГИИ 3D-ПЕЧАТИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ Bed Deposition Direct Deposition Contour Crafting D-Shape
• СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПРИНТЕРЫ «АМТ» S-6044; «АМТ» S-6044 LONG ; АМТ» S-6045M; «АМТ» S-1160; «АМТ» S-6044 LONG2; «АМТ» S-300, «АМТ» S-500
• ЗДАНИЯ, ПОСТРОЕННЫЕ ПО АДДИТИВНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ Проекты компании WinSun
• СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРИНТЕРОВ Общие требования к строительным смесям для строительных принтеров Обзор существующих смесей
• ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА ДЛЯ БЕТОНОВ Гидравлические вяжущие вещества Воздушные вяжущие вещества
• ЗАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ БЕТОНОВ Заполнители из плотных горных пород Пористые заполнители Фибры для бетонов
• МОДИФИКАТОРЫ БЕТОНОВ Химические добавки Минеральные добавки

Основная литература

• 1. Антонова В.С., Осовская И.И. Аддитивные технологии: учебное пособие / ВШТЭ СПбГУПТД. СПб., 2017.-30 с. 2. Зленко А.Э., Попович А.А., Мутылина И.Н. Аддитивные технологии в машиностроении: учебное пособие / СПбГПТУ. СПб., 2013. - 210 с. 3. Аддитивные технологии: история и современные реалии [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://simulabs.ru/news/view/article/additivnye-tekhnologii-istorija [Электронный ресурс].- Дата обращения: 16.09.2019. 4. Баксанова Ю.А., Максимов П.В. Обзор методов аддитивного формирования изделий // ПНИПУ. Международный научно-исследовательский журнал, № 9 (51), Часть 2. / Екатеринбург, 2016. 5. Campbell T., C. Williams, O. Ivanova. Could 3D printing change the world. Technologies, Potential, andImplications of Additive Manufacturing, Atlantic Council, Washington, DC. 2011. 6. Kobryn P. A., Semiatin S. L. The laser additive manufacture of Ti-6Al-4V. JOM. 2001. T. 53. No. 9. Pp. 40-42. 7. Brennan-Craddock J. et al. The design of impact absorbing structures for additive manufacture. Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2012. T. 382. No. 1. 8. Klammert U. et al. Cytocompatibility of brushite and monetite cell culture scaffolds made by three-dimensional powder printing. Acta Biomaterialia. 2009. T. 5. No. 2. Pp. 727-734. 9. Lim S. et al. Fabricating construction components using layered manufacturing technology. Global Innovation in Construction Conference. 2009. Pp. 512-520. 10. Horbach S. et al. Building blocks for adaptable factory systems. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 2011. T. 27. No. 4. Pp. 735-740. 11. Müller E. Building Blocks as an Approach for the Planning of Adaptable Production Systems. Advanced Manufacturing and Sustainable Logistics. Springer Berlin Heidelberg, 2010. Pp. 37-45. 12. Gibson I., Rosen D, Stucker B. Additive manufacturing technologies. New York: Springer, 2010. T.238. 13. Johnston, W. D. Design and Construction of Concrete Formwork. E. G. Nawy (ed.), Concrete Construction Engineering Handbook. CRC Press, 2008. 7-1–7-49. 14. Lloret E. et al. Complex concrete structures: Merging existing casting techniques with digital fabrication. Computer-Aided Design. 2015. No.60. Pp. 40-49. 15. Khoshnevis B. et al. Mega-scale fabrication by contour crafting. International Journal of Industrial and Systems Engineering. 2006. T.1. No.3. Pp.301-320. 16. N. Ramachandran, A. Gale. Space colonization. Aerospace America. 2008. T. 46, No.12, C. 77. 17. Pegna, J. Construction automation: Are we solving the wrong problem. RPI/RDRC Technical Report 92010. 1992 18. Pegna J. Exploratory investigation of solid freeform construction. Automation in construction. 1997. T. 5. No. 5. Pp. 427-437. 19. Khoshnevis B., Dutton R. Innovative rapid prototyping process makes large sized, smooth surfaced complex shapes in a wide variety of materials. Materials Technology. 1998. T.13. No.2. Pp.53-56. 20. Khoshnevis B. Automated construction by contour crafting—related robotics and information technologies. Automation in construction. 2004. T. 13. No. 1. Pp. 5-19. 21. Hwang D., Khoshnevis B. Concrete wall fabrication by contour crafting. 21st International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2004), Jeju, South Korea. 2004. 22. Perkins I., Skitmore M. Three-dimensional printing in the construction industry: A review. International Journal of Construction Management. 2015. T.15. No.1. Pp. 1-9. 23. Gardiner J. Exploring the emerging design territory of construction 3D printing-project led architectural research. 2011. 382c. 24. Tay Y. W. et a26l. Processing and Properties of Construction Materials for 3D Printing. Materials Science Forum. – 2016. – T. 861. Pp. 177-181. 25.Lim S. et al. Development of a viable concrete printing process. 28th International Symposium on Automation and Robotics in Construction. 2011. Pp. 665-670. 26. Buswell R. A. et al. Design, data and process issues for mega-scale rapid manufacturing machines used for construction. Automation in Co

Дополнительная литература

• 1. Горшкова Т.А., Куландин П.М. Возможности современной печати на 3D принтерах // В сборнике: Социальные и технические сервисы: проблемы и пути развития Сборник статей по материалам II Всероссийской научно-практической конференции. Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина. 2015. С. 148-150. 2. Байгалиев Б.Е., Акимов А.В., Зарипов И.Р., Кошелев Д.В. Использование метода 3D прототипирования для производства жилых помещений // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 5-2 (36). С. 11-12. 3. Акимова Т.Н. Минеральные вяжущие вещества: учебное пособие/ Т.Н. Акимова. - М.: Изд-во Моск. Автомобильно-дорожного ин-та, 2007. – 98 с 4. Барабанщиков Ю.Г. Вяжущие вещества и бетоны: учебное пособие/ Ю.Г. Барабанщи-ков. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006. – 150 с. 5. Лотов В.А. Методические указания к лабораторному практикуму и самостоятельной ра-боте по курсу «Технология цемента». – Томск: Изд. ТПУ, 2006. – 32 с. 6. Ш.М.Рахимбаев, Н.Н. Оноприенко Минеральные вяжущие вещества: лабораторный практикум:М61 учебное пособие /– Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. – 92 с. 7. Микульский В.Г. и др. Строительные материалы (материаловедение и технология), уч. Пос. – М.: ИАСВ, 2004. 8. Сулименко Л.М. Технология минеральных вяжущих материалов на их основе. – М.: Высш.шк., 2005. – 334 с. 9. Шмитько Е.И., Крылова А.В, Шаталова В.В. Химия цемента и вяжущих веществ. – М.: Проспект Науки, 2006. – 208 с. 10. Баженов Ю. М. Б 16 Технология бетона: Учеб. пособие для технол. спец, стро-ит. ву-зов. 2-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1987.- 415 с.: ил. 11. Салимбаева З.Н., Хайруллина А.А. Современные строительные материалы для аддитивных технологий. Методические указания к практическим и лабораторным занятиям, СРО, СРОП для магистрантов строительных и других специальностей всех форм обучения, изучающих курс «Современные строительные материалы для аддитивных технологий» строительных и других специальностей всех форм обучения / ВКГТУ. – Усть-Каменогорск, 2017. - 26 с.