22. 7. 2018 |
21:14|
Дом на 3D-принтере – уже реальность?

 

Сложно сказать, кто первым додумался попробовать напечатать на 3D-принтере жилой дом, но уже сейчас понятно, что в недалеком будущем технология трехмерной печати станет неотъемлемой частью строительного дела.

 

В начале двухтысячных годов сразу несколько независимых друг от друга групп ученых начали исследования в области применения технологии 3D-печати в строительстве. Инженеры из Китая, США, Великобритании и Нидерландов трудились, не покладая рук. Вполне возможно, что через пару лет каждый желающий сможет купить 3D-принтер для строительства домов на розничном рынке.

 
3D-принтер – на стройплощадке

 
Группе инженеров британского Университета Лафборо, работающих под руководством доктора Сунгву Лима, удалось создать уникальный цементный состав, позволяющий печатать изделия любых форм: выпуклые, краеугольные, изогнутые, кубические. Исследователи отказались от применения технологии лазерного спекания и цифровой обработки светом. Вместо этого они вернулись к истокам 3D-печати, несколько видоизменив технологию послойного наплавления.

 
Усовершенствованная цементная формула укладывается методом экструдирования, что позволяет значительно упростить строительные работы, поскольку исключается необходимость в опалубке. Готовые бетонные фигуры легко поддаются корректировке и отделочным работам. Эксперименты британских инженеров не прошли бесследно. Их идея вызвала живой интерес ученых из Южно-Калифорнийского университета. Они предложили использовать огромные машины для 3D-печати непосредственно на строительных площадках.

 
В патентное бюро США направлен проект под названием Contour Crafting, на основе которого планируется собрать огромный принтер, который сможет печатать дома в сборе: не только несущие стены, но и проводку вместе с сантехникой.

 
Компании, опередившие время

 
В компании Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co не стали дожидаться, пока американские конструкторы соберут футуристическую машину. Вместо этого предприимчивые инженеры собрали собственный 3D-принтер WinSun, поразивший мировую общественность в первую очередь своими размерами. Аппарат 150 метров длиной и 10 метров шириной способен всего за несколько часов напечатать здание высотой до шести метров. 3D-строительный принтер WinSun в качестве «чернил» использует цемент, усиленный стекловолокном.

 

Принтер BetAbram P1 способен напечатать бетонное здание без опалубки объемом 144 кв. м. Примечательно, что высота аппарата составляет чуть больше двух метров. Специальная платформа, водруженная на регулируемые по высоте рельсы, оперативно поднимает экструдер по оси Z, в то время как размеры осей X и Y ограничены (например, для принтера P3 16 х 9 м)

 
Компания уже применила свое изобретение на практике. Пока речь идет о недорогом одноэтажном жилье, однако в Shanghai WinSun переполнены энтузиазмом. Тестовые образцы обошлись предприятию на 50% дешевле, чем при использовании классических методов строительства. Стоит отметить, что опытные образцы домов, несущие стены которых напечатаны с помощью принтера, появились не только в Шанхае. В США активно развивается частный проект по строительству жилых конструкций. Руководит ним молодой и амбиционный инженер Андрей Руденко. Он планирует создать принтер, который сможет печатать дома не только на подготовленной строительной площадке, но и на холмистой местности. Автор проекта уже добился значительных результатов в своих начинаниях.

 
Пока работа над основным проектом в самом разгаре, Руденко решил продемонстрировать общественности, на что способен принтер, собранный по его технологии. В результате в Миннесоте появился небольшой импровизированный замок, доказывающий, что идеи Андрея имеют право на реализацию.

 
Дом, напечатанный на 3d-принтере по доступной цене

 
Словенская компания BetAbram занялась серийным производством строительных принтеров. Модельный ряд пока ограничен тремя моделям – P1, P2 и P3. Стоимость бюджетной модели составит 12 000 евро, в то время как флагманы линейки будут продаваться по цене от 20 000 евро. Учитывая, что аппарат может печатать несущие конструкции, его стоимость полностью себя оправдывает. И, что более важно, – с лихвой.

 

Для изготовления несущих блоков использовался современный порошковый 3D-принтер ZCorp 510, который полностью оправдал свою функциональность и продемонстрировал высокое качество печати

 
В компании утверждают, что принтер BetAbram P1 способен напечатать бетонное здание без опалубки объемом 144 квадратных метра. Примечательно, что высота аппарата составляет чуть больше двух метров. Специальная платформа, водруженная на регулируемые по высоте рельсы, оперативно поднимает экструдер по оси Z, в то время как размеры осей X и Y ограничены (например, для принтера P3 16 х 9 метров).

 
А как же насчет внутренних стен?

 
Все упомянутые технологии ориентированы на строительство внешних конструкций. Но на рынке трехмерной печати нашлись компании, которые всерьез задумались над обустройством жилого пространства изнутри. Например, Emerging Objects предложила соляной полимер для печати межкомнатных перегородок, изящно зонирующих помещение. Соединив строительный клей и соль, добытую в пруду Редвуд-сити, изобретатели получили недорогой, легкий, водостойкий полупрозрачный материал.

 
Первым проектом Emerging Objects стал 3D-печатный дом под кодовым названием 1.0. Стены в комнатах целиком печатаются из нового материала Saltygloo. В результате получается весьма изящный и прочный дом, который станет украшением любой курортной зоны. Рональд Раэль решил не останавливаться на достигнутом. Недавно функционер, возглавляющий Emerging Objects, сообщил, что планирует возвести дом из современных 3D-печатных материалов. Внутренние стены будут сделаны из Saltygloo, а наружные напечатают из Picoroco – запатентованных чернил, представляющих собой цементный полимер. Стоит отметить, что все строительные элементы печатаются на промышленном оборудовании.

 

 
Печатные кирпичи

 
В Нидерландах решили пойти другим путем. Исследователи, представляющие лабораторию Sabin Design при Корнельском университете, решили, что современная промышленность не готова к печати домов целиком. Вместо этого они сосредоточили усилия на печати керамических кирпичей. Ученые решили обойти традиционные трудоемкие методы строительных работ, заменив шлакоблоки, цементный раствор и физический труд изделием под названием PolyBricks.

 
Специалисты из Sabin Design решили отказаться от традиционных клеящих составов. Кирпичи Polybrick создавались с учетом классических столярных технологий, применяющихся строителями для скрепления между собой деревянных изделий. Другими словами, кирпичные блоки проектируются таким образом, чтобы сила тяжести соединяла между собой все детали конструкции. Для изготовления несущих блоков использовался современный порошковый 3D-принтер ZCorp 510, который полностью оправдал свою функциональность и продемонстрировал высокое качество печати.

 
В итоге

 
Армия – двигатель современного прогресса. По крайней мере, так считают многие уважаемые ученые. Как известно, большинство уникальных технологий, которые появились в нашей жизни, были подарены «гражданским» предприятиями оборонной промышленности. 3D-строительство – тот редкий случай, когда предприятия оборонной промышленности заинтересовались исконно гражданскими разработками для военных целей.

 
ВМС США всерьез заинтересовались методами печати бетоном. Национальный научный фонд США при поддержке оборонных ведомств решил финансировать разработки компании Contour Crafting. Это означает лишь одно: 3D-печать в строительстве определенно нашла свое место и, вполне возможно, очень скоро строительство станет частью технологии трехмерной печати, а не наоборот!