3D принтері для будівництва будинків, міф чи реальність

Сьогодні складно сказати, хто першим додумався спробувати надрукувати на 3D принтері житловий будинок, але вже зараз зрозуміло, що в недалекому майбутньому технологія тривимірного друку стане невід'ємною частиною будівельної справи.

На початку двохтисячних років відразу кілька незалежних один від одного груп вчених почали дослідження в області застосування технології 3D друку в будівництві.

Інженери з Китаю, США, Великобританії та Нідерландів старанно працювали, не покладаючи рук. Цілком можливо, що через пару років кожен бажаючий зможе купити 3d принтер для будівництва будинків на роздрібному ринку. Поки це всього лише припущення.

Давайте зупинимося докладніше на вже досягнутих результатах.

Будинок на 3d принтері - міф чи реальність?

Групі інженерів британського Університету Лафборо, що працюють під керівництвом доктора Сунгву Ліма, вдалося створити унікальний цементний склад, що дозволяє друкувати вироби будь-яких форм: опуклі, наріжні, вигнуті, кубічні.

Дослідники відмовилися від застосування технології лазерного спікання і цифрової обробки світлом. Замість цього вони повернулися до витоків 3D друку в особі дещо видозміненій технології пошарового наплавления.

Удосконалена цементна формула укладається методом екструзії, що дозволяє значно спростити будівельні роботи, так як виключається необхідність в опалубці. Готові бетонні фігури легко піддаються коригуванню і опоряджувальних робіт.

Експерименти британських інженерів не пройшли безслідно. Їх ідея викликала жвавий інтерес вчених з Південно-Каліфорнійського університету. Вони запропонували використовувати величезні машини для 3D-друку безпосередньо на будівельних майданчиках.

На даний момент в патентне бюро США був спрямований проект під назвою Contour Crafting, на основі якого планується зібрати величезний принтер, який зможе друкувати вдома в зборі: не тільки несучі стіни, а й проводку разом з сантехнікою.

Компанії, що випередили час

У шанхайської компанії Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co не стали чекати, поки американські конструктори зберуть футуристичну машину. Замість цього заповзятливі інженери зібрали власний 3D-принтер WinSun, який вразив світову громадськість в першу чергу своїми розмірами.

Апарат 150 метрів завдовжки і 10 метрів завширшки здатний всього за кілька годин надрукувати будинок висотою до 6 метрів. 3d будівельний принтер WinSun як «чорнила» використовує цемент, посилений скловолокном.

Компанія вже застосувала свій винахід на практиці. Поки мова йде про недороге, нескладне одноповерхова житло, однак в Shanghai WinSun переповнені ентузіазмом. Тестові зразки обійшлися підприємству на 50% дешевше, ніж при використанні класичних методів будівництва.

Справедливості заради, варто зауважити, що дослідні зразки будинків, несучі стіни яких надруковані за допомогою принтера, з'явилися не тільки в Шанхаї. У США активно розвивається приватний проект з будівництва житлових конструкцій. Керує ним молодий і амбітний інженер Андрій Руденко.

Поки робота над основним проектом знаходиться в самому розпалі, Руденко вирішив продемонструвати громадськості, на що здатний принтер, зібраний по його технології.

В результаті в Міннесоті з'явився невеликий імпровізований замок, який доводить, що ідеї Андрія мають право на реалізацію:

Будинок, надрукований на 3d принтері за доступною ціною

Словенська компанія BetAbram зайнялася серійним виробництвом будівельних принтерів. На даний момент модельний ряд продукції словенського виробника обмежений трьома моделям - P1, P2 і P3.

У компанії стверджують, що принтер BetAbram P1 здатний надрукувати бетонний будинок без опалубки об'ємом 144 квадратних метра. Примітно, що висота апарату складає трохи більше двох метрів.

Спеціальна платформа, поставлений на регульовані по висоті рейки, оперативно піднімає екструдер по осі Z, в той час як розміри осей X і Y обмежені (наприклад, для принтера P3 16 х 9 метрів).

А як же щодо внутрішніх стін? Все, описані вище технології і винаходи орієнтовані на будівництво зовнішніх конструкцій. Але на ринку тривимірного друку знайшлися компанії, які всерйоз задумалися над облаштуванням житлового простору зсередини.

Наприклад, Emerging Objects винайшли соляної полімер для друку міжкімнатних перегородок, витончено зондирующих приміщення. Поєднавши воєдино будівельний клей і сіль, видобуту в ставку Редвуд-сіті, винахідники отримали недорогий, легкий, водостійкий, напівпрозорий матеріал.

Першим проектом Emerging Objects став 3D-друкований будинок під кодовою назвою 1.0. Стіни в кімнатах цілком і повністю друкуються з нововинайденого матеріалу Saltygloo. В результаті виходить дуже красивий, витончений і досить міцний будинок, який стане прикрасою будь-курортної зони.

Рональд Раель вирішив не зупинятися на досягнутому. Нещодавно функціонер, який очолює Emerging Objects, повідомив, що планує звести будинок із сучасних 3D-друкованих матеріалів.

Внутрішні стіни, як уже говорилося, будуть зроблені з Saltygloo, а зовнішні надрукують з Picoroco - запатентованих чорнила, що виявляють собою цементний полімер. Варто відзначити, що всі будівельні елементи друкуються на промисловому обладнанні.

3d принтер і будівництво будинків, як взаємодоповнюючі елементи.

У Нідерландах вирішили піти трохи іншим шляхом. Дослідники, що представляють лабораторію Sabin Design при Корнельському університеті, вирішили, що сучасна промисловість не готова до друку будинків цілком. Замість цього вони зосередили свої зусилля на друку керамічної цегли.

Вчені вирішили обійти традиційні трудомісткі методи будівельних робіт, замінивши шлакоблоки, цементний розчин і фізична праця за допомогою вироби під назвою PolyBricks.

Фахівці з Sabin Design вирішили відмовитися від традиційних клеять складів. Цегла Polybrick створювалися з урахуванням класичних столярних технологій, що застосовуються будівельниками для скріплення між собою дерев'яних виробів. Іншими словами, цегляні блоки проектуються таким чином, щоб сила тяжіння з'єднувала між собою всі деталі конструкції.

Для виготовлення несучих блоків використовувався сучасний порошковий 3D-принтер ZCorp 510, який повністю виправдав свою функціональність і продемонстрував високу якість друку.

Армія - двигун сучасного прогресу. По крайней мере, так вважають багато поважні науковці. Як відомо, більшість унікальних технологій, які з'явилися в нашому житті, були подаровані «цивільним» підприємствами оборонної промисловості.

3D будівництво - це той рідкісний випадок, коли підприємства оборонної промисловості зацікавилися споконвічно цивільними розробками для військових цілей.

ВМС США всерйоз зацікавилися методами друку бетоном. Національний науковий фонд США за підтримки оборонних відомств вирішили фінансувати розробки компанії Contour Crafting.

Це означає лише одне - 3D друк в будівництві виразно знайшла своє місце і цілком можливо, дуже скоро, будівництво стане частиною технології тривимірного друку, а не навпаки!

Мабуть через 10 років китайці почнуть друкувати китайців