Несмотря на ореол новизны, 3D-печати уже более полувека. Еще в 1948 году американец Чарльз Халл придумал «стереолитографию» - технологию создания трехмерных физических объектов из фотополимеризующейся композиции. Позже появлялись и другие разработки, позволявшие использовать в качестве сырья металлическую, керамическую или гипсовую пудры. Прорывом стало изобретение в 2005 году устройства RepRap - 3D-принтера, способного создавать объемные предметы на основе моделей, сгенерированных компьютером.
В архитектуре 3D-принтеры сначала использовались для создания прототипов, однако вскоре возникла идея печатать на них и настоящие дома. Автором одного из первых проектов такого рода стало голландское бюро DUS Architects, использующее для работы специально построенный принтер KamerMaker. Инициативу европейцев подхватили в Китае, где в 2014 году гигантский 3D-принтер за 24 часа напечатал десять домов. Следующим шагом должно стать внедрение технологии 3D-печати в массовое строительство - это дело ближайших лет, убеждены китайские инженеры.
России до этого пока далеко, однако уникальные технологии 3D-печати есть и в нашей стране. Одна из них принадлежит компании «Мобильные системы управления» (Набережные Челны), совместно с группой ученых из Камской государственной инженерно-экономической академии придумавшей установку для создания купольных домов. «У обычного 3D-принтера есть головка, которая двигается по осям X, Y и поднимается по оси Z. Мы предлагаем совершенно другую установку, которая будет печатать вокруг себя, - рассказывает представитель компании Дмитрий Филиппов. - Это робот, у которого есть сопло, напоминающее вытянутую руку. Установка вращается и таким образом печатает вокруг себя дом, а потом выезжает через дверь уже готового здания. То есть, мы не ставим установку над будущим фундаментом, мы ее заводим внутрь и печатаем».
Купольная форма была выбрана не случайно. Во-первых, при таком типе конструкции меньше расход материала. Во-вторых, за счет перераспределения нагрузок прочность «круглого» дома выше. У разработчиков уже есть прототип - небольшое устройство размером метр на полтора, способное напечатать, например, собачью будку.
Основным препятствием, тормозящим проект, является отсутствие строительного материала, который был бы прочным, быстро застывал и держал форму. Традиционные бетон и кирпич здесь не подходят, а новые материалы требуют тщательных и долговременных испытаний. Поэтому прежде чем возводить 3D-дома разработчики хотят начать с печати отдельных элементов, блоков, из которых впоследствии можно будет строить полноценные здания.
Проблема в том, что созданием материала, подходящего для 3D-печати как мелких архитектурных деталей, так и целых домов, в России занимаются единицы. Так, недавно о новых разработках в этой сфере сообщил проректор Тверского государственного технического университета Владимир Белов. По его словам, ученые вуза думают над созданием смеси на основе водостойкого гипсового вяжущего, в которую для повышения прочности будут внедрены измельченные твердые бытовые отходы: стеклобой, полимеры, бумага, картон.
Разработкой смеси для 3D-печати занимаются и в Пензе. Так, компания «Инновационные технологии», созданная в 2012 году выпускницей Пензенского государственного университета архитектуры и строительства (ПГУАС) Яной Санягиной, уже создала и активно использует в своих проектах так называемый «3D-бетон». «Мы производим объемные трехмерные детали, изделия из архитектурного бетона, но не по технологии 3D-печати, а по технологии пневмонабрызга бетона. Сама технология уже давно известна, но у нас новый, инновационный состав самого бетона. Он отличается высокими техническими показателями. Это, по сути, стеклофибробетон, но сильно улучшенный нами по показателям и имеющий много новых свойств, в том числе декоративных и функциональных», - рассказывает Санягина. Сейчас компания активно занимается доработкой этого материала, чтобы сделать его подходящим для 3D-печати. Если это удастся, первые строительные детали могут быть напечатаны уже в этом году.
3D-бетон, придуманной командой «Инновационных технологий» может стать для российской строительной отрасли настоящим прорывом. Если, конечно, не одолеет лобби производителей бетона традиционного. «Производственники делают смесь по технологии 1840 года: цемент-песок-щебень-вода, - поясняет заведующий кафедрой технологии строительных материалов и деревообработки ПГУАС Владимир Калашников. - Это рецептура очень и очень консервативная, она устарела. Чтобы перейти на бетоны нового поколения, нужна правительственная стратегия».
По словам ученого, российскому бизнесу невыгодно инвестировать в модернизацию производства. И это при том, что высокопрочные и сверхвысокопрочные бетоны нового поколения в три-четыре раза превышающие прочность тех, которые сейчас делаются в России. От развитых стран мы отстали не меньше, чем на 20 лет, считает Калашников. В Японии уже сейчас есть мост, расстояние между опорами которого составляет 2 км.
С теми же трудностями, скорее всего, предстоит столкнуться и отрасли 3D-печати в целом. «Возможности 3D-печати могли бы быть интересны российским компаниям, но все знают, как тяжело у нас новые технологии пробивают себе путь, - говорит руководитель ABD architects Борис Левянт. - Это касается не только строительства, а в целом сферы производства. Как только 3D-строительство в России преодолеет долгий путь сертификаций и изысканий, уровень заинтересованности в нем значительно вырастет. Я думаю, что эта технология будет развиваться как минимум в следующем десятилетии. Но девелоперы вряд ли будут использовать ее как ведущую».
|
|
|
«Мобильные системы управления», ИНЭКА © |
|
Авторы идеи: Дамир Сафаров, Алексей Кондрашов
Комментарии