Технологии, раньше казавшиеся неосуществимыми, сейчас всё активнее входят в нашу жизнь. Не стала исключением и объёмная, или 3D-, печать: сначала она использовалась для создания мелких предметов из пластика –от шестерёнок часов до брелоков и столовых приборов. Затем пришло время более смелых экспериментов: на 3D-принтерах стали печатать даже здания и сооружения. Сейчас, несмотря на достигнутые успехи, технология находится лишь на этапе развития.
Принцип 3D-печати при возведении зданий
В самом общем случае процесс объёмной печати строительных объектов выглядит так:
- Для будущего здания подготавливается строительная площадка, на которой и будут размещаться напечатанные на 3D-принтере конструкции
- В принтер, находящийся непосредственно на площадке или в производственной зоне, загружается строительный состав: геополимерные композиты, фиброволокно, бетонные смеси с различными отверждающими и полимеризующими добавками
- 3D-принтер, запрограммированный на печать конкретного объекта, при помощи сервопривода выдавливает на подготовленную поверхность строительный состав, образуя блоки нужной конфигурации
- В соответствии с заранее составленной программой 3D-принтер может пропускать при печати пространства, предназначенные для размещения арочных, дверных и оконных проёмов
Напечатанные блоки после застывания и уплотнения готовы к перевозке (если это требуется) и дальнейшим строительным работам.
3D-печать зданий и сооружений: плюсы и минусы
Несомненными достоинствами объёмной печати строительных объектов являются:
- Скорость возведения зданий: 3D-принтер способен работать днём и ночью, с минимальными техническими перерывами
- Предельная автоматизация процессов, почти полностью исключающая ошибки, связанные с человеческим фактором
- Минимизация отходов производства: 3D-печать позволяет сразу создавать строительные блоки, минуя стадию предварительной обработки
- Возможность реализовать сложные архитектурные проекты, реализация которых традиционными методами чрезмерно дорога или технически недостижима
- Бесшумность 3D-принтеров по сравнению с обычной строительной техникой, позволяющая продолжать работы в вечернее и ночное время
К недостаткам объёмной печати зданий и сооружений относятся:
- Жёсткие требования к качеству строительного состава, применяемого в печати
- Техническая сложность армирования отпечатанных на 3D-принтере бетонных блоков
- Возможность печати строительных блоков только в подходящих температурно-влажностных условиях
- Ограниченность применения: в настоящее время 3D-принтеры наиболее эффективно справляются с печатью стен; вопрос с кровлями и перекрытиями пока до конца не решён
Разумеется, препятствует активному развитию 3D-печати зданий и высокая цена принтеров: чтобы окупить один аппарат, требуется построить в среднем 5–10 домов.
Развитие 3D-печати в строительстве
В настоящее время для выполнения объёмной печати используется три вида 3D-принтеров:
- Портальные. Печатающая головка свободно движется в раме, а печать осуществляется посредством трёх порталов
- Дельта-принтеры. Печатающая головка свободно движется по вертикальным направляющим, что позволяетсоздавать сложные трёхмерные формы
- Роботизированные. Процесс печати полностью автоматизирован, управляется компьютерной программой и выполняется роботом (или совокупностью роботов)
Один из примеров домов, напечатанных на 3D-принтере, – здание площадью 38 м2, построенное в городе Ступино. Работы выполнялись компанией Apis Cor с чисто экспериментальными целями; почти сразу после завершения строительства дом снесли. Сам процесс печати занял около 24 суток; ещё порядка месяца ушло на отделку стен. Стоимость эксперимента, принесшего компании мировую известность, составила 600 тысяч рублей.
В Дубае на китайском принтере WinSun было напечатано небольшое здание под названием «Офис будущего». Общая площадь постройки составила 250 м2; 3D-печать осуществлялась на производственной площадке, после чего готовые конструкции перевозились к месту сборки. Объёмная печать всех необходимых элементов заняла 17 суток; на сборку «Офиса будущего» ушло ещё два дня.
Будущее 3D-принтеров в России
В июле 2021 российским премьер-министром было подписано Распоряжение №1913-р, предусматривающее формирование нормативной базы, регулирующей применение 3D-принтеров в строительстве. С января этого же года введён стандарт ПНСТ 495-2020, содержащий общие положения относительно применения объёмной печати. В дальнейшем, с учётом перспективности использования 3D-принтеров, ПНСТ, вероятно, сменится ГОСТом – и печать зданий и сооружений окончательно закрепится в строительной области.
Хотите больше информации о новинках в сфере строительных технологий? Читайте наш блог и получайте свежие интересные данные каждый день!
