В последние годы 3-D печать стала очень популярной. С ее помощью можно быстро получить необходимые детали, детализированные модели, а также даже целые конструкции. В России все больше компаний начинает использовать технологии печати 3-D для строительства домов. Эта технология позволяет создавать дома быстро, экономично и экологически безопасно.
Такой вид строительства даёт громадный скачок по росту производительности в этой отрасли. На площадке не остается никакого строительного мусора и прочих отходов. Все материалы также экологически чистые. Она позволяет осуществлять почти любые замыслы архитекторов, создавать поистине уникальные дизайны, и при этом удается избежать удорожания сооружения.
Технология 3-D печати домов становится все более доступной и практичной, открывая новые возможности для индустрии строительства. На сегодняшний день в России уже построены несколько жилых домов с использованием технологии печати 3-D.
Особенность технологии 3-D печати заключается в том, что конструкция создается в цифровом формате и затем передается на 3D-принтер. Принтер использует специальные бетонные смеси для создания многократных слоев, постепенно строя дом в соответствии с заданным чертежом.
В 2017 году был построен первый 3-D дом в России полностью напечатанный с помощью специального 3-D принтера. Этот инновационный проект был разработан иркутской компанией Apis Cor в сотрудничестве с партнерами в России, включая Политехнический университет и фонд Сколково.
Дом был построен за 24 часа на участке площадью около 38 квадратных метров. Он состоит из одной комнаты, кухни и ванной комнаты. Кроме того, дом оснащен системой кондиционирования и современной системой отопления. Особенностью этого проекта является то, что дом был напечатан из жидкого бетона прямо на строительной площадке. Остальные работы: монтаж кровли, окна, отделка, заняли еще три недели. Строительство «под ключ» обошлось в сумму 593,6 тыс. руб. без учета стоимости работ некоторых специалистов. Экономия составила до 70% ресурсов и времени, по сравнению с традиционными методами строительства.
Дом имеет современный дизайн и соответствует высшим стандартам качества. Для его постройки были использованы только экологически чистые материалы. Благодаря своей технологичности, он обладает высокой степенью теплоизоляции, что позволит сэкономить затраты на отопление.
Для печати использовали специальную бетонную смесь — фибробетон. Материал схватывается только при температуре выше 5°С, поэтому место возведения накрывали шатром. При этом готовое здание выдерживает температуру до минус 35°C.
Российская компания «Апис Кор Инжиниринг» (Apis Cor) — разработчик уникального мобильного строительного 3D-принтера, который печатает дом целиком на месте строительства. Это принтер с телескопическим манипулятором на поворотной платформе, габаритные размеры 3D-принтера в сложенном состоянии составляют 4×1,6×1,5 м, и масса 2 тонны. Для печати зданий и сооружений больших размеров можно применять несколько синхронизированных между собой 3D-принтеров. Небольшие габариты принтера облегчают его транспортировку, а благодаря простоте конструкции он не требует длительной подготовки к работе. На установку принтера и его настройку перед работой требуется 30 минут! После печати первого дома Apis Cor разработала собственное программное обеспечение, включающее в себя прошивку и управляющую программу для принтера.
В 2017 году в Ярославле группой компаний «АМТ-СПЕЦАВИА» был построен первый жилой дом, созданный с помощью технологии 3-D печати. Общая площадь дома составляет 298,5 квадратных метров, а количество этажей - два. Это было самое большое здание в Европе, построенное с применением аддитивной технологии. Использовался строительный принтер S-6044 портального типа с рабочим полем 3,5 х 3,6 х 1 м собственного производства «АМТ-СПЕЦАВИА». Печатали пескобетоном М-300 слоями высотой 10 мм и шириной от 30 до 50 мм. Скорость печати стен составляла до 15 кв.м/час.
Дом был распечатан в цехе и смонтирован из шести секций краном. Команда инженеров и строителей занималась подготовкой строительной площадки, установкой фундамента, а также монтажом систем отопления и электрики. Жильцы оценили новый дом по достоинству: комнаты просторные и светлые, потолки высокие, а окна - огромные. В доме установлены системы "умный дом", качественное освещение, бытовая техника и мебель. Кроме того, здание имеет профилактическую систему очистки воздуха и находится вблизи от парка и водоемов.
В селе Айша Зеленодольского района Татарстана в России начали строить целый комплекс «Квадрум» из 34-х жилых домов с помощью 3D-печати.
Срок возведения одного дома — 21 день, срок эксплуатации по нормативу составляет 80-120 лет.
Фундамент дома из монолитной, железобетонной плиты. Стены толщиной до 500 мм выполняются из пескобетонной смеси со связующими добавками. Кровля сооружается из деревянных стропильных ферм и металлопрофиля. Внутренние перегородки возводятся из кирпича.
Компания «Росатом» планирует запустить производство 3-D печатных модулей, которые могут быть использованы для строительства домов в труднодоступных и удаленных местах.
В Ставрополе появился первый жилой дом, построенный при помощи технологии 3D-печати, сообщило ТАСС, ссылаясь на пресс-центр Северо-Кавказского федерального университета. Новый дом имеет одноэтажную планировку. Дом площадью 100 квадратных метров построили за 36 часов.
Какие 3-D принтеры существуют на рынке
На сегодняшний день существуют различные виды 3-D принтеров, используемых для печати домов. Они отличаются размерами, скоростью печати и функциональными возможностями. Рассмотрим наиболее распространенные из них:
- Каркасные принтеры: с портальной системой позиционирования, эти устройства создают дом при помощи печати структурного каркаса, который затем заполняется необходимыми материалами. Такие принтеры обычно имеют больший рабочий объем и могут строить здания различных размеров.
- Бетонные принтеры: эти принтеры специализируются на печати бетонных конструкций. Они позволяют быстро создавать стены, перегородки и другие элементы здания, используя специальные бетонные смеси.
- Портативные принтеры: эти небольшие и мобильные принтеры предназначены для строительства небольших объектов, таких как дачи, навесы или хозяйственные постройки. Они легки в использовании и позволяют экономить время и силы при возведении простых конструкций.
Наиболее распространенным материалом, используемым при 3-D печати домов, является специальная бетонная смесь.
Специальная бетонная смесь, которая используется при 3-D печати домов, отличается от обычного бетона тем, что она разработана и оптимизирована специально для этой технологии. Важно учесть, что состав и свойства этой смеси могут варьироваться в зависимости от производителя и конкретных требований проекта. Однако, есть несколько общих особенностей, которые характеризуют специальную бетонную смесь для 3-D печати домов:
- Реологические характеристики: эта смесь обладает определенной текучестью и пластичностью, чтобы обеспечить возможность плавного движения через экструдер 3-D принтера. Таким образом, смесь должна быть достаточно текучей, чтобы удовлетворить требования печати, но при этом достаточно вязкой, чтобы избежать неустойчивости структуры.
- Прочность и долговечность: смесь должна иметь высокую прочность, чтобы обеспечить стабильность и устойчивость строительных элементов, созданных с помощью печати. Должны также учитываться факторы долговечности, чтобы гарантировать длительную эксплуатацию домов.
- Время схватывания и твердение: смесь должна быть настроена так, чтобы обеспечить быстрое схватывание и твердение материала. Это позволяет строить дома эффективно и экономически выгодно, без длительных задержек.
- Стойкость к внешним воздействиям: Смесь должна обладать хорошей стойкостью к воздействию атмосферных условий, включая изменения температуры, влажности и ультрафиолетового излучения. Это гарантирует, что печатные дома будут долговечны и способны выдерживать эксплуатационные условия.
Различные производители могут использовать разные добавки и присадки, чтобы оптимизировать эти свойства смеси. Исследования и разработки в области 3-D печати домов все еще продолжаются, и в будущем улучшение смесей еще более повысит эффективность и качество строительства.
Некоторые производители экспериментируют с использованием других материалов, таких как пластик или композитные материалы, однако бетон до сих пор остается основным материалом выбора для 3-D печати домов.
Печать 3-D домов имеет большой потенциал для перспективы жилищного строительства в России. Она позволяет создать дома быстро, экономично и с учетом экологических принципов. К тому же, она может быть использована для решения различных проблем со строительством в труднодоступных и удаленных местах.