Строительство, одна из древнейших отраслей, активно развивается благодаря 3D-печати бетоном — технологии, способной ускорить, удешевить и повысить качество возведения зданий и инфраструктуры. Успех зависит от специальных бетонных смесей, обеспечивающих точность, прочность и долговечность конструкций. Рассмотрим, как работают строительные 3D-принтеры, какие материалы применяются и что ожидает технологию в будущем.
1. Общая характеристика технологии
Строительные 3D-принтеры создают здания, формируя конструкции из бетонна применяя послойную печать с шириной слоя 30–100 мм, и высотой 10–40 мм. Печать возможна на стройплощадке или из модульных блоков, изготовленных в цехе, что обеспечивает гибкость и экономию времени.
2. Печать на стройплощадке: проблемы и затраты
Печать на месте требует транспортировки крупного портального принтера, его монтажа, калибровки и демонтажа, что увеличивает расходы. Для дома 100 м² необходимо 60 тонн смеси (без учета пенобетона), что требует трех фур, крана и ручного труда для перемещения материалов. Погода (дождь, ветер, жара, холод) ухудшает качество бетона и приводит к простоям. Даже при благоприятных условиях процесс связан с высокими затратами на логистику, персонал и риски повреждения оборудования. Использование тентов для защиты принтера дополнительно усложняет и удорожает работу.
3. Печать в цехе: экономичное решение
Цеховая печать с компактными принтерами позволяет работать круглый год, минимизируя затраты на транспортировку и риски поломок. Один оператор управляет несколькими принтерами, обеспечивая высокую автоматизацию. Готовые домокомплекты доставляются на объект и собираются краном-манипулятором, что снижает трудоемкость и исключает погодные риски.
4. Конструктивные особенности
· Фундамент
Печатается как несъемная опалубка, в которую устанавливают арматуру, наносят гидроизоляцию и заливают бетон. Возможна печать на месте или сборка из цеховых элементов.
· Стены
Формируются контуром, заполняемым бетоном. Полости используются для коммуникаций или утеплителя. Оконные и дверные проемы создаются с поддержками или вырезаются после печати. Угол нависания (до 30°) ограничивает форму арок.
· Перекрытия
Чаще применяются бетонные плиты, опирающиеся на железобетонный пояс.
· Крыша
Собирается из напечатанных блоков с гидроизоляцией и кровельным покрытием. Купольные конструкции требуют перемычек или поддержек.
· Скорость строительства
Зависит от смеси: обычный бетон — 0,5–1 м за 6–8 часов, специальные смеси ускоряют процесс, экологичные материалы (саман, арболит) ограничивают скорость до 30–50 см за 8–24 часа. Скорость печатающей головки — 5–60 м/мин, экструзия — до 5 м³/ч.
5. Наш опыт в 3D-печати
Архитектурное бюро «Автор» совместно с компанией «БетоникАРТ» начинали с печати МАФов и заборов, и совместными усилиями мы разработали собственные проекты зданий, которые можно напечатать при помощи аддитивных технологий. Компания «БетоникАРТ» выбрала для своего производства технологию печати в цеху. Ниже мы расскажем вам про наши объекты: МАФы, заборы и проекты зданий — индивидуальный жилой дом и общественная баня.
· Малые архитектурные формы
При помощи аддитивных технологий можно напечатать различные малые архитектурные формы — от скамеек и урн до вазонов и декоративных ограждений. Использование 3D-печати бетоном открывает новые возможности для городского дизайна. Эта технология позволяет быстро и экономично производить изделия любой сложности, воплощая самые смелые идеи. Процесс начинается с создания цифровой 3D-модели
· Заборы
Изучив рынок ограждений, «БетоникАРТ» начала использовать 3D‑печать бетоном для выпуска крафтовых заборов. Они сохраняют прочность обычного бетона, но имеют декоративную двустороннюю поверхность и уникальный дизайн — более современную альтернативу устаревшим бетонным секциям.
· Индивидуальный жилой дом
Здание отличается треугольной формой с наклонной крышей и обширными стеклянными панелями, создающими плавный переход между внутренним и внешним пространством. Его минималистичный стиль проявляется в четких линиях, отсутствии декора и акценте на геометрию и функциональность. Жилой дом обладает шероховатой слоистой текстурой наружных поверхностей, что подчеркивает его инновационную эстетику.
Исходя из того, что компания «БетоникАРТ» использует технологию печати в цеху, строительство зданий может быть осуществлено только из отдельных печатных блоков. И учитывая форму здания, была проделана колоссальная работа над разработкой деталей, обеспечивающих должную прочность и надежность здания.
· Общественная баня
Общественная баня выполнена в прямоугольной форме с плоской крышей, воплощая принципы минимализма. Фасад украшают вертикальные панели из фальшстекла с зелеными декоративными узорами, расположенные между несущими элементами, напечатанными на 3D-принтере. Благодаря аддитивным технологиям элементы получили текстуру «мятной ткани», придающую зданию уникальный визуальный облик. Сдержанная цветовая гамма, сочетающая нейтральные тона и зеленые акценты, подчеркивает простоту и функциональность.
Проект объединяет 3D-печать и традиционную кладку из бетонных блоков. Несущие элементы, созданные с помощью аддитивных технологий, между которыми установлены стеклянные панели, которые крепятся к кладке из блоков. Такое решение обеспечивает естественное освещение, прочность конструкции и эстетическую гармонию, делая баню современной и функциональной.
Заключение
3D-печать бетоном способна преобразить строительство благодаря скорости, гибкости и экономии. Печать на стройплощадке ограничена затратами, погодными рисками и сложностями с оборудованием. Цеховая печать обеспечивает круглогодичное производство с высокой автоматизацией. Совершенствование технологий и материалов сделает 3D-печать более доступной для массового строительства.
Проекты индивидуального жилого дома с треугольной крышей и общественной бани доказывают: технологии могут быть не только умными, но и красивыми. Главное — найти баланс между инновациями и практичностью, и тогда 3D-печать станет настоящим хитом стройки.