Напечатанный дом: премьера состоялась

России напечатали первый экспериментальный дом с помощью 3D-мобильного принтера. Автоматизированное устройство для строительства зданий методом трехмерной печати разработал молодой иркутский инженер, основатель компании Apis Cor Никита Чен-юн-тай. Партнером проекта стала ГК ПИК.

Строительной площадкой для дома стала территория бетонного завода в подмосковном Ступино - она служит испытательной базой Apis Cor. На печать самонесущих стен, перегородок и ограждающих конструкций потребовалось меньше суток, всего машинная печать заняла 24 часа. Одноэтажное здание было отпечатано единым объемом, а не собрано из отдельно выполненных деталей. Его площадь 38 кв м, высота – 3,3 м; в плане это окружность с тремя большими «зубцами», выступающими через равные промежутки.

Замысловатый проект дома выбрали для экспериментального здания не случайно – он позволяет показать возможности принтера в реализации различных архитектурных решений. Этому способствует и применение аддитивной технологии, то есть послойного соединения материалов для создания объектов из данных 3D-модели. По словам Никиты Чен-юн-тай, появление принтера такой конструкции позволит аддитивным технологиям стать реальным конкурентом традиционным методам строительства. Принтер позволяет варьировать структуру и форму выбранных строительных конструкций, меняя при необходимости толщину стен, плит перекрытия и других конструкций; толщину и высоту печатного слоя бетона; размеры и форму перемычек.

Возможности данной модели принтера позволяют строить дома не выше трех этажей. Максимальную площадь печати принтера с одной точки определяет вылет стрелы длиной 6,5 м. Как утверждает разработчик, вообще у принтера нет ограничений по площади печати, - его можно передвинуть и продолжить печатать здание. Подготовка рабочей площадки заключается только в отметке нулевых точек, а принтер сам отсканирует и подготовит поверхность. При желании можно напечатать объект площадью в несколько тысяч кв. м.

Конструкция принтера напоминает башенный кран, который размещают в центре строительной площадки, и печатание дома происходит изнутри. Эту идею Никита Чен-юн-тай позаимствовал… у пчел (Apis melliféra – медоносная пчела, ред.), сооружающих таким образом свои ульи.

По окончании печати стеновых конструкций кран-манипулятор извлекает принтер наружу. Благодаря небольшим габаритам он легко транспортируется и не требует длительной подготовки к работе, поскольку имеет встроенную систему автоматического выравнивания по горизонту и систему стабилизации. Точно также принтер может работать вовне дома - все зависит от выбранного архитектурного решения. Процесс печати практически автоматизирован и минимально зависим от влияния человеческого фактора. Для управления работой оборудования достаточно двух человек – оператора и специалиста, сопровождающего процесс печати: по мере роста стен через каждые 40-50 см он должен укладывать армирование.

Стена дома не монолитна – она состоит из двух слоев, соединенных змейкой. По словам Никиты Чен-юн-тай, это наиболее естественный вариант печати стен. Образованные змейкой пустоты заполнены теплоизоляционным материалом.

Лицевая поверхность стены не требовала оштукатуривания, на нее нанесли только финишную шпатлевку.

Строительство экспериментального дома в Ступино пришлось на зимнее время, а применение бетонных «чернил» для принтера возможно только при температуре выше +5˚С. Для соблюдения необходимого температурного режима пришлось устанавливать крытый тент. Когда и если в качестве строительных материалов будут использоваться бетоны с новыми характеристиками типа геобетона, то принтер сможет работать при температуре -35˚С. Марка бетона для 3D печати зданий до трех этажей должна быть не ниже B20, морозостойкость – не менее F200, водонепроницаемость – не менее W6.

Партнеры по строительству

Планировка дома включает прихожую, ванную комнату, зону отдыха и компактную кухню. Кроме ГК ПИК, в строительстве и оснащении дома принимали участие еще несколько компаний.

«ТехноНИКОЛЬ» разработала для проекта высокотехнологичные изоляционные материалы, которые позволяют максимально использовать преимущества 3D-печати. Они просты в монтаже и адаптивны для нестандартных архитектурных проектов.

Отделочные материалы - минеральную декоративную штукатурку и фасадную краску - предоставила: компания Bitex Reibeputz.

Три оконных проема застеклили термоокнами с климат-контролем от «Фабрики окон».

Для полного ощущения жилого дома Samsung Electronics оборудовала кухню встроенной бытовой техникой, а также предложила телевизор с закругленным экраном.

В свою очередь, в НИУ МГСУ также видят огромный потенциал 3D-печати и ожидают переход от традиционных строительных технологий к прямой печати зданий. Главный строительный вуз страны готов оказывать компании всестороннюю поддержку.