Ученые и практики совершенствуют строительные технологии 3D печати

Ученые и практики совершенствуют строительные технологии 3D печати.

Крупные промышленные фирмы вместе с английскими учеными из университета Лафборо пытаются усовершенствовать 3D печать с помощью робототехники, чтобы производить бетонные компоненты зданий в коммерческом масштабе. Благодаря этой технологии архитекторы и инженеры смогут создавать проекты с очень сложным бетонными деталями, по умеренной цене и с минимальным использованием форм и опалубки.

Во главе исследовательской группы стоит шведская девелоперская и строительная компания Skanska. Она владеет лицензией на технологии, разработанные университетом Лафборо. Сотрудники этого университета Саймон Остин и Ричард Басуэлл еще в 2009 году начали улучшать технологии производства бетона и с тех пор с помощью трехмерной печати создали несколько модельных образцов. Skanska предложила ученым создать новый 3D принтер, чтобы распечатывать на нем крупные бетонные компоненты для реальных архитектурных проектов. С этой целью и был основан научно-исследовательский консорциум, в который входит архитектурное бюро Нормана Фостера, электротехническая фирма ABB Group, производитель бетонных изделий Buchan Concrete Solutions и поставщик строительных материалов Lafarge Tarmac. По мнению одного из партнеров Фостера,архитектора Завье де-Кестелье, объемный принтер повлияет на проектный дизайн.

«Преимущества объемной печати в том, что сложные детали получаются не слишком дорогими, ведь распечатать извилистую стену не сложнее, чем ровную, — говорит де Кестелье. — Эта технология позволит переосмыслить сам подход к дизайну, она дает больше свободы».

Кстати, бюро Фостера уже участвует в другом интереснейшем проекте по 3D печати – совместно с Европейским аэрокосмическим агентством они ищут способ делать постройки на Луне из луной пыли с помощью объемного принтера. Новый принтер для Остина и Басуэлла из университета Лафборо — уже третий по счету. Свой первый объемный принтер для цемента они создали вместе с бюро Фостера, британской инженерной фирмой Buro Happold и другими партнерами. В том принтере использовался метод экструзии, сходный с методом послойного наложения: чтобы получить бетонные детали волнистой формы или полые внутри, слой за слоем накладывался мелкозернистый цементный раствор. Следующим шагом вперед стало создание принтера второго поколения, в котором использовался видоизмененный метод экструзии и рука-манипулятор на семи осях, что обеспечивало большую свободу маневров. Заметив, что фирмы из разных стран заинтересовались их технологией, ученые стали искать надежного делового партнера, который помог бы им превратить экспериментальное устройство в промышленный прототип.

«Мы искали компанию, заинтересованную в смелых инновациях, которая захочет создать собственную версию нашего принтера», — говорит Остин. Таким партнером стала фирма Skanskа. Работа по созданию нового принтера должна завершиться к середине 2016 года. На нем можно будет распечатать бетонные детали разных размеров и форм, которые затем проверят на прочность и функциональность. Как только тестирование закончится, можно будет подумать о практическом применении продукции — в строительстве или для художественных инсталляций. «Бетонные распечатки идеально подойдут для фасадов, где все панели чуть-чуть отличаются друг от друга, — считает Остин. — То есть найдут применение там, где при традиционной заливке для каждой особой детали понадобилась бы отдельная форма, что экономически нецелесообразно».

Такая технология будет хорошим подспорьем для инженеров и дизайнеров: она позволит детальнее прорабатывать изделие. Например, в бетонной распечатке можно предусмотреть пустоты для труб и прочих систем.

«Вы просто укладываете бетон там, где вам нужно, — объясняет Остин. – За счет этого уменьшается вес, расход материалов и, в конечном итоге, себестоимость». В дальнейшем Skanska планирует использовать эту технологию в своих «летучих заводах».

Идея заключается в том, чтобы создавать прямо на месте строительства мобильные производства, которые могут перемещаться с одной стройки на другую. Такой передвижной мини-заводик, оснащенный принтером для бетона, позволит создавать сложные элементы здания не за недели, а за считанные часы.