Архитектор планирует 3D-печать дома с помощью принтера собственной конструкции

Когда дело доходит до 3D-печати зданий, становится очевидно, что аддитивное производство еще не достигло своего пика. Хотя китайские специалисты уже печатают небольшие дома, да еще и в рекордные сроки, качество конструкций пока вызывает некоторые сомнения. Голландские архитекторы тоже пробуют свои силы в аддитивном производстве – не так давно мы рассказывали о проекте Canal House, претворяемом в жизнь в Амстердаме.

Но сегодня мы расскажем о человеке по имени Андрей Руденко, планирующем поднять 3D-печать домов на качественно новый уровень. Андрей имеет богатый инженерный и архитектурный опыт, который он намеревается использовать для постройки двухэтажного дома в Миннесоте. В последнее время Руденко занимался конструированием 3D-принтера собственного дизайна, предназначенного для печати бетонных зданий.

Ручная выкладка арматуры позволяет создавать прочные железобетонные стены

«Постройка дешевых домов за 24 часа меня не интересует», – объяснил Руденко. «Моя текущая цель – постройка домов небольшого или среднего размера с хорошей теплоизоляцией, прямо на строительной площадке. Мой опыт подсказывает, что во избежание проблем в будущем лучше потратить немного больше времени на постройку добротного дома, чем быстро возводить дешевые постройки. А 3D-печать может быть использована для создания практически целого дома, включая фундамент, камин, колонны, внутренние стены и трубопроводы».

Хотя китайские дома и были фактически распечатаны, на деле они представляют собой лишь «коробочки». Проводка и водоснабжение не принимались в счет, иначе время постройки заняло бы гораздо больше, чем 24 часа. Кроме того, Руденко считает, что его метод поможет обезопасить строителей от вредной пыли.

«Моя задача – проведение экспериментов по расширению возможностей 3D-технологий: печати различных элементов и структур, а также исследования новых методов строительства», – поясняет Руденко.

Принтер Руденко позволяет печатать достаточно ровные, прямые стены

Принтер Руденко демонстрирует хорошее качество печати, без изгибов, замеченных при работе некоторых других строительных принтеров.

Кроме того, Руденко рассматривает печатные стены в качестве декоративных элементов экстерьера и интерьера.

«При достаточно высоком качестве печати спадет необходимость в отделке и выравнивании поверхностей», – пояснил Андрей.

Одной из проблем Руденко является получение необходимых разрешений на строительство. Дело в том, что 3D-печать не считается сертифицированным строительным методом в штате Миннесота. Задача, вероятнее всего, потребует определенного времени и юридической помощи для решения.

Для работы устройства необходим лишь цифровой контроллер и ноутбук

Что же касается самого принтера, то он основан на технологиях RepRap – открытого проекта, чрезвычайно популярного в среде энтузиастов. Устройство напоминает гигантскую версию принтера Mendel и использует контроллер Arduino Mega 2560, но имеет моторы большего размера.

Набросок игрового замка, который должен стать первым полноценным строительным проектом

Руденко планирует начать строительство двухэтажного дома этим летом. Текущие планы предусматривают постройку здания площадью 10 х 15 метров, с теплоизоляцией, водопроводом, дренажем и т.д. Перед возведением полноразмерного дома он намеревается поэкспериментировать с постройкой игрового детского замка, чтобы проверить возможности своего принтера на практике и внести необходимые изменения перед большим начинанием.

На данный момент принтер способен печатать слоями шириной в 20мм и толщиной 5мм. В качестве материала используется бетонная смесь. Руденко признает, что доведение процесса экструзии цементно-песочной смеси «до ума» потребовало многих часов работы.

«Я не знаю ни одной цементной смеси с почти мгновенным периодом застывания», – рассказывает Руденко. «Но существующие смеси затвердевают достаточно хорошо за период нанесения слоя, чтобы выдерживать вес следующих слоев материала. Главное – исключить возможность вибраций или механического воздействия на свеже-экструдированные слои, чтобы они успевали «схватиться». Погода может помочь – яркое солнце и хороший ветер сокращают время застывания. Моя главная проблема сейчас – добиться надежной работы экструдера с достаточно жидкой смесью. Правда, результаты обнадеживают, и я намереваюсь продолжить совершенствование конструкции экструдера и помпы».

Гибкость технологии позволяет с легкостью создавать дверные и оконные проемы

Руденко считает, что со временем 3D-печатные дома могут стать строительным стандартом, а также повысить эффективность работы строительных бригад.

«Я не думаю, что 3D-печать полностью заменит предыдущие методы. Использование привычных материалов и методов, вроде кирпичной кладки, продолжится», – объясняет Андрей. «Скорее, 3D-печать станет важным пособием. Технология направлена на снижение стоимости строительства, улучшение рабочих условий и повышение архитектурной гибкости. Для работы принтера хватит двух человек вместо целой строительной бригады. Один будет присматривать за программной составляющей и контролировать процесс работы устройства, второй – заниматься подготовкой расходного материала для бесперебойной работы.

Если все пойдет по плану, и Руденко добьется успеха в 3D-печати двухэтажного дома, следующим шагом будет печать энергосберегающего здания. Руденко надеется, что такие здания помогут достигать существенной экономии энергетических затрат на отопление и вентиляцию. Как это будет работать?

«Я разработал собственную концепцию, основанную на забытых методах энергосбережения под программным управлением», – уходит от прямого ответа Андрей.

Что же касается деловой стороны вопроса, пока что Руденко хочет доказать практичность своего устройства. В случае успеха, он рассматривает возможность продажи комплектов для самостоятельной сборки строительных принтеров.

Предлагаем вашему вниманию видео, демонстрирующее работу строительного 3D-принтера Андрея Руденко:

Читайте эксклюзивное интервью с Андреем.

Статья подготовлена для 3DToday.ru