Первый эксперимент Руденко по 3D-печати бетонного здания успешно завершен

История Андрея Руденко, талантливого инженера и архитектора, нацеленного на внедрение 3D-печати в строительство полноценных зданий, продолжает обрастать интересными подробностями. На днях Андрей любезно предоставил 3Dtoday новые детали первого эксперимента по постройке опытного бетонного здания с помощью 3D-принтера собственной конструкции.

Обещанный Андреем сказочный замок удался на славу

C того времени, как появилась идея создания 3D-принтера для печати домов, прошло два года. По завершении разработки прототипа Андрей намеревался построить небольшой замок в качестве опытного образца. И вот – свершилось. Глядя на это маленькое архитектурное чудо, невольно начинаешь понимать потенциал строительной 3D-печати.

Постройка замка стала неопровержимым доказательством состоятельности технологии, а заодно и источником бесценного опыта. Правда, с разрешением на строительство полноценного дома до сих пор не все решено: Андрей проводит свои опыты в Миннесоте, где 3D-печать зданий просто не распознается в качестве строительного метода. По крайней мере, пока. Соответственно, возникают трудности с получением необходимых разрешений. Но будем надеяться, что все это лишь временные трудности.

Сам же изобретатель не унывает. Рассказывает Руденко: «Cказать честно, я даже рад, что построил этот замок в качестве промежуточного этапа. На этой небольшой модели я получил довольно интересный опыт и решил полностью переделать принтер. Дело в том, что обнаружились некоторые непредвиденные нюансы. Например, раньше я не был уверен в возможности печати достаточно высоких стен без разрушения предыдущих слоев под весом новых. Опыт печати замка показал, что при теплой погоде можно печатать непрерывно, цементный раствор достаточно быстро застывает и достигает необходимой прочности. Свою следующую модель я собираюсь печатать без остановки, днем и ночью, пока не будет закончен проект».

Наряду с позитивными аспектами, постройка замка позволила выявить и некоторые технологические трудности и недоработки. Как оказалось, первоначальный дизайн принтера оказался несколько уязвим к пыли и влаге. Так, прошедший дождь продемонстрировал необходимость герметичности моторов. Кроме того, промывка шлангов и экструдера приводит к возникновению облака цементной пыли, оседающей на критические элементы конструкции – рельсы, цепи, подшипники и так далее. Налет мелкой пыли достаточно серьезно нарушает работу механизмов. Как следствие, разработчику пришлось внимательнее взглянуть на проблему защиты от пыли и грязи.

Замок был напечатан поэтапно, что привело к заметности границ между слоями. Будущие проекты будут создаваться без перерывов в процессе печати

Одной интересной особенностью стала заметность границы между застывшими старыми и новыми, свежими слоями при долгих перерывах в печати. Это одна из причин, по которой Руденко намеревается напечатать следующий проект за один присест.

В то же время достаточно успешно были проведены эксперименты с добавлением красителей. В дальнейшем Руденко намеревается развить эту тему. Интересные цветовые комбинации позволяют получать декоративные поверхности без необходимости дальнейшей обработки.

Но все же, климат может сыграть серьезную роль в долговечности неотделанной постройки. Для холодного климата, скорее всего, будет необходима отделка штукатуркой, иначе влага может проникнуть между слоями и при замерзании вызвать разрушение поверхностей, хоть и не сразу. Как признает Андрей, потребуются длительные исследования на основе опытной эксплуатации, чтобы с точностью оценить долговечность необработанной конструкции. Для полноценной экспертизы может потребоваться несколько лет наблюдения за готовыми постройками.

В дальнейшем Руденко планирует интегрировать шлифовку поверхностей в работу принтера

Как вариант для теплого климата, Андрей рассматривает возможность шлифовки поверхностей. Следующий прототип принтера будет оснащен специальным алмазным абразивным устройством для воспроизведения декоративных полосчатых шлифованных поверхностей как внутри дома, так и снаружи. Заодно, такой подход может решить вопрос с установкой гипсокартона – в идеале от подобных дополнительных покрытий или штукатурки можно будет вообще отказаться, так как поверхности будут и без того гладкими.

Кроме воздействия на механизмы, неудачная погода может оказать воздействие на само здание. Во время печати замка Руденко пришлось постоянно следить за прогнозом погоды, чтобы вовремя накрывать еще «сырую» конструкцию пленкой в случае дождя.

Печать наклонных элементов тоже может вызвать определенные, хоть и не катастрофические сложности при работе в холодном климате. С другой стороны, Руденко проводил эксперименты по печати при почти нулевых температурах. Результаты оказались положительными, но более долгое время «схватывания» требует замедления скорости печати. В теплых регионах, вроде Краснодарского края, печать зданий вполне осуществима в течение круглого года. Так, Андрея интересует возможность постройки в Сочи здания наподобие крымского Ласточкиного гнезда. Подобный проект стал бы интересной достопримечательностью для туристов и помог бы Руденко с созданием сочинского филиала собственной компании.

В этот раз некоторые элементы здания были напечатаны по отдельности, хотя, по мнению создателя, было бы практичнее напечатать замок целиком. Experientia docet!

Как видно на фотографиях, опытный замок был построен не целиком, а из нескольких частей. Это объясняется тем, что для эксперимента Руденко использовал уменьшенный вариант принтера. Правда, за этот подход пришлось поплатиться: «На самом деле, это было неправильное решение, поскольку башни все же оказались достаточно тяжелыми. Потребовалось семь человек, чтобы установить все наверх. В следующих заданиях буду печатать почти все части сразу, на месте, чтобы избежать ручного труда. Кроме того, некоторые внутренние декоративные элементы я тоже собираюсь печатать одновременно с несущей конструкцией».

Особо сложным стало создание экструдера, способного равномерно укладывать слои: «Цементный раствор совершенно не желает двигаться по шлангам и всячески, каждой песчинкой, упирается. Это самый худший материал для экструзии. Необходимо было очень точно откалибровать все движения принтера. При огромных размерах принтера, превышающих размер самого дома, необходимо, чтобы точность движения была 0,5мм. В итоге удалось получить очень ровные слои высотой 10мм и шириной 30мм, хотя при необходимости можно изменять как высоту, так и ширину».

Руденко считает, что в целом проект создания принтера и печати замка закончился довольно успешно, с результатами гораздо выше расчетных. Как и следовало ожидать, будучи воодушевленным новым достижением, он не собирается отказываться от главного проекта – постройки полноценного жилого дома с хорошей термоизоляцией.

Возможна печать изогнутых арок, дверных и оконных проемов – как будет угодно фантазии архитектора

Публикация работ Руденко вызвала немалый интерес не только у наших читателей, но и у многих профессиональных строителей и архитекторов со всего мира. В настоящее время Андрей работает над созданием компании с филиалами в разных странах мира. Новая технология строительства открывает уникальные архитектурные возможности. Метод Руденко дешевле, чем традиционные аналоги, но при этом отличается высокой, практически неограниченной гибкостью. Благодаря 3D-печати возможно создание самых разных элементов и форм с минимальными затратами на время, инструменты и рабочую силу. Можно смело сказать, что архитекторы мечтали о подобной технологии годами, если не столетиями.

«Я, конечно же, больше люблю современный дизайн с простыми прямыми линиями. Тем не менее, технология позволяет без проблем печатать любые криволинейные поверхности. Эта возможность даст толчок развитию новых архитектурных форм», – утверждает Руденко.

На своем сайте TotalKustom.com Андрей описал возможности нового строительного метода. На сайте будут размещаться идеи людей, заинтересованных в продвижении технологии.

«Если кто-то из креативных, дерзких архитекторов хочет принять участие, это было бы замечательно. Это тот редкий случай, когда можно будет реализовать самые необычные проекты», – поясняет Андрей.

Статья подготовлена для 3DToday.ru