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.
«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 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.
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.
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».
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.
