Дом печати: Как в Голландии строят здание с помощью 3D-принтера
Голландское архитектурное бюро DUS Architects строит первый в мире дом, детали для которого печатает 3D-принтер.
3D-печать, или аддитивная технология производства, появилась сравнительно давно. Создателем первого рабочего 3D-принтера считается Чак Холл, оформивший патент на «аппарат для производства трёхмерных объектов путём стереолитографии» в 1986 году. С тех пор печатать научились практически всё: от часов, обуви и гитар до протезов и имплантатов. Инженеры Porsche с помощью прозрачного прототипа из принтера изучали ток масла на стадии разработки автомобиля. А беспилотный самолёт Polecat весом 4 тонны благодаря этой технологии был разработан и создан всего за полтора года.
3D-печать экономит не только время, но и деньги: принтеру без разницы, сколько экземпляров печатать, в то время как традиционное производство зачастую экономически выгодно лишь в серийных масштабах. Быстрее, дешевле, экологичнее и менее травмоопасно — о таких бонусах строительная отрасль может только мечтать. Или мечтам всё-таки суждено сбыться?
Исследования в этом направлении тоже ведутся не первый год, но новость о том, что некое архитектурное бюро в Амстердаме наконец построит первый дом «из принтера», всколыхнула общественность. По просьбе The Village Виктор Гарбарук побывал в гостях у DUS Architects и посмотрел на то, как работает принтер, и на детали, которые он уже успел напечатать.
Скромное здание, в котором расположилось бюро DUS Architects, напоминает о модных у нас с недавних пор коворкингах. Рядом старый автобус с интерьером хипстерского бара и несколько скамеек из располовиненных старых лодок. На входе — кафе имени бондовской героини PussyGalore.
Шестиметровый 3D-принтер KamerMaker (в переводе с голландского «делатель комнат»), напоминающий огромный хромированный лифт, стоит посреди газона с другой стороны здания. Его кабину открывают на всеобщее обозрение каждый день. Неподалёку лежит напечатанная принтером деталь. Деталь — это подкова высотой метра полтора из четырёх слоёв бесцветного и жёлтого пластика, с геометрическим рельефом поверхности и пустотами внутри 20-сантиметровой стены. Печать заняла восемнадцать часов, или четыре рабочих дня. Вблизи видны отдельные застывшие струи, напоминающие древесную смолу. Внизу лежит несколько отвалившихся палочек — как слипшиеся недоваренные спагетти. Это опытный образец, специалисты пока испытывают различные материалы на прочность.
Передняя стена принтера состоит из трёх панелей. Нижние две открываются, а на верхнем этаже прячется сервер, картридж и прочая техника. Рабочая высота принтера — 3,5 метра. В нижнем углу видна печатающая головка с вытекшей застывшей струйкой стройматериала толщиной с волос. При виде конструкции легче представить себе принцип работы: головка принтера ездит влево-вправо, взад-вперёд и вверх-вниз, печатая прямо на полу, как на листе бумаги. Примерно как замки из мокрого песка: рука строителя направляет струйку, которая застывает и принимает форму. Или представьте себе, как выдавливаете трёхмерные конструкции из тюбика зубной пасты. Только здесь вы оперируете тонкой струёй и механически точной рукой.
3D-модель архитекторы создают в программе Rhino, она конвертируется в файл .stl (от слова стереолитография), и принтер получает команды в виде текстовых координат (те самые влево-вправо и вверх-вниз). Управлять принтером можно с ноутбука или даже по Wi-Fi с планшетов-смартфонов. Стройматериал расплавляется в жидкое состояние и поступает по кабелю-шлангу вниз, на печатающую головку. Образец материала лежит тут же, в баночке, — это, конечно, не порошок-тонер из офисных принтеров, а мелкие пластиковые бисеринки. Пластик, кстати, не простой, а биологический — результат глубокой переработки зерна.
На полу кабины лежит ещё один жёлтый принт в форме буквы «зю», тоньше, чем один слой соседней подковы. Это ломтик скамейки. Передняя ножка выше, задняя едва заметна — в такой наклонной скамейке не сидишь, а полулежишь. По задумке она должна состоять из четырёх модулей, которые можно использовать как отдельные стулья либо составить рядом. На бульварах или верандах кафе такие дизайнерские скамейки пришлись бы очень кстати.
Мини-модели печатаются на принтере Ultimaker, который разработан как opensource (свободная, незапатентованная технология: каждый может воспользоваться чертежами в открытом доступе, собрать или модифицировать аппарат). Он же послужил базой для KamerMaker.
Первая модель будущего 3D-дома — это фасад и одна комната, 44 печатных блока, хотя модель меняется и цифра растёт. На 31 декабря намечено открытие стройплощадки: здесь появится второй KamerMaker, к нему переедет с лужайки старший брат, и оба начнут возводить новое здание — будущий центр исследований и разработок 3D-печати. Пока это лишь обнесённая забором территория рядом с неприметным красным домом у воды. Новогодняя вечеринка должна стать кульминацией юбилейных торжеств: 400 лет назад в Амстердаме началось строительство «пояса каналов», берега которых в историческом центре украшают традиционные дома с узкими фасадами. Проект «Северный пояс каналов» призван с помощью 3D-печати украсить такими домами скучную жилую часть города. Земельный участок муниципальные власти Амстердама предоставили команде бюро DUS Architects на три года.
У дома на канале есть и конкуренты в гонке за звание первого принтерного здания. Фирма Universe Architecture, тоже голландская, осваивает принтер D-Shape, который успешно работает с материалами, более близкими к реальным цементу и бетону. Измельчённые до пяти миллиметров камни или песок («вокселы» — аналог двухмерного пиксела) машина выкладывает песчинка к песчинке и скрепляет специальным связывающим веществом. Главное преимущество DUS Architects — договорённость с городскими властями, заказчиком. Да и с точки зрения дизайна дом на канале доступнее и массовее, чем вытянутая в длину лента Мёбиуса под названием Landscape House — скорее индивидуальное, чем поточное решение, для которого сложнее найти инвестора.
Кто бы ни стал первым, уже сегодня ясно, что 3D-архитектура — тема серьёзная. Разработчики уверяют, что такое строительство будет дешевле, быстрее и экологичнее. Так что не за горами объявления типа: «Продам недорого 3D-модель комнаты, качал для себя, родители запретили и спрятали шнур от принтера» или «Распечатал новую ванную в съёмной квартире, теперь хозяева повышают арендную плату. Что делать?»
