Дома, опередившие время

Острая нехватка жилья для быстро растущего населения земного жара подтолкнула строителей, архитекторов и инженеров обратиться за помощью к современным технологиям. Ещё лет 10 назад никто бы и не подумал, что решать эту проблему будут посредством 3D-принтера. Сегодня сложно сказать, кто первым додумался попробовать такой способ возведения жилых домов, но уже сейчас понятно, что в недалеком будущем технология трехмерной печати станет неотъемлемой частью строительного дела.

В начале двухтысячных годов сразу несколько независимых друг от друга групп ученых начали исследования в области применения технологии 3D печати в строительстве. Давайте остановимся подробнее на уже достигнутых результатах.

Так, итальянская инжиниринговая компания WASP (World’s Advanced Saving Project), производящая 3D-принтеры всех размеров, решила сосредоточить свои усилия на строительстве укрытий. В прошлом году компания представила публике 4.5-метровый принтер, который мог работать на глине, грязи и натуральных волокнах. Сейчас же компания пошла еще дальше, создав рекордный 12-метровый принтер Big Delta. Главным преимуществом нового устройства является возможность быстрого строительства дешевого жилья с использованием местных материалов, а также с минимальным привлечением энергетических ресурсов. Поэтому его можно транспортировать в проблемные зоны, которые перенесли природные катаклизмы, и на месте производить временные и недорогие дома. Выбор в пользу глины и грязи для принтера Big Delta был не случаен, ведь такие материалы оставляют минимальный экологический след, а также имеют естественные изоляционные преимущества (хорошо высушенные на солнце кирпичи довольно прочные).

С металлическим каркасом диаметром 6 метров, вращающейся насадкой и мешалкой, которая поддерживает материал в однородном состоянии, для работы принтер требует всего 10 Ватт энергии. Диапазон возможных строительных материалов весьма разнообразен – от глины, которая может быть усилена химическими добавками или же репеллентами, до цемента, хоть это и противоречит «зеленой» стратегии команды.

Сегодня интерес к новинке уже проявило руководство города Иглесиас, на южном побережье Сардинии, а значит вскоре там могут быть построены первые глиняные дома с помощью принтера. Также стоит вспомнить, что в Арабских Эмиратах с помощью 3D-печати планируют строить офисные здания.

А вот группе инженеров британского Университета Лафборо удалось создать уникальный цементный состав, позволяющий печатать изделия любых форм: выпуклые, краеугольные, изогнутые или кубические. Исследователи отказались от применения технологии лазерного спекания и цифровой обработки светом. Вместо этого они вернулись к истокам 3D печати в лице несколько видоизмененной технологии послойного наплавления. Усовершенствованная цементная формула укладывается методом экструдирования, что позволяет значительно упростить строительные работы, так как исключается необходимость в опалубке. Готовые бетонные фигуры легко поддаются корректировке и отделочным работам.

Эксперименты британских инженеров не прошли бесследно. Их идея вызвала живой интерес ученых из Южно-Калифорнийского университета. Они предложили использовать огромные машины для 3D-печати непосредственно на строительных площадках. При помощи Contour Crafting планируют печатать дома в сборе: не только несущие стены, но и проводку вместе с сантехникой.

В шанхайской компании Shanghai Win Sun Decoration Design Engineering Co не стали дожидаться, пока американские конструкторы соберут футуристическую машину. Вместо этого предприимчивые инженеры собрали собственный 3D-принтер Win Sun, поразивший мировую общественность в первую очередь своими размерами. Аппарат 150 метров длиной и 10 метров шириной способен всего за несколько часов напечатать здание высотой до 6 метров. 3D строительный принтер Win Sun в качестве «чернил» использует цемент, усиленный стекловолокном. Компания уже применила свое изобретение на практике. Пока речь идет про недорогое, несложное одноэтажное жилье, однако в Shanghai Win Sun переполнены энтузиазмом. Тестовые образцы обошлись предприятию на 50% дешевле, чем при использовании классических методов строительства.

Все, описанные выше технологии и изобретения ориентированы на строительство внешних конструкций. Но на рынке трехмерной печати нашлись компании, которые всерьез задумались и над обустройством жилого пространства изнутри.

К примеру, Emerging Objects изобрели соляной полимер для печати межкомнатных перегородок, изящно зондирующих помещение. Соединив воедино строительный клей и соль, изобретатели получили недорогой, легкий, водостойкий, полупрозрачный материал. Первым проектом Emerging Objects стал 3D-печатный дом под кодовым названием 1.0. Стены в комнатах целиком и полностью были напечатаны из новоизобретенного материала Saltygloo. В результате получился очень красивый, изящный и достаточно прочный дом, который может стать украшением любой курортной зоны.

«Напечатанные» дома в ближайшем будущем могут стать весьма распространенным явлением, ведь по оценкам Организации Объединенных Наций в следующие 15 лет по всему миру потребуется почти сто тысяч новых домов. Дешевые и легкие здания могут стать выходом не только для районов, подверженных стихийным бедствиям в качестве временного жилья для пострадавших, но и для развивающихся стран. А это значит, что 3D печать в строительстве определенно нашла свое место и вполне возможно, очень скоро, строительство станет частью технологии трехмерной печати, а не наоборот.