Печать дома на 3D-принтере

3D-печать - одна из самых обсуждаемых технологий последнего десятилетия. Некоторые рассматривают ее как начало третьей промышленной революции, другие более склонны видеть недостатки.
⠀
Так насколько реальна печать домов на 3D-принтере? Сегодня поговорим об уровне развития 3D-печати в разных странах и узнаем, как новейшие технологии меняют представление о возможностях дизайна и архитектуры.
⠀
О 3D-печати
⠀
Технологию 3D-печати изобрел американский инженер Чак Халл (Chuck Hull). Он запатентовал этот процесс в 1986 году и сначала назвал его стереолитографией. Метод предусматривал соединение молекул с помощью лазера для трансформации полимеров в твердые формы.
⠀
Первое применение 3D-печать нашла в автомобилестроении - с ее помощью начали делать так называемые "быстрые прототипы". Главное преимущество технологии заключалось в том, что теперь не нужно было отливать формы. Это существенно снизило затраты на проектирование. Кроме того, по сравнению с выпиливанием прототипа из дерева, стало значительно меньше отходов, ведь раньше весь оставшийся материал приходилось утилизировать. В 3D-принтере объекты печатаются послойно, в чем-то повторяя идею струйной печати на бумаге. Только процесс повторяется много раз, а вместо чернил берут более твердый материал. При небольшом смещении между слоями появляется объем, или, как сейчас принято говорить, 3D-эффект.
⠀
Материалы в 3D-печати используют разные: от синтетических смол и пластика (чаще всего) до стали и бетона. Сегодня компактные модели 3D-принтеров все чаще появляются в дизайнерских студиях, школах и даже в частных домах.
⠀
3D-печать в Китае
⠀
Китай - самый большой архитектурный объект, созданный с помощью 3D-принтера, появился именно в этой стране. Павильон "Вулкан" был открыт для посетителей в 2015 году во время Пекинской недели дизайна (Beijing Design Week 2015). Авторами проекта были архитекторы Сюй Фэн (Xu Feng) и Юй Лэй (Yu Lei). Конечно, павильон длиной 8,08 м и высотой 2,88 м был напечатан не за один раз. На самом деле его собрали из 1023 отдельных частей, каждая из которых была напечатана на 3D-принтере.
⠀
Хотя это достижение и попало в "Книгу рекордов Гиннеса", оно также показало, что сфера применения 3D-печати пока очень ограничена. Чтобы создать целый дом на 3D-принтере, принтер должен быть гигантским или, по крайней мере, уметь ездить вдоль специально построенных строительных лесов. Масштаб - вот причина того, почему 3D-печать все еще находится на ранней стадии развития во всем, что касается архитектуры.

Как напечатать целый дом

"В Китае тоже уже печатают целые дома на принтере, - говорит доктор Джейн Барри, доцент лаборатории Spatial Information Architecture Laboratory при Мельбурнском королевском технологическом университете. - Хотя на этом этапе они все еще выглядят сыровато". Она имеет в виду проект компании Winsun, которая уже напечатала несколько бетонных домов в Китае. Этот проект чаще всего приводят в пример, когда речь заходит о 3D-печати в строительстве. Представители компании заявляют о существенной экономии. Так, по сравнению с традиционным строительством, на печать нового дома требуется на 60% меньше материалов, на 70% меньше времени и на 80% меньше трудозатрат. Сам принтер при этом имеет гигантские размеры - 150х10х6,6 м!

Профессор Джейн Барри из Мельбурнского технологического говорит: "Главное преимущество 3D-печати не в массовом производстве, а в возможности создания индивидуального дизайна и многообразия вариантов. В нашем университете мы уделяем особое внимание печати из металлов, например при производстве узловых элементов конструкций зданий по индивидуальным меркам. Если уменьшить количество материала в готовом изделии, то соответственно снизятся его вес и общая нагрузка на фундамент, не говоря уже об экономии затраченной энергии. В этом вопросе 3D-печать - настоящая находка, ведь производство узловых элементов конструкции домов другим способом, например литьем, может быть очень дорогим, а с новой технологией за гораздо меньшую стоимость можно даже напечатать несколько запасных деталей на случай ремонта".
⠀
Сотрудничество Университета Неаполя и компании WASP, которая занимается современными технологиями, позволило объединить красоту итальянской архитектуры с техникой модульного строительства.
⠀
Компания WASP была основана в 2012 году итальянским предпринимателем Массимо Моретти. Ее основная деятельность направлена на продвижение энергосберегающих методов строительства и поддержку изготовления строительных модулей на месте. Вместе с Неапольским университетом ее специалисты разработали бетонные опоры, которые можно напечатать на 3D-принтере и использовать в самых разнообразных строительных проектах.
⠀
Поклонники новой технологии буквально подталкивают нас к порогу новой эры. Если ученые станут делиться своими разработками, и технология будет доступна каждому, 3D-печать действительно сможет изменить мир. Производство необходимых предметов может переехать в кухни и гостиные, и тогда мы будем меньше загрязнять окружающую среду, поскольку необходимость в перевозке и доставке товаров снизится многократно.
⠀
Но если мы будем говорить об архитектуре, то здесь размеры продолжают быть серьезным препятствием для дальнейшего развития технологии. Кроме того, список строительных материалов, которые можно заправлять в 3D-принтеры, пока что очень ограничен. Но с развитием технологий и эти проблемы будут решены и будет возможность увидеть серийное строительство вполне пригодных для жизни зданий.

Доктор Джейн Барри говорит и о серьезной конкуренции технологий в строительной индустрии: "Я предполагаю, что в следующие десять лет 3D-печать будет развиваться параллельно с другими технологиями, но собственные деньги я бы вложила не в нее, а в деревянное строительство, - это самый очевидный тренд". По ее мнению, клееная многослойная древесина с продольно-поперечным расположением слоев - это как "фанера на стероидах". Такой материал чем-то напоминает бетон в том смысле, что из него можно построить дом целиком, без внутреннего каркаса. Это означает, что потенциально дома можно будет строить быстрее и дешевле. "Я не говорю, что эти технологии не могут сосуществовать, - добавляет она. - В конце концов, 3D-принтер можно заправить и материалом на основе древесины".
⠀
Нужно еще многое изучить и испытать. Возможно, мы и не станем печатать дома на Луне в ближайшем будущем, но 3D-печать, безусловно, сделает возможным строительство домов более сложной геометрии. Уже довольно скоро составные части зданий, напечатанные из нескольких материалов, смогут приспосабливаться к климатическим изменениям. В любом случае, следующего этапа в развитии 3D-печати домов мы будем ждать с нетерпением и трепетом. 

А результат будет поражать не только снаружи, но и изнутри.