Строительный 3D-принтер и печать домов
Строительный 3D-принтер выдавливает бетонную смесь слой за слоем и по цифровой модели возводит стены, фундамент и перегородки. Технология уже вышла из лабораторий: печатные дома и малые формы строят в Китае, ОАЭ, Европе, США и России, но полностью заменить бригаду строителей она пока не может.
Содержание
Как работает печать зданий
Принцип тот же, что у настольного принтера, только вместо пластиковой нити используется бетонный раствор, а габариты машины сравнимы с автокраном или небольшим грузовиком. Смесь подаётся в экструдер, а печатающая головка движется по заданной траектории. От точности позиционирования головки зависит ровность стен и геометрия проёмов.
Порядок работ похож на обычную стройку:
- Разработка концепции и проекта здания, подбор состава смеси.
- Подготовка цифровой модели, которую принтер переводит в слои.
- Замес раствора нужной консистенции.
- Послойная печать фундамента, стен, перекрытий и лестниц.
- Монтаж кровли, окон, коммуникаций и отделка, чаще всего уже вручную.
Первые машины умели только выкладывать прямые стены. Современные печатают сложные контуры, оставляют технологические ниши и отверстия под инженерные сети, а некоторые модели формируют каналы для последующей установки арматуры.
Два подхода: Китай и Нидерланды
Разработчики пошли разными путями: одни печатают дом целиком прямо на участке, другие выпускают на принтере детали, из которых здание собирают потом.
Китайская схема: дом за сутки
Китайские компании одними из первых показали, что коробку небольшого дома можно напечатать примерно за сутки. Ради удешевления в смесь добавляют промышленные отходы, поэтому такое жильё получается бюджетным со всеми его минусами. Важная деталь рецептуры - измельчённое стекловолокно прямо в растворе. Оно работает как распределённая композитная арматура: легче металла, не ржавеет и не требует закладывать стержни в готовые стены.
Голландская схема: печать материалов
Инженеры из Нидерландов сделали ставку не на печать стен на площадке, а на выпуск строительных элементов. Через экструдер из шлакоблочной массы получают керамический кирпич с низкой себестоимостью. Блоки делают коническими, чтобы они держались без кладочного раствора. Ещё одно направление - печать готовых монтажных панелей, из которых затем собирают домокомплект.
Какое оборудование продаётся
Серийных строительных принтеров по-прежнему немного. Среди известных примеров любительский BetAbram и российские машины компании "СпецАвиа". По конструкции техника делится на две группы:
- крупные портальные принтеры, которые почти не ограничивают размеры типового здания;
- компактные машины на рельсовых направляющих, которые дешевле и легче перенастраиваются под конкретную задачу.
Сам принтер умеет в основном укладывать бетон. Для остальных операций предлагают дополнительное оснащение: растворосмеситель, который готовит смесь нужного состава, подъёмник для работ на высоте, мойку высокого давления для подготовки поверхностей, вводную проводку и электрошкафы для питания всей системы на площадке.
Плюсы и минусы технологии
| Плюсы | Минусы |
|---|---|
| Высокая скорость возведения монолитных конструкций | Нет полного цикла: кровля, окна, сети и отделка остаются за людьми |
| Точная послойная укладка без воздушных пустот, можно обойтись без вибропрессования | Кладку и стяжку опытная бригада делает не хуже |
| Быстрый и прочный фундамент | Нужны специальные смеси, которые стоят дороже обычного бетона |
| Меньше логистики и ручного труда на площадке | Дорогое оборудование и мало специалистов |
Производители стремятся к печати без постобработки, но до этого далеко. Сейчас принтер выигрывает в скорости и точности, а в качестве отдельных операций уступает квалифицированным рабочим.
Сколько стоит строительный принтер
Цена остаётся главным тормозом. Несколько лет назад в России машины начального уровня стоили порядка 700-800 тыс. рублей: их хватало на стены, фундамент и бетонные покрытия, но не на сложные операции. Крупные принтеры, способные напечатать всю несущую коробку дома, обходились в среднем в 2-3 млн рублей. Актуальные цены сильно зависят от размеров рабочей зоны и комплектации, их уточняют у производителей. К стоимости машины добавляются расходы на рабочие смеси.
Перспективы
Строительная печать пока выгодна в отдельных задачах: малые архитектурные формы, фундаменты, нестандартные стены, быстрые объекты. Её сильная сторона - скорость, слабые - цена и неполный цикл работ. Отрасль молодая, и каждые несколько лет появляются новые смеси и машины. О том, как такие технологии растут из обычной трёхмерной печати, можно прочитать в статье про выбор недорогого 3D-принтера, а о других необычных применениях - в материале о печати сердца на 3D-принтере.
