Как построили дом на 3d принтере

Как ярославский инженер напечатал на принтере дом для своей семьи

Александр Маслов сделал 3D-принтер, умеющий печатать материалы для строительства домов. Начал продавать оборудование в России и Европе. И напечатал на нем стены своего дома. Сегодня трехмерная печать в строительстве — тренд, но все еще вызывает удивление и недоверие. В чем суть этой технологии, кому нужно печатать дома и сколько денег можно так сэкономить на стройке.

Сколько принтеров сделали и выбросили 

Офис «Спецавиа» находится на окраине Ярославля, рядом с лесом, в старой двухэтажке с двором, заваленным ломом и бетонными блоками. Вряд ли кто-то так представляет себе место работы инновационного стартапа, резидента «Сколково», обладателя гранта от Фонда Бортника. И сам Маслов — крупный мужчина в клетчатой рубашке — похож на хозяина, скажем, обычной стройфирмы, а не на типичного гика-инноватора, каких много в сфере технологий. Раньше он работал в консервативном бизнесе.

Принтер умеет печатать со скоростью примерно 100 квадратных метров за 100 часов

© Сергей Метелица/ТАСС

— Мы занимались инфраструктурой аэропортов — проектировали и делали подъездные дороги, фундаменты, мачты. Были в аэропорту Пулково? Там есть бело-красная диспетчерская мачта из стекла и пластика — это наша. Сделали все аэропорты по Енисею, в Ростове-на-Дону, Волгограде, Магадане. Но командировки стали невыносимы. Последняя была в 2014 году — я уехал в мае, а вернулся в сентябре. Когда приехал домой, два месяца просто сидел на крылечке и думал: чем заняться.

Решил открыть завод по выпуску станков плазменной резки металла — на них делают строительные материалы для зданий. Тогда такие станки были в тренде: производители открывались один за одним. Быстро конкуренция на рынке усилилась, а Маслов задумался: что еще придумать.

— Появился тренд на 3D-печать в строительстве. Даже название прижилось: Construction Objects Printing (СОР) — печать строительных объектов. Китайцы понемногу начали печатать дома. Инженер Андрей Руденко напечатал мини-замок в США. Мы захотели попробовать — открутили голову от станка плазменной резки и начали печатать разные стройматериалы. Первым продуктом была бетонная лавочка. Мы так обрадовались, что все получается, что не продумали как ее — полторы тонны — вытаскивать из цеха.

И завертелось. До первого работающего 3D-принтера пришлось собрать, протестировать и выбросить 40 прототипов. Александр Маслов не называет объем инвестиций, но объясняет: «Чтобы сделать 3D-принтер ценой в миллион рублей, нужно вложить в 30 раз больше». Сегодня у фирмы семь разных принтеров.

«Дома печатать, как же!»

Разработчик не собирался сам печатать материалы, а хотел только продавать оборудование. Ту самую лавочку показали застройщикам и предпринимателям, которые обустраивают города. Продавцы лавочек какое-то время были основными покупателями станков.

«Напечатать лавочку — 30 минут. Ее себестоимость — около тысячи рублей. Коммерсанты продают в среднем по 5 тысяч рублей. А одна московская фирма — за 30 тысяч».

Маслов в то же время хотел, чтобы на его станках печатали не только лавочки и клумбы, а дома. Но сперва столкнулся с непониманием.

«Сложно продавать новый продукт. Некоторые смеялись: «Дома печатать, как же!» Я говорил: «Мы продаем принтеры, которые могут печатать элементы для зданий». А меня спрашивали: «И кто у вас уже заказал? Что вы напечатали?» Что я отвечу? Чувствовал себя странно».

Скоро у компании купили принтер для строительства маленького офиса. 

Как поссорились русские и датские инженеры 

«Датчане напечатали здание на русском принтере» — такие новости год назад шли потоком. Это была коробка под офис 50 квадратов — первая большая работа в Западной Европе, созданная на оборудовании ярославцев. Но Маслов вспоминает эти события иначе.

Разработчики Евгений Тарбеев и Александр Маслов показывают купол от маленькой часовни. Его напечатали на 3D-принтере за 30 минут

© Сергей Метелица/ТАСС

«Датский стартап получил грант на разработку технологии в строительстве. Они хотели сами делать принтер, но финны начали их обгонять по срокам. И они купили оборудование у нас, чтобы быстрее спроектировать и напечатать здание. Мы помогли им в пуске-наладке. Они немного поменяли станок: заменили наш контроллер на английский. Мы договаривались вместе выпускать пресс-релиз в духе «датские и русские разработчики сделали вместе». Вдруг они без нас сообщили прессе: «Мы напечатали офис». Смотрим — на фотографиях в СМИ — принтер без нашего бренда. Я звоню их руководителю: «Генрих, как так? Зачем наше название оторвали?» Он отвечает что-то вроде «ничего личного, только бизнес». Мы сделали скриншоты, хотели с ними судиться, но потом поняли, что все хорошо вышло: здание напечатали профессионально. Наши чиновники быстро сообщили в СМИ нашу справедливую версию: «Датчане напечатали дом на русском принтере». Такие новости пошли по лентам во всех странах».

Читайте также:  Как дешевле построить дом из каркаса

На датских стартаперов Маслов больше не злится. 

Фонтаны в Кишиневе. Плитка в Чехии. Все напечатано

Известность помогла получить новых заказчиков. Ярославцы сейчас продали 80 принтеров. Оборудование работает в Европе, например в Чехии и Болгарии, и странах СНГ: Молдавии, Узбекистане.

«В Кишиневе есть фонтаны, которые напечатали на нашем принтере. Два принтера купила администрация одного района в Чехии. Там есть предприятие, где перерабатывают строительный мусор и делают на нашем оборудовании из него тротуарную плитку. В Болгарии и в Узбекистане на нашем оборудовании будут печатать материалы для домов». Маслов говорит, что можно напечатать почти все что угодно, и ведет нас в цех — показать, как работает принтер.

Маленькая коробка на стене — это «мозг» машины. Инженер рисует в программе, например в графическом редакторе, 3D-модель будущего сооружения. Загружает эти данные в «мозг». Дальше действует исполнитель — портальный кран. На конце крана — насадка, напоминающая кондитерский шприц, из которого выдавливают массу на торт. Кран рисует «восьмерку» — напечатать можно элементы любой формы: круг, квадрат, ромб. Серая смесь из песка и бетона ровными слоями ложится на подставку. 

Принтер может печатать детали прямо в цехе. Потом их, как кирпичи, грузят в машину и везут на участок. А строитель на месте собирает их, как конструктор Lego, и склеивает с помощью обычных строительных смесей. Но еще можно привезти принтер прямо на участок: он будет рисовать нужный объект на месте. 

Как стартаперы преувеличивают 

В фирме уверяют, что стоит «фильтровать» поток новостей о том, что там и там разработчики сделали 3D-принтер и с его помощью напечатали дом или квартал. Эта технология еще в начале развития.

«Большая часть проектов в этой сфере — прототипы. Они работают в тестовом режиме», — говорит Маслов. Кажется, что будущее с трехмерной печатью наступило повсеместно, потому что о слабых разработках иногда говорят с преувеличением.

Отделка в напечатанных стенах — совершенно обычная

© Сергей Метелица/ТАСС

«Новость была — китайский фермер сделал 3D-принтер и печатает теплицы. Все в восторге! На видео так: у него тележка, а сверху переделанное ведро. Никакой электрики нет. Он сыплет в ведро бетон и таскает тележку по направляющей — льет фундамент. То есть он сам бегает вместо мотора. Ну а что? Печатает! Аддитивная технология».

Стены из камыша есть. А трехмерной печати нет

Еще технологии опережают законодательство. На 3D-принтере можно напечатать стены частного малоэтажного дома — для его оформления не требуется множества экспертиз».

Многоэтажку — нельзя. Многоквартирный дом должен пройти много согласований. Сейчас в России нет строительных стандартов для этой технологии.

«Примитивные технологии — то, что уже не используется, — переложили в новые стандарты: как строительство из камыша. А новые технологии включить труднее. Но мы запустили этот процесс: обсуждаем в комитете при Росстандарте появление нормативов. Думаю, они появятся в конце года».

Будут ли застройщики московских жилых комплексов печатать стены на принтере — это вопрос. Оборудование позволяет экономить, но не фантастические суммы. «Напечатать элементы стен на 30% дешевле, а экономия на общей стройке — 5–7%. Да, это повышает рентабельность бизнеса, но я думаю, что сначала такой технологией заинтересуются частники — обычные потребители, желающие построить свой дом», — объясняет Александр Маслов.

Добавляет, что спрос возникнет не столько из-за низкой стоимости, сколько из-за возможности сделать креативный дизайн.

Домик для фрилансера

Маслов построил свой дом в тихом пригороде Ярославля. В 300 метрах течет Волга. Он живет здесь с женой и сыном-подростком уже три года. Одноэтажный дом с круглыми углами-колоннами выделяется на фоне однотипных коттеджей из кирпича. Вокруг все знают, что этот дом — необычный: одноклассники сына с удовольствием приходят посмотреть на напечатанные стены. Новые соседи хотят знать: в какую сумму обошлось строительство и насколько в нем тепло зимой. «Это, по использованию, обычный дом. Материалы, использованные в строительстве — традиционные, только история их появления — другая, — объясняет Маслов. — Высокую теплоемкость мы продумали еще на стадии проектирования. Фасад отделали камнем и штукатуркой. Внутри оставили одну шероховатую фактурную стену — показывать гостям».

Разработчики долго отказывались строить дома на заказ. Объясняли: «Мы только продаем оборудование». Но недавно передумали: слишком много запросов на стройку.

Александр Маслов живет в доме с женой и сыном-подростком

© Сергей Метелица/ТАСС

Первые дома возведут летом для своих сотрудников, чтобы побольше испытать технологию в жилом строительстве. А потом, считает разработчик, придут клиенты, которым в обычных коттеджных поселках ничего не предлагают.

«Застройщики продают типовые большие дома. А сейчас появились новые потребители: выросшая компьютерная молодежь, разные фрилансеры — они хотят купить маленький дом, 50–60 квадратов. Желтый или красный кирпич — это для них скучно. Им нужен креатив, чтобы дом выглядел, например, как маленький замок. А напечатать футуристический дом или английский замок на принтере довольно просто», — так Александр представляет потребности нового поколения покупателей жилья.

Стены для такого дома по себестоимости выходят в 50 тысяч рублей, а продавать можно за 200–250 тысяч, конечная цена всей стройки, по его расчетам,  — до миллиона.

Читайте также:  Посадил дерево построил дом вырастил сына прикольные

«Еще обращаются люди, которые хотят заказать купольные дома. За последний год четыре обращения — это тренд. Принтер может полностью его напечатать». 

Туристы увидят музей 3D-технологий

Летом рядом с офисом и цехом появится музей аддитивных строительных технологий. Инженеры поставят туда станки, разные напечатанные элементы, будут рассказывать историю технологии. В Ярославле много туристов — город включен в Золотое кольцо. 

«Наши разработки вызывают интерес у людей. У меня есть друг — сумасшедший в хорошем смысле слова. Он руководитель строительной фирмы. Водит ко мне домой знакомых и партнеров по бизнесу как в музей. Только зайдет во двор, сразу руками размахивает во все стороны и кричит: «Смотри, лавочка напечатана на принтере!», «Тут первый этаж напечатали!» И всем нравится. Мы уже договорились с гидами, что они будут возить в наш музей туристов, — воодушевленно рассказывает Маслов. — А еще там же откроем учебный центр для новых сотрудников. Зачем нужен музей? Это продвижение наших разработок. Да и на самом деле просто интересно».

Анастасия Степанова

Источник

17 реальных зданий, напечатанных на 3D-принтере — Будущее на vc.ru

Технологии 3D-печати развиваются чрезвычайно быстро и используются в самых разных сферах жизни человека.

В последнее время большое внимание уделяется печати зданий, и напечатанные дома все чаще появляются в последние годы в разных странах мира — в США, Саудовской Аравии, Мексике, Франции, России, ОАЭ и других. Я подготовил список существующих на 2020 год зданий, возведенных методом строительной 3D-печати.

Что собой представляет 3Д-принтер для строительства.

Существующие на сегодняшний день строительные 3D-принтеры, отличаются конструкциями и методами возведения стен. Наиболее часто встречаются принтеры портальной конструкции, двух- и четырех- опорной конструкции, на базе руки-манипулятора или циркульной конструкции. Оборудование позволяет создавать малые архитектурные формы и элементы сооружений для последующей их сборки на месте, либо позволяют печатать здание целиком на строительной площадке. Высота и размеры печатаемого здания зависят от технических характеристик используемого принтера.

Как происходит процесс печати.

Экструдер выдавливает быстротвердеющую бетонную смесь с различными добавками. Каждый последующий слой наносится поверх предыдущего, благодаря чему образуется вертикальная конструкция. Бетонные слои, находящиеся снизу, таким образом, уплотняются, тем самым растёт их способность выдерживать следующие слои, а значит, и весь вес конструкции. Для упрочнения конструкции производится ее армирование, которое может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Укладка горизонтального армпояса производится между слоями, вертикальную арматуру устанавливают по окончании затвердевания состава, а затем заливают бетоном.

Преимущества 3D печати перед другими методами строительства.

Изготовление конструкций 3D-принтером открывает большие возможности для предприятий строительной и смежных отраслей. Практическое применение выявило следующие преимущества аддитивного производства:

  • Снимает ограничения с фантазии дизайнеров и архитекторов, проектирующих здания, так как даёт возможности, не доступные при строительстве привычными нам методами.
  • Высокая скорость возведения зданий и сооружений.
  • Полная автоматизация процесса.
  • Низкое энергопотребление оборудования.
  • Значительная экономия в сравнении с классическими методами строительных работ за счёт снижения затрат на оплату труда персонала и энергоресурсы и ускорения сроков строительства.
  • Полностью исключается образование отходов стройматериалов.
  • Минимизация человеческого вмешательства в процесс строительства не только позволяет строить в недоступных для людей местах, но и на обычных территориях нивелирует человеческий фактор и уменьшает вероятность ошибки.

1. Июнь 2014. Китай. Китайская компания Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co представила дома, построенные с помощью техники 3D-печати в промышленном парке в китайской провинции Цзянсу. Всего было создано десять домов, каждый из которых стоил немногим больше трех тысяч фунтов стерлингов. За последовавшие десять месяцев технология была усовершенствована, и компания изготовила для выставки несколько разнотипных зданий, самое высокое из которых насчитывает пять этажей.

2. Август 2014. США. Компания Totalkustom Андрея Руденко отпечатала замок. Печать заняла в общей сложности 2 месяца.Скорость печати машины составляла 50 см за 8 часов. Основная часть замка размерами 3 м х 5 м и 3,5 м в высоту, была напечатана как единое целое, а башни затем были напечатаны отдельно.

3. Июль 2015. Китай. Китайская компания Zhuoda собрала двухэтажный дом в рекордно короткий срок. Модульный дом состоящий из шести модулей, созданных с помощью технологии 3D печати, были собран на месте менее чем за 3 часа. Конечно на самом деле около 90% работ были выполнены в цехах компании, а на участке они уже были только собраны в единое здание.

4. Сентябрь 2015. Филиппины. Компания Totalkustom Андрея Руденко построила апартаменты на территории гостиницы на Филиппинах, размерами 10,5 м х 12,5 м и высоту 3 метра. Здание было построено с применением местных материалов — песка и вулканического пепла.

5. Май 2016. ОАЭ. Китайская компания Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co отпечатала сборные конструкции для последующей сборки офисного здания в Дубае. Площадь одноэтажного здания составляет около 250 кв. м.

6. Март 2017. Россия. Компания Apis Cor представила первое полностью отпечатанное на строительной площадке здание площадью 37 кв. м.. Напечатанный дом имеет интересную форму, но как говорят сами участники: это лишь для того, чтобы показать гибкость технологии печати, форма построек может быть и привычной квадратной. В сравнении с другими строительными 3D-принтерами, этот принтер весьма компактный (4×1,6×1,5 м), весит 2 тоны, благодаря чему может спокойно транспортироваться на место строительства.

7. Октябрь 2017. Россия. В Ярославле компания Спецавиа представила первый в Европе и СНГ жилой дом, построенный с помощью технологии строительной 3D-печати. Строительство дома началось в 2015 году. Коробка здания была отпечатана портальным принтером по частям, а затем смонтирована на фундаменте за один месяц в декабре 2015 года. Летом 2017 завершено устройство крыши и проведен основной объем внутренних отделочных работ.

8. Март 2018. Франция. Компания Yhnova представила пятикомнатный одноэтажный дом с площадью 95 квадратных метров. Для его возведения инженеры использовали большой манипулятор, на конце которого закреплен экструдер для монтажной пены. Во время работы он наносил пену в соответствии с загруженной в него 3D-моделью здания. После нанесения пены строители периодически заливали возведенную часть бетоном, а также вставляли рамы дверей и окон.

9. Март 2018. США. Американская компания Icon возвела прототип дома в Техасе для подтверждения работоспособности своей технологии. Площадь здания составила 32 кв.м., печать выполнялась портальным типом 3D-принтера, передвигающегося по установленным на площадке рельсам.

10. Июль 2018. Испания. Компания Be More 3D отпечатала здание из бетона площадью 24 м2. Для постройки использовался двухопорный 3D-принтер , ширина которого составляет 7 метров, а высота 5 метров.

11. Сентябрь 2018. Дания. Компания 3D Printhuset отпечатала в Нордхавне офис площадью 50 квадратных метров. Используемый для печати 3D-принтер относится к типу «портальный» и имеет размер 8 x 8 x 6 метров. Скорость печати 2,5 метра / мин. Каждый слой 50-70 мм. Материал для печати — бетон, изготовленный в значительной степени из переработанных плиток и песка.

12. Октябрь 2018. Италия. Компания Crane Wasp используя трехопорный строительный 3D-принтер возвела здание за десять дней. В доме используется технология пассивного солнечного нагрева и естественная вентиляция.Состав для печати был создан на основе отходов от выращивания риса (он на 25% состоял из местной почвы (глина и песок), на 40%, из – из соломы, еще на 25% – из рисовой шелухи и на 10% – из гидравлической извести).

13. Ноябрь 2018. Италия. Компания Arup в коллаборации с архитектурным бюро CLS Architetti возвели здание за 1 неделю площадью 100 кв.м. Здание печаталось сегментами с последующей сборкой на строительной площадке.

14. Ноябрь 2018. Саудовская Аравия. Нидерландская компания CyBe Construction завершила строительство здания площадью 80 кв.м. На 3D-печать необходимых элементов ушло около недели, а на сборку чуть больше суток. Стены состоят из 27 напечатанных блоков, на изготовление парапетов понадобилась еще 21 блоков.

15. Август 2019. США. Компания S-Squared 3D Printers (SQ3D) показала прототип жилого дома, который можно от пола до крыши возвести всего за двенадцать часов. Дом имеет площадь 46 м2. В процессе печати использовался 3D-принтер двухопорной конструкции.

16. Октябрь 2019. ОАЭ. Компания Apis Cor объявила о завершении строительства крупнейшего в мире здания с помощью технологии 3D-печати. Расположенное в Дубае, здание площадью 650 кв. метров имеет высоту здания 9,5 метров и вошло в Книгу рекордов Гиннесса как самое большое здание, отпечатанное непосредственно на строительной площадке.

17. Декабрь 2019. Мексика. Американская компания Icon возвела два жилых здания по заказу некоммерческой организации New Story, в юго-восточной Мексике. Отпечатанные здания имеют плоскую крышу, изогнутые стены и площадь 46,5 квадратных метров

Как видно из внушительного перечня завершенных проектов, прогресс в сфере строительной 3D печати явно не стоит на месте, постоянно внедряются новые методики, создаются различные материалы, в том числе из переработанного сырья, разрабатывается высокотехнологичное оборудование. За короткий промежуток времени технология заинтересовала большое количество предприятий, которые занимаются разработкой оборудования, специальных строительных смесей, библиотек конструкционных решений для проектирования зданий под 3D-печать, а также подготовкой законодательно-нормативной и регуляторной базы.

Читайте также:  Как дешевле построить дом из каркаса

Уверен, что в будущем весь процесс строительства сможет стать полностью автоматизированным, без вмешательства людей не только при печати фундамента и стен, но и при печати перекрытий и крыш, автоматически устанавливать инженерные коммуникации, двери и окна. Также, возможно, в будущем мы не будем ограничиваться печатью домов в 2-3 этажа, а сможем перейти к многоэтажному строительству. Все это уже не является чем-то невозможным и перестало звучат как фантастические мечты о высокотехнологическом будущем. Нужно лишь дать время для естественного хода эволюции технологии 3D строительства.

Источник