3D-печатные здания: от концепции к строительству — факт или реальность?

Если вы живете в доме или квартире в развитой стране, скорее всего, ваше здание построено из кирпича и раствора — традиционным способом, с традиционными материалами.

Но если вы много читали о 3D-печати, вы, вероятно, читали несколько историй о 3D-печатных зданиях: аддитивных архитектурных феноменах, которые отказываются от кирпича и раствора в пользу филамента. Кажется, сейчас можно 3D-напечатать что угодно, и жилые сооружения не исключение.

Так являются ли 3D-печатные здания на самом деле появляющимися по всему миру? Является ли жилье настоящим применением аддитивного производства, или напечатанные архитектурные структуры лишь пример энтузиастов 3D-печати, преувеличивающих возможности своей технологии? Будете ли вы когда-нибудь жить в 3D-печатном здании, или смелые обещания сообщества 3D-печати будут забыты в ближайшем будущем?

Эта статья смотрит на некоторые основные применения 3D-печати в строительстве и архитектуре, пытаясь оценить жизнеспособность 3D-печатных зданий.

3D-печатное жилье

Несколько компаний пытались изготовить целые жилые структуры с использованием технологии 3D-печати, с различными мотивациями.

Некоторые верят, что 3D-печать может снизить материальные и трудовые затраты в строительстве, в то время как другие подчеркивают зеленые креденциалы аддитивной технологии. Некоторые видят 3D-печатное жилье как решение в кризисных зонах, пораженных природными катастрофами.

В действительности, реальные примеры 3D-печатных домов — смешанный мешок. Большинство 3D-печатных технологий в этой сфере используют довольно грубую систему депонирования бетона с низкой точностью по сравнению с обычным пластиковым или металлическим 3D-принтером.

Так что в то время как машины могут изготавливать толстые стены, любые изыски должны быть оставлены другим производственным процессам.

В 2018 году компания по 3D-печати ICON представила 3D-печатный дом, который мог быть построен менее чем за 24 часа. Однако, учитывая малый масштаб здания и использование дополнительных непечатных материалов, неясно, является ли такой вид строительства значительно быстрее, более рентабельным и надежным, чем традиционные методы.

Другая компания, пытающаяся популяризировать 3D-печатное жилье — Apis Cor, которая идет другим путем. Вместо фокуса на устойчивости и кризисном спасении, Apis Cor пытается сделать «полностью автономное оборудование», которое может реализовывать строительные проекты с минимальным трудом.

Хотя есть некоторые интригующие аспекты 3D-печатного жилья, на сегодняшний день существует очень мало успешных примеров его.

Дизайнерские элементы

Более реалистичное применение 3D-печати в строительстве и архитектуре — 3D-печать внешних и внутренних дизайнерских элементов. Это могут включать козырьки, не несущие внутренние стены, плитки и декоративные элементы.

Компании вроде российской Specavia, например, используют свои собственные бетонные 3D-принтеры для печати более мелких архитектурных особенностей: вещей вроде башен, арок, низких перегородок, печей и каминов. Эти особенности могут быть цифрово кастомизированы и установлены внутри традиционно сделанных зданий, и 3D-принтеры, используемые для их изготовления, более портативны, чем те, спроектированные для печати целых зданий.

Возможности еще шире с внутренними дизайнерскими элементами. Поскольку меньше внимания должно уделяться защите от погоды и стабильности, более широкий спектр материалов может быть использован — инженерные пластики, например — для создания ошеломляющих структур.

В 2015 году Пекинская лаборатория креативного дизайна представила гигантский внутренний 3D-печатный павильон на Пекинской неделе дизайна. И хотя это не был очень практичный кусок архитектуры, футуристично выглядящий павильон продемонстрировал эстетические возможности 3D-печати в этой области.

Далеко более распространенное применение 3D-печати — дизайн 3D-печатной мебели вроде стульев, столов и световых приборов.

Архитектурные модели

Возможно, вы действительно можете 3D-напечатать целое здание: стены, крышу и все. Фактически, это то, что делают многие архитекторы, когда они проектируют и изготавливают уменьшенные, 3D-печатные архитектурные модели.

3D-печать предлагает много преимуществ над традиционными методами — например, стержневое строительство — когда речь идет о создании миниатюрных архитектурных моделей. Способность идеально реплицировать цифровой CAD-файл очевидно очень полезна, а диапазон цветов и материалов, доступных дизайнеру, обеспечивает гибкость.

Это также невероятно быстро и легко. Использование ручных методов для создания архитектурных моделей очень похоже на строительство дома из карт: есть много изысканностей, и всегда есть риск, что все рухнет. С 3D-печатью мало ручного мастерства требуется, так как модели могут быть безопасно напечатаны в одной детали.

Архитекторы теперь регулярно используют 3D-печать для создания моделей для концептуальной разработки и презентаций клиентам. Это не ограничено определенной технологией: FDM, SLS, ColorJet и другие 3D-принтеры могут все быть использованы с хорошим эффектом.

В настоящее время вы гораздо более вероятно увидите 3D-печатную модель здания, чем реальную, натуральную структуру. Это все может измениться, но — по крайней мере, пока — вы должны чувствовать себя комфортно, живя в традиционном, непечатном доме.