Напечатай мне дом
Детали, предметы интерьера, одежда… Что сейчас только не печатают с помощью 3D-принтеров! С помощью новых технологий в Китае и США уже создают дома. 3D-строительство скоро начнётся и в Белгородской области.
Уникальные дома
В 2014 году губернатор Евгений Савченко поставил перед областным департаментом строительства, транспорта и ЖКХ вопрос о создании домов с применением 3D-принтеров. Ситуацию проанализировали специалисты БГТУ им. В. Г. Шухова. В прошлом году вуз получил грант по федеральной целевой программе для реализации проекта по созданию строительного принтера. Индустриальным партнёром «технолога» в этом проекте стал Борисовский завод мостовых металлоконструкций.
Сейчас отрабатываются основные идеи по созданию роботизированного комплекса для 3D-печати, идёт формирование эскизного проекта. Потом специалисты проведут цифровое моделирование, проверят все компоненты, закупят комплектующие и займутся уже непосредственно изготовлением. На это уйдёт примерно полтора года.
О перспективах проекта рассказал проректор БГТУ им. В. Г. Шухова по научной работе доктор технических наук Евгений Евтушенко.
– Евгений Иванович, насколько эффективно 3D-строительство?
– Аддитивные технологии (технологии, основанные на наслаивающемся производстве, заменяющем прежнее выпиливание и отрезание материала – прим. ред.) эффективны только в том случае, если вы производите не серийную продукцию. Когда вы запускаете серию домов и мы говорим о тысячах и десятках тысяч комплектующих одного типа, размера и так далее, то выгоднее использовать традиционные технологии и обычные формы. Если же речь идёт о малосерийных образцах, когда нужно сделать одно или два здания определённой архитектуры со сложной конструкцией, тогда выгоднее аддитивные технологии. Они позволяют сразу после получения 3D-модели на компьютере напечатать сложное изделие. Вы распечатываете модель, и уже через несколько дней её могут смонтировать на строительной площадке. При увеличении размеров такого принтера есть возможность сразу печатать целое строительное сооружение.
Кроме того, такие технологии могут оказаться эффективными и при производстве крупногабаритных изделий для энергетики, металлургии. Мы же можем печатать не только из обычного бетона, но и из керамобетона, который обладает уникальными характеристиками по огнеупорности, теплопроводности. Это могут быть и сложнейшие изделия, которые выдерживают температуру до двух тысяч градусов.
– Кто занимается реализацией проекта?
– Специалисты кафедры технологии машиностроения и лаборатории проектирования систем автоматизации, эксперты в области автоматизированных систем проектирования. К проекту подключился также наш центр молодёжного инновационного творчества «Метаморфоза».
– Что вы можете сказать о перспективах таких технологий?
– Будет меняться подход к строительству. Представьте, вы приходите к архитектору или проектировщику, который работает в области 3D-печати или проектирования. Он вам нарисует дом, который вы хотите. После внесения правок и утверждения проекта его уже можно будет передавать на роботизированный комплекс. И производство вашего уникального дома, которого не будет больше ни у кого, может начаться на следующий день. Со временем, с созданием новых материалов, такие технологии станут более эффективными, и может так случиться, что в конечном итоге традиционные технологии потихоньку станут отходить на второй план.
Уже сегодня люди хотят жить не в стандартных квартирах, а получить жильё со своими особенностями, дома, в которые были бы вложены их мысли и интересы.Печатает из бетона
«Вот прототип принтера, который мы собираем сами. Он печатает изделия из бетона, но пока только маленькие, – рассказывает директор центра молодёжного инновационного творчества «Метаморфоза» Виктор Бабаев, показывая недавно напечатанное изделие из глины. – Прообраз системы будет реализован в большом роботизированном комплексе для строительства зданий».
В этом принтере, который сможет создавать небольшие объекты для городской среды, используется технология FDM (послойное выдавливание материала). Представьте себе кулинарный шприц, который делает розочки на торте или любые другие узоры. Похожий принцип действует и здесь. Потом платформа опускается, создаётся второй слой, третий... Если речь идёт о печати изделия из пластика, то оно при расплавлении и остывании будет засыхать и моментально склеиваться. А в бетоне, глинах и вообще в композитах нужно проектировать состав таким образом, чтобы он не растекался, а быстро схватывался, ведь иначе верхний слой будет разрушать нижний. Решить эту задачу не так уж легко.
В роботизированном комплексе специалисты «Метаморфозы» будут отвечать за подачу материалов: тестировать составы, разрабатывать систему, обеспечивающую подачу бетона в изделие. По планам в строительном принтере будет стоять высокоточная система печати, точность позиционирования будет достигать нескольких миллиметров, что позволит печатать и отдельные элементы.Делают сами
В центре «Метаморфоза» юных изобретателей прежде всего учат работать с 3D-принтерами, по этому направлению уже обучили 400 учителей. Проходят занятия по экспериментальному дизайну и прикладной робототехнике, анимации, созданию игр и интерфейсов.
Собранное здесь оборудование позволяет инженерам, изобретателям и даже школьникам воплощать идеи в одном месте, вместо того чтобы обходить десятки заводов в поисках необходимой техники. Совсем недавно в центре появился ещё один принтер, который позволяет печатать уже более крупные детали.
Ещё одно направление работы – дизайн и создание арт-объектов. Не всё можно напечатать на 3D-принтере. Поэтому в центре прибегают и к методам параметрики, которая завоёвывает всё больше почитателей в мире дизайна. Этот принцип конструирования открывает новые возможности, позволяет очень быстро вносить изменения в разрабатываемые конструкции. Вы изменяете параметры в онлайне – и сразу изменяется форма того, что планируется создать. Надо всего лишь выбрать необходимый образ. Изменения тут же отражаются на рабочих чертежах.
Дизайнерскую деятельность здесь частично уже коммерциализировали, в будущем хотят расширить возможности продажи создающихся вещей, ведь в планах уже есть новые коллекции и новые продукты.
«Я хочу, чтобы было больше людей, которые готовы создавать что-то новое. Речь идёт не об обществе потребления, когда вы используете вещи, которые купили, а о ситуации, когда большую часть того, что есть в доме, вы можете сделать сами», – говорит Виктор Бабаев.
Границы возможностей в «Метаморфозе» планируют раздвигать и дальше. В будущем здесь хотят создавать серийные изделия микроэлектроники и гаджеты.