Города будущего напечатают на 3D-принтере

Строители и дизайнеры всего мира оценили бесконечные возможности, которые открыли перед ними 3D-технологии

Можно использовать разные материалы, строить быстро и красиво. Полет фантазии современных архитекторов не знает границ. Об этом – в нашем обзоре.

К «печати» небольших предметов и даже органов человеческого тела мы уже, можно сказать, привыкли. Но вот трехмерная печать зданий, мостов, автомобилей, самолетов все-таки еще будоражит воображение. Но все идет к тому, что не за горами время, когда напечатать можно будет буквально все.

Один 3D-принтер способен заменить целую строительную компанию, – считает доктор Бехрох Хошневис из Университета Южной Калифорнии. Он занимается развитием технологии Contour Crafting (контурное производство), позволяющей при помощи строительных роботов послойно печатать целые здания из керамического материала. Предполагается, что по индивидуальному проекту можно будет построить отдельный дом или серию зданий, где сразу будут все необходимые трубопроводы, электропроводка, канализация и вентиляция.

А фирма MX3D собирается напечатать при помощи двух промышленных 6-осевых роботов декоративный металлический мост через городской канал в Амстердаме. Сообщается, что весь процесс печати будет происходить прямо на месте – роботы начнут с опор на разных берегах и «встретятся» в центре конструкции. Таким образом, металлический мост впервые будет напечатан в воздухе, а не в корпусе 3D-принтера. Кстати, захватывающее зрелище смогут увидеть все желающие – компания планирует предусмотреть места для наблюдателей.

3D-печать захватывает новые области промышленности, осваивает новые материалы. Уже печатают не только известными материалами – пластиком, силиконом, цементом, керамикой, но и разрабатывают новые.

3D-принтер-манипулятор, который будет строить из специального типа бетона, недавно изобрели в Нидерландах. Состав специального бетонного раствора, названного CyBe, пока держится в секрете. Компания утверждает, что этот материал будет отвердевать всего за нескольких минут, а гидратация завершится в течение суток. Новшество может быть использовано для простых и полезных бетонных конструкций, например, для канализационных ям.

Разработчики утверждают, что главное преимущество нового бетона – в его экологичности. Во-первых, при его использовании в атмосферу выбрасывается на 32% меньше углекислого газа, по сравнению с обычным. А во-вторых, «зеленый» бетон CyBe полностью подлежит вторичной переработке.

Есть надежда, что с внедрением в массовое производство 3D-технологий человечество приблизится в утилизации отходов к идеалу природной биосферы: устаревший объект будет просто переработан с учетом новых требований.

Свой проект по разработке недорогих модульных кровельных систем из переработанного пластика представила команда выпускников Гарварда. По сути, создана 3D-печатная альтернатива гофрированной железной кровле, которая является традиционной для жилищного строительства в развивающихся странах.

Помимо нового материала, молодые ученые разработали еще и новую умную технологию строительства кровли. Она не предполагает использования гвоздей и шурупов, а основана на системе защелкивания, подобной детскому конструктору ЛЕГО. К тому же, для изготовления 3D-печатной модульной кровельной системы подойдут пластиковые отходы местных свалок.

Для строительства жилых зданий дизайнеры фирмы Emerging Objects Corporation придумали 3D-печатный материал с пассивным охлаждением.

Система «Cool Brick» представляет собой 3D-печатные пористые керамические кирпичи, скрепленные цементным раствором. Такой кирпич имеет структуру трехмерной решетки с микропорами и способен, как губка, впитывать воду. Когда через решетку проходит воздух, вода в керамических микропорах испаряется, и воздух поступает в помещение охлажденным и увлажненным. Кстати, подобная строительная технология применялась для кондиционирования помещений еще во времена Древних Египта и Персии. Современные 3D-печатные кирпичи для удобного соединения между собой имеют особую форму с системой блокировки.

В Италии фирма Wasp предлагает строить дешевое жилье из глинистого раствора. Компания продемонстрировала прототип своего 3D-принтера на выставке Maker Faire в Риме. Двое рабочих собрали четырехметровый принтер за два часа.

Авторы идеи утверждают, что данная технология идеально подойдет для быстрого возведения жилья в бедных странах. Определенную привлекательность ноу-хау имеет и для экологически сознательных людей. Ведь для строительства сойдет все, что находится под ногами, поэтому имеет «нулевую стоимость» — глина, песок, натуральные волокна и т.д. Дизайн стен напечатанного глинобитного дома позаимствован у роющих ос – такими эти насекомые делают свои глиняные гнезда.

Ученые предрекают постепенный переход от промышленного поточного производства к индивидуальному производству в условиях дома или офиса. Это избавит человечество от накопления вещей. А зачем хранить и копить? Ведь в любой момент 3D-принтер воспроизведет вновь и вновь все, что нужно. В будущем цениться станет не вещь, а ее информационная модель и возможность печатать ее из каких-то уникальных по свойствам материалов.

К примеру, строительные блоки для 3D-печатного здания, представленного компанией 3D Systems в Калифорнии, напечатаны из порошкообразного полимер-портландцемента, не содержащего железоокисный пигмент. Их отличает легкость и прочность, эстетика и практичность.

Команда ученых из Колледжа природоохранного проектирования от университета Калифорнии в Беркли создала павильон из 840 таких печатных блоков. Сооружение с плавными линиями они назвали Bloom (Цветок). Днем через сквозные отверстия этой печатной структуры проникает естественный свет, а ночью здание светится искусственным светом. Как фонарь, оно освещает окрестности через эти же отверстия.

Пока препятствием к тому, чтобы технология трехмерной печати стала доступна каждому как атрибут дома или офиса, стоит дороговизна оборудования.

Хотя уже сегодня есть люди, для которых 3D-принтер – нечто из разряда домашней бытовой техники, как для нас микроволновка. Так, американец Андрей Руденко сделал небольшой бетонный замок, используя большой 3D-принтер собственного изготовления.

Свой печатный замок автор возводил в течение двух лет. Сюда вошло и время, потраченное на разработку небольшого 3D-принтера для пластика, который в последствии был модернизирован для печати бетоном. Выталкивая полоски бетона размером 10 мм х 30 мм, 3D-принтер наслаивает их друг на друга. Скорость печати машины – 50 см за 8 часов. Сначала как единое целое была напечатана основная часть замка, башни печатались отдельно.

Руденко поставил перед собой цель построить 3D-печатный двухэтажный дом. Совместно с архитектором уже разрабатывается проект, где планируется использовать множество архитектурных деталей – лестниц, колонн, перегородок и даже камина. Все это будет напечатано на том же 3D-принтере, который хозяин хочет усовершенствовать для печати бетонных деталей с размерами до 10 м х 20 м.

Два американских дизайнера – Закари Шох и Юджин Ли – придумали построить дом из модульных 3D-печатных частей  из обычного ABS-пластика. Этот дом легко перевозить на любом виде транспорта в любое место. S-образная форма каждой печатной части идеально подходит для всех основных компонентов дома – стен, крыши, пола. Меньше чем за минуту можно собрать такую стену из трех частей, используя минимальный арсенал инструментов. Все 3D-печатные части полые внутри, чтобы в них легко можно было интегрировать инженерные коммуникации:  электропроводку, вентиляцию, водопровод.

Как инновацию в архитектуре преподнесла свою разработку под названием Solar Bytes Pavilion Междисциплинарная дизайн-студия DesignLabWorkshop. Дизайнеры создали павильон с множеством смарт-технологий.

В каждый из 94 3D-печатных уникальных модулей «байтов» из прозрачной пластмассы интегрированы светодиоды, которые аккумулируют и хранят солнечную энергию. Днем они заряжаются, а в темное время суток этой солнечной энергией равномерно освещают павильон. При этом каждый модуль имеет датчик для записи яркости солнца в течение дня, чтобы автоматически регулировать уровень освещенности встроенных светодиодов.

Как пищевые отходы используются для 3D- печати, читайте здесь. Технологии для будущего обсуждаются в этом разделе FORUMHOUSE. О нестандартных решениях для утепления дома и красивых дорожек рассказывает это видео.

Комментарии (0)