Технология трехмерной печати начала развиваться с 2000-х. Сейчас этот термин объединяет очень широкий спектр научных и коммерческих разработок, многие из которых имеют к собственно печати довольно далекое отношение. Например, технологии трехмерной печати в медицине можно скорее назвать выращиванием органов или живых тканей, но для простоты все эти разработки объединены одним термином.
Трехмерная печать зданий – это технология производства элементов построек с помощью трехмерного принтера, в качестве чернил в котором чаще всего используется модифицированный бетон. Первые проекты в этой области были представлены в 2014–2015 годах, когда китайская компания WinSun соорудила в Китае на территории промышленного парка в Сучжоу пятиэтажное здание площадью 1100 кв. м. На принтере напечатали части дома, которые после перевозки собрали вместе.
Главным преимуществом трехмерной печати зданий является то, что можно изготавливать объекты практически любой формы, так что фантазия архитектора ничем не ограничена. Кроме того, элементы дома, появившиеся из принтера, почти не требуют дальнейшей обработки, что в теории может сделать подобное строительство даже дешевле, чем традиционные способы.
В частности, компания WinSun заявляла, что технологии объемной печати обеспечивают экономию материалов до 60%, трудозатрат – до 80%. Один из минусов трехмерной печати – это то, что при «чистой» 3D-печати нельзя использовать стальные конструкции. Так что при ее помощи можно строить дома высотой только в один-два этажа, высотные строения рискуют просто сложиться, как карточный домик. Пятиэтажный проект WinSun строили с использованием стальной арматуры. Поскольку на принтере печатались лишь отдельные блоки здания, это не совсем «честная» 3D-печать. Кроме того, строительные 3D-принтеры чувствительны к низким температурам, поэтому большинство реализованных в настоящий период проектов находится в странах с жарким климатом.
Русские рекорды и дубайские шейхи
Один из крупнейших на данный момент проектов трехмерного здания реализовала компания с российскими корнями. Стартап уроженца Иркутска Никиты Чен-Юн-Тая Apis Cor по заказу властей Дубая в 2017 году напечатал на 3D-принтере дом площадью более 600 кв. м. Основатели Apis Cor утверждают, что дубайский контракт принес им несколько новых заказчиков из США. Незадолго до этого там же открылся одноэтажный «Офис будущего» – штаб-квартира Dubai Future Foundation площадью 250 кв. м, панели для которого напечатала на 3D-принтере WinSun.
При этом очевидно, что ни о какой конкуренции строителей с 3D-принтерами с обычными строительными компаниями речь пока не идет и все их проекты пока остаются имиджевыми. Они заключаются в основном в странах, где есть большое количество «лишних» денег, в первую очередь с ОАЭ.
Власти Дубая даже заявили, что к 2030 году 25% новых зданий будет построено с применением 3D-печати, поскольку технология позволяет снизить цену на строительство в шесть раз. Правда, за выполнением таких обещаний, как правило, никто не следит.
Кто меньше?
В 2017 году датская компания 3D Printhuset сообщила, что печатает на трехмерном принтере в Копенгагене офисное здание площадью 50 кв. м. Помогла ей в этом разработка компании «Спецавиа» из Ярославля, которая производит трехмерные принтеры для строительной печати. Один из таких принтеров, уточнила «Спецавиа», она и продала датчанам. У тех есть планы использовать российское оборудование для печати небольших зданий и в других европейских странах. Пока известно, что дом был достроен и используется как отель. Однако, учитывая его габариты, непросто оценить практичность этого объекта. О новых зданиях 3D Printhuset ничего не сообщалось.
Проект 3D Printhuset не самый скромный по габаритам. В 2015 году нидерландское бюро Dus Architects построило дом площадью 8 кв. м. Он находится в промышленном районе Амстердама, и его может арендовать любой желающий. В жилом объекте есть веранда и диван, который превращается в двухспальную кровать. Ванная, тоже созданная на 3D-принтере, вынесена на улицу. Убежище построили из биопластика на основе льняного масла. Чтобы сделать устойчивый дом без тяжелых каркасов, инженеры сконструировали стены в виде пчелиных сот.
Как ни парадоксально, трехмерную печать могут использовать не только для строительства объектов для сверхбогатых компаний, но и для самых бедных. Есть сразу несколько стартапов, которые предлагают использовать напечатанное жилье для социальных проектов. К примеру, американский стартап Icon вместе с дизайн-бюро Logan Architecture в 2020 году напечатал шесть домов для бедных.
Площадь каждого – 38 кв. м. Во всех зданиях есть оборудованная кухня, гостиная, спальня и ванная комната. 3D-квартал возвели на территории существующего сообщества для бывших бездомных, где сейчас проживает более двухсот человек. Другой стартап – компания WASP предлагает использовать в качестве материала для строительства фактически мусор. Принтер компании может использовать в качестве «чернил» как бетон, так и биоразлагаемую смесь из глины, соломы, рисовой шелухи и гидравлической извести.
Настоящий расцвет 3D-печати наступит, если человечество начнет более активно осваивать космос. В частности, в невесомости строительные принтеры становятся намного эффективнее, а доставка обычных строительных материалов на орбиту или тем более на другую планету с экономической точки зрения намного менее эффективна, чем доставка «чернил» для строительного принтера.
Почти все крупные проекты в области трехмерной печати так или иначе сотрудничают с NASA и делают ставку на заказы от частных космических компаний. Однако до начала больших строек в космосе, даже по самым оптимистичным оценкам, остается несколько десятков лет, а за это время трехмерная печать, возможно, разовьется настолько, что получит широкое распространение и на Земле. ■
