Организатором демонстрационного проекта стала российская компания Apis Cor, являющаяся разработчиком строительного 3D-принтера. Строительство началось 9 декабря 2016 г. и продолжалось два месяца. Представляем Вашему вниманию эксклюзивный репортаж со строительной площадки, подготовленный нашим партнерским порталом 3Dpulse.ru
Сам дом расположен на территории Ступинского завода ячеистого бетона. Дизайн этой необычной конструкции был предложен разработчиком принтера Никитой Чен-юн-тай. Форма дома, напоминающая галактику, должна символизировать инновации и достижение невозможного. Но помимо чисто эстетических причин есть и более практичная: нетипичная геометрическая фигура позволила подчеркнуть широкие возможности строительной 3D-печати.
Себестоимость строения составила 590 тысяч рублей, включая бетонную смесь, внутреннюю и внешнюю отделку. Округлости здания также добавили дому цену из-за нестандартной кровли. Менеджер проекта компании Apis Cor Анна Чен-юн-тай уверяет, что квадратный дом выйдет заметно дешевле. Пока же, по собственным подсчетам компании, экономия при печати коробки обычного здания в отличие от традиционного строительства газоблоками составляет 65%, в данном проекте из-за его нестандартности это число еще больше.
Непосредственная работа принтера составила всего 20 часов, остальное время из прошедших 2 месяцев заняли отделочные работы после ее завершения, а также установка и демонтаж шатра. И, конечно, пришлось потратить немного времени для адаптирования параметров печати к погодным условиям. Сроки также сдвинулись из-за новогодних праздников — пока напечатанные дома не могут обойтись без внутренней и внешней отделки, которую осуществляют люди.
Зима добавила сложности для участников проекта, поскольку применение бетонной смеси, используемой в качестве «чернил», возможно только при температуре от 5˚С выше нуля, хотя само оборудование способно работать при температуре до минус 35˚С. Однако задача была решена с помощью установки крытого тента, где поддерживался необходимый температурный режим.
О принтере
Мобильный строительный 3D-принтер — собственное изобретение компании Apis Cor. Строительные принтеры широко используются во всем мире, но большая часть устройств представляет собой козловую (портальную) форму, которые устанавливаются на заводах и печатают элементы зданий и архитектурные элементы. Мобильный принтер имеет конструкцию, схожую с башенным краном. Благодаря автоматической системе выравнивания, разработчики обещают подготовить устройство к работе уже через 30 минут.
По сути 3D-принтер представляет собой мобильный завод по печати домов целиком на любом месте. Он имеет небольшие габариты, относительно малый вес (около 2 тонн), и для его транспортировки достаточного обычного грузовика.
Кроме принтера нового поколения компания Apis Cor создала и внедрила автоматическую систему, которая сама смешивает смесь в нужных пропорциях и подает ее в нужный момент в необходимом количестве.
С подобной конструкцией строительная 3D-печать выходит за рамки научных институтов и становится серьезным конкурентом другим строительным методам.
Этот принтер является уже второй модифицированной версией устройства, и у разработчиков уже есть планы на третью. В компании уверены, что в дальнейшем найдут способы сделать его еще надежнее, быстрее и технологичнее. Улучшения коснутся технических параметров мобильного автоматического комплекса подачи смеси, а также процесса замешивания.
Сейчас скорость печати принтера составляет 7-10 метров в минуту. Обобщая, средний дом площадью 100м2 можно напечатать за 1-2 дня. По расчетам компании Apis Cor, экономия на возведении коробки здания достигает от 40 до 70 процентов по сравнению с традиционным блочным строительством.
Стоимость устройства предоставляется по запросу, пока же в компании собирают пул заказов для серийного производства, которое будет налажено в Тайване.
Подробнее о мобильном принтере и его разработчике Вы можете прочитать в большом интервью главы компании Apis Cor порталу 3Dpulse.ru.
Рассказывает руководитель компании Apis Cor Никита Чен-юн-тай:
«Проект получился полностью таким, каким мы его и задумывали, но, конечно, с некоторыми проблемами в процессе реализации мы все-таки столкнулись, и главная из них — погодные условия. Из-за резких перепадов температуры приладка оборудования для старта заняла немного больше времени, приходилось делать технологические перерывы, чтобы в программе регулировать скорость печати и скорость замешивания смеси, так как внешняя температура влияет на скорость застывания смеси и на остальные параметры, которых очень много и все они взаимосвязаны. Но чистое машинное время печати составило 20 часов. Кроме того, погода задержала и отделочные работы по шпатлеванию стен здания, ведь пока что эти работы делает не принтер, а люди.
Для всех нас это был захватывающий период, поскольку мы буквально творили историю и претворяли в жизнь то, чего еще не существовало в мире. Мы вместе командой выложилась на все 150 процентов для успешной реализации проекта.
Но самым важным является то, что мы протестировали нашу технологию и оборудование на реальном проекте и доказали ее работоспособность, а также получили важную информацию для дальнейших усовершенствований и улучшения технологии. Особенно важно было протестировать автоматическую систему замешивания, потому что сам принтер успешно показал свою работу еще в прошлом году. Теперь мы с уверенностью можем сказать, что 3D-печать открывает новую страницу в развитии современного строительства».
Менеджер проекта компании Apis Cor Анна Чен-юн-тай, добавляет, что летом при комфортной температуре воздуха подобный дом «под ключ» можно будет возвести за 2 недели.
В управлении принтером участвуют всего 2 человека: программист на пульте управления и оператор. Хотя деление на специализации в компании Apis Cor условно: в команде все умеют управлять устройством. Никаких серьезных умений для этого не требуется, достаточно просто обладать навыками работы с компьютером или играть в компьютерные игры. Но поскольку это первый проект, в работе участвовали все сотрудники Apis Cor, чтобы понять, что еще в устройстве можно улучшить.
Принтер Apis Cor позволяет напечатать не только несущие конструкции, но и несъемную опалубку для ленточного фундамента, которая заливалась тяжелым бетоном. В фундаменте демонстрационного дома использовалась обычная стальная арматура, как в традиционном строительстве.
Еще одной из особенностей строения является конструкция стен с дополнительной камерой для заливного или задувного утеплителя. Для того, чтобы связать основную стену с фасадной также использовалась арматура, на этот раз стеклопластиковая, поскольку у нее гораздо ниже коэффициент теплопроводности. Кроме того, при возведении применялось горизонтальное армирование: каждые 30-40 сантиметров стеновые конструкции перемежались слоем стеклопластиковой арматуры, которую сверху запечатывал принтер
После возведения стен была сделана финишная отделка шпатлевкой, а не штукатуркой. Это очень важно, потому что является одним из значительных факторов экономии на отделочных работах. В одной из комнат дома в качестве доказательства относительной ровности стен специально оставлен участок натуральной стены без шпатлевки.
О строительной смеси
Строительная смесь, используемая при работе с принтером — тоже разработка компании Apis Cor. Собственный материал предполагает такие характеристики вязкости и текучести, при которых отпечатанные слои сразу схватываются. Обычный бетон здесь не подойдет, он сразу растечется. Технологическая карта собственной смеси выдерживает все указанные параметры.
Этот материал был получен посредством проведения большого количества испытаний и состоит из компонентов, которые уже есть на рынке. Главный секрет (и коммерческая тайна) производства — в их правильных пропорциях.
В процессе работы материал загружается в силос и уже оттуда автоматически подается в мобильный комплекс по замешиванию смеси. Там он смешивается с водой и другими компонентами, а потом поступает непосредственно в принтер в виде готового раствора.
Сейчас в компании вплотную рассматривают возможность перейти на геополимерный бетон. По своим характеристикам он соответствует бетону классу М1000, в отличие от повсеместно используемого М250. В качестве основы смеси применяется не цемент, а неорганические вещества. Благодаря этому геополимерный бетон дает больше возможностей для проектов с 3D-принтерами и позволяет печатать при отрицательных температурах.
Рассказывает Никита Чен-юн-тай:
«Поскольку мы печатаем бетонной смесью, которая по характеристикам эквивалентна бетону марки М250 и классу прочности Б20, то напечатанный дом по морозостойкости и прочности ничем не отличается от дома из газоблоков. Кроме того, технология 3D-печати очень гибкая для применения систем теплоизоляции и внешнего фасада. Дополнительно отпечатанные стены можно утеплить любым способом. Так, например, специально для проекта в Ступино Корпорация ТехноНИКОЛЬ подобрала два инновационных способа утепления: из засыпного теплоизоляционного материала LOGICPIR на одной части дома и заливного полиуретанового состава на другой. Технологии не требуют наличия крепежа, позволяют заполнить все пустоты в пространстве между несущей стеной и внешней бетонной конструкцией и избежать образования «мостиков холода».
То есть, теплотехнические характеристики напечатанного дома можно адаптировать под любую климатическую зону».
Партнерами по проекту Apis Cor стали сразу несколько компаний. Крупнейший российский застройщик — Группа компаний ПИК — одними из первых проявил интерес к инновационной технологии и уже приобрел у разработчика мобильный принтер.
Другим партнером проекта стала корпорация ТехноНИКОЛЬ. В Ступино она отвечала за изоляционные решения, которые сделали дом пригодным для жизни.
Российское представительство компании Samsung установило в доме всю бытовую технику и электронику, в частности, плазменный телевизор с изогнутым экраном и диагональю 78 дюймов.
«Фабрика Окон» поставила собственные стеклопакеты с климат-контролем специально для уникального дома.
Еще одним участником проекта стала компания Bitex, предоставившая материалы для отделки и покраски внешнего фасада.
Рассказывает Никита Чен-юн-тай:
«Наши партнеры — это очень сильные игроки на современном рынке, которые больше всего заинтересованы в долгосрочной перспективе и которые понимают, что у строительной 3D печати большое будущее и начинать ее осваивать надо уже сейчас. У нас впереди много больших проектов по печати поселков (и не только в России), поэтому мы заинтересованы в сильных и успешных партнерах, и мы очень рады, что в нас поверили и присоединились такие серьезные компании».
Внутри дом состоит из двух комнат. В одной располагается гостиная с мебелью и огромный телевизор Samsung. Изогнутый экран как нельзя лучше сочетается с формой стен и гармонично вписывается в интерьер. Небольшая, но уютная кухня оборудована всем необходимым: холодильником, электроплитой, духовкой, микроволновой печью. Вся бытовая техника марки Samsung — партнера проекта. Также в доме есть санузел, но пока отсутствует канализация и отопление. Анна Чен-юн-тай говорит о том, что летом все оставшиеся коммуникации будут подведены и подключены. Правда, жить в здании никто не будет. После презентации организаторы проекта планируют оставить его себе и, возможно, превратить в офис или кампус для сотрудников.
О перспективах строительной 3D-печати
Говоря о дальнейших перспективах строительной печати в России, нельзя не сказать об административных преградах. Любая новая технология требует внедрения, сертификации и создания комплектов технических решений на государственном уровне . Например, в Дубае уже запущена процедура сертификации и описания технологии строительной 3D-печати. В нашей стране пока подобных нормативных документов не разработано, что, безусловно, затрудняет развитие направления. Но работа уже идет, компания Apis Cor уже получила указания от Минстроя России по дальнейшим шагам в области технического регулирования и сертификации новой технологии. Главная задача, которая стоит перед разработчиками — проведение испытаний напечатанных конструкций и домов в специальных лабораториях. В настоящее время в рамках стратегического партнерства Apis Сor сотрудничает с НИУ МГСУ.Университет занимается разработкой строительных смесей, а также портфеля технических решений с необходимыми испытаниями смесей и конструкций.
В течение ближайших полутора лет компания планирует закончить эти испытания и получить необходимые сертификаты. Тогда в российском строительном словаре появится еще один вид домов, наряду с каркасным или бетонным — напечатанный.
Рассказывает Никита Чен-юн-тай
«Сейчас нам очень важно «обкатать» технологию на реальных массовых проектах, поэтому в ближайшие год-полтора мы будем погружены именно в это. Мы уже ведем переговоры по печати жилых поселков за рубежом и активно к этому готовимся. И уже только после этого этапа мы планируем запускать продажи оборудования через дилерскую сеть.
А что касается ближайших событий, то приглашаю всех желающих 16 февраля посетить нашу лекцию в архитектурной школе МАРШ в Центре дизайна Artplay, где мы покажем и расскажем, как реализовывался проект, расскажем про технологию, новые материалы и про строительную 3D-печать в целом. Будет интересно!»
В целом, данный инновационный проект оказался успешным. Он привлек внимание общественности и позволил компании Apis Cor наладить партнерство с крупными российскими компаниями. Но самое главное в том, что разработчики видят изменения в ментальности людей. Анна Чен-юн-тай замечает, что постепенно скептицизм относительно данной технологии сменяется заинтересованностью. На почту Apis Cor уже приходит много писем с вопросами, просьбами о трудоустройстве и даже советами. 3D-печать перестаёт быть диковинкой и становится действительно конкурентоспособным методом возведения зданий и сооружений. А демонстрационный дом в Ступино превращается в символ новой эпохи в строительстве.
