3D-печать по-крупному: принтеры, которые строят дома
Появление недорогих домашних 3D-принтеров наделало немало шума за последние пять лет: Kikstarter полнится проектами всё новых и новых машин, печатающих из пластика, а популярные модели вроде MakerBot расходятся как горячие пирожки. Есть ли для них работа в каждом доме — это ещё вопрос, но в качестве дизайнерского инструмента они уже успели прижиться. Те агрегаты, о которых пойдёт речь, тоже можно назвать «3D-принтерами для дома», но означает это не то, что они умещаются на столе и не шумят. Они не умещаются и в комнате, шумят со страшной силой и наносят цемент ровными слоями до тех пор, пока не получится дом.
Китайские домики
Производители строительной техники присматриваются к 3D-печати уже не первый год. В частности, американская фирма Caterpillar активно инвестирует в подобные разработки. Но впервые жилые дома при помощи 3D-принтера возвели в Китае. В начале июля 2014 года компания Yingchuang New Materials использовала четыре принтера, чтобы в течение суток напечатать десять однокомнатных домов. Себестоимость каждого из них составила примерно 5000 долларов.
Результат не очень похож на роскошное жильё, но при цене в 5000 долларов было бы странно жаловаться
Вот видео, демонстрирующее процесс и готовые постройки. Экструдер, закреплённый на подвижной тележке, укладывает «колбаску» из цемента толщиной в руку, после чего переходит к новому слою. Технология более или менее аналогична той, что используется в домашних и промышленных 3D-принтерах, работающих по методу послойного наплавления (FDM).
Китайских строителей можно поздравить с первенством, но тут есть несколько важных оговорок. Стены печатали не на месте, а на заводе, после чего цементу давали застыть, и только после этого готовые блоки перевозили на стройплощадку и собирали из них дома. Все остальные элементы (перекладины, крыша, окна, двери, отделка и т.д.) тоже устанавливали вручную. Однако в будущем этого делать не придётся.
Разработки на будущее
Профессор университета Южной Калифорнии Берок Хошневис работает над строительными принтерами ещё с девяностых годов. Своё изобретение он окрестил Contour Crafting — контурное изготовление.
Экструдер печатает стены из цемента, роборука укладывает перекрытия. Обратите внимание на скруглённые углы дома
Вести об успехах Хошневиса и его команды время от времени мелькают в прессе. Подробнее о его работе можно узнать из выступления на конференции TEDx, где он рассказывает о достоинствах новой технологии (видео на английском, но при желании можно включить субтитры и более-менее сносный автоперевод на русский).
Видение Хошневиса вовсе не ограничивается печатью готовых бетонных блоков. Машины, которые он проектирует, будут самостоятельно класть балки, армировать стены, прокладывать трубы и электропровода, а в перспективе — даже наносить краску и заниматься облицовкой. За процессом на видео приятно наблюдать: к стройплощадке приезжает машина, раскладывает конструкцию наподобие козлового крана (такие используются на заводах и в портах) и один за другим печатает несколько домов, методично продвигаясь вперёд. Пока что это лишь компьютерная графика, но успех китайцев говорит о том, что реальность не так уж сильно отстаёт.
Понятно, что новый метод строительства будет обходиться значительно дешевле, чем традиционный: рабочих нужно меньше, и происходит всё намного быстрее. Хошневис предполагает, что контурное изготовление позволит обеспечить недорогим жильём всех нуждающихся. Но это не единственное достоинство строительной 3D-печати.
Цифровой гротеск
Внешний вид домов, напечатанных на 3D-принтерах, может иметь с обликом наших сегодняшних жилищ не больше общего, чем те имеют с деревянными избами. Многие условности вроде прямых углов или ровных стен при машинном изготовлении становятся ненужными: цена и скорость производства будут более или менее одинаковыми независимо от степени вычурности постройки. Это даёт дизайнерам невиданный простор для творчества. Не дожидаясь, пока трёхмерная печать зданий станет массовой технологией, они упражняют воображение попытками придумать внешний вид домов будущего.
Вот концепция под названием Protohouse. Этот дом предполагается печатать вместе с мебелью, а придумала его группа лондонских дизайнеров Softkill Design (или маскирующаяся под них группа инопланетных чудовищ, которые планируют сначала построить себе жильё и только потом уничтожить человечество).
Сделать целые Protohouse архитекторам было не под силу, но существует миниатюрная модель
Мебель выглядит куда привычнее, чем весь остальной дом
Архитекторы Майкл Хансмейер и Бенджамин Дилленбургер тоже любят формы повычурнее. Они напечатали целую комнату в стиле, который нарекли цифровым гротеском. Все поверхности сгенерированы процедурно — то есть при помощи алгоритма.
3D-принтер использовался обычный, так что собирать комнату площадью шестнадцать квадратных метров (и 3,2 метра в высоту) пришлось по частям. Не исключено, что в будущем каждый при желании сможет напечатать себе такое жилище, особенно если кто-нибудь придумает эффективный способ вытирать в нём пыль.
Не самая уютная комната на свете, зато формам позавидовал бы и Гауди
Однако буйство форм — не единственное, что сулит архитектуре автоматизированное строительство. Придавая постройкам более сложную форму, можно в числе прочего повысить их устойчивость к землетрясениям (а если таки не выстоят, всегда можно будет напечатать новых).
To Infinity and Beyond!
Стремления исследователей направлены не только на то, чтобы трущобы в какой-нибудь африканской глубинке можно было сменить на дизайнерские дома. В список благородных целей, достижимых при помощи печати зданий, входит освоение космоса. И правда, если мы наконец соберёмся построить базу на Луне или на Марсе, не везти же с собой строительные леса и гастарбайтеров!
В разработку космических 3D-принтеров инвестирует и НАСА, и Европейское космическое агентство. Помимо проектов Хошневиса они спонсируют и другие перспективные разработки. Например, грант от НАСА получил итальянский изобретатель Энрико Дини, автор принтера D-Shape. Достоинство D-Shape в том, что он печатает из песка. Пока что — из земного песка, и вот такие яйцеобразные конструкции.
Домики-коконы хорошо смотрелись бы в фантастическом фильме
Дини планирует совершенствовать свою технологию до тех пор, пока не станет возможной постройка зданий на Луне. Не исключено, что выглядеть они будут так (эта картинка — часть презентации архитектурного бюро Foster + Partners, работающего в сотрудничестве с Европейским космическим агентством).
Так может выглядеть лунная база
Вряд ли стоит рассчитывать на то, что Луна в ближайшее десятилетие покроется посёлками из этих уютных космических иглу, но инвестиции в космическую отрасль, как известно, нередко помогают делать много интересного и на Земле.