Китай впервые в мире построил двухэтажное здание при помощи 3D-печати

Согласно сообщению People's Daily от 17 ноября, на строительной базе Гуандун Второго строительного бюро в Китае завершено возведение двухэтажного офисного здания высотой 7,2 метра. Особенностью же этого строения является тот факт, что его возводили при помощи 3D-принтера. А это, по информации ИА «Экспресс-Новости», является первым в мире демонстрационным двухэтажным зданием, которое знаменует собой прорыв в технологии 3D-печати на месте в области строительства.

Это двухэтажное здание с 3D-печатью на месте расположено рядом с заводским цехом ковки стали и будет использоваться для офиса и экспозиции, когда будут завершены отделочные работы. Его технология конструирования 3D-печати на месте имеет три прорыва по сравнению с прошлыми достижениями. Один – печать на месте, то есть основной корпус печатается прямо на месте, без необходимости вторичной сборки. Второй – контурный процесс, то есть печатная стена, корпус которой полый, что удобно для добавления теплых наполнителей. В-третьих, первое применение этой технологии в двухслойных зданиях более сложное.

«Основной принцип архитектуры 3D-печати такой же, как и у обычного принтера. Должны быть корпус принтера, сопло, чернила и бумага», – рассказал специально для ИА «Экспресс-Новости» по скайпу Хо Лян, помощник директора Исследовательского института материаловедения Китайского центра строительных технологий. При этом он заострил внимание на том, что металлическая рама, построенная вокруг здания, считается корпусом принтера, а печатающая головка бетона эквивалентна соплу обычного принтера. Что касается самих «чернил», которые распыляет устройство, то они не являются обычным бетоном, и должны быть специально сформулированы.

«Перед началом строительства мы закопали стальной каркас в землю, – отметил Хуан Юнь, заместитель директора департамента науки и технологий Guangdong Construction Base Co., Ltd. – А уже в процессе печати, наряду с ростом стены, мы добавляли в конструкцию стальные стержни, что позволяло печатать здание в соответствии с чертежами».

3D печать домов из бетона аналогична традиционной технологии заливки бетона, и она должна быть завершена за один раз без перерыва. Печатающая головка непрерывно выбрасывает печатный материал, имеющий ширину 5 см и толщину 2,5 см, через круг и окружность и создает стену через слои. Если нижележащий бетонный раствор конденсируется медленно и не образует достаточной твердости, он не может выдержать вес материала верхнего слоя, вызывая деформацию или даже разрушение поверхности стены. Если конденсация слишком быстрая, могут возникнуть проблемы адгезии с материалом верхнего слоя.

«Мы добавили специальную присадку к общему бетонному раствору, разработав ее методом проб и ошибок. А когда нам удалось настроить вязкость и время схватывания материала, мы наконец-то разработали бетон, необходимый для 3D-печати. Кстати, его прочность может достичь C40-C60, что полностью соответствует требованиям и стандартам», – резюмировал Хуо Лян.

Исходя из характеристик традиционного мастерства, для построения конструкции с криволинейной поверхностью, будь то литье на месте или заводские сборные детали, проектирование пресс-форм является дорогостоящим процессом. В то же время архитектурная технология 3D-печати основана на интеллектуальном компьютерном управлении для реализации процесса строительства компонентов и опалубки без использования строительных конструкций. Она имеет очевидные преимущества в изогнутом строительстве зданий и куполов, и в то же время предоставляет возможность проектировщикам свободно созидать. В итоге, технология 3D-печати, несомненно, будет способствовать цифровому развитию производства. Архитекторы, инженеры и строители будут использовать ее для объединения с архитектурой, чтобы завершить реконструкцию существующих строительных технологий.

3D-печать зданий также может сэкономить строительные материалы и снизить затраты на строительство. Архитектурная 3D-печать может в полной мере использовать интеллектуальное управление печатью, позволяя формировать здание за один раз, экономя 60% материала при одновременном снижении технологических потерь и энергопотребления во время строительства. Это первое в мире двухслойное демонстрационное здание с 3D-печатью на месте совместно разработано Китайским строительным технологическим центром и Китайским строительным вторым бюро Huanan Company.

«После 3 лет технических исследований мы завершили разработку различных систем материалов для 3D-печати, рамных конструкций, систем транспортировки и управляющего программного обеспечения, получили 13 патентов на 3D-материалы и оборудование, 4 авторских права на программное обеспечение и 1 профессиональную работу. В настоящее время отечественная и международная технология архитектурной 3D-печати развивается в одно и то же время. Китайская строительная индустрия даже превзошла своих зарубежных партнеров в некоторых областях», – подвел итоги Хо Лян.