Здания из песка можно строить методом трехмерной печати

Традиционные методы строительства зданий из бетона и кирпича требуют работы большого числа людей. Кроме того, они заметно ограничивают фантазию архитекторов. Как обойти эти трудности, придумал итальянский инженер, который теперь может распечатывать здания любой формы на принтере.

Здания из песка и связующего

Подчас архитекторам очень тяжело реализовать задуманное на практике. Иногда здание необычной формы стандартными методами возвести невозможно. Энрико Дини (Enrico Dini), вдохновленный творениями Антонио Гауди, не захотел мириться с таким положением дел и в 2004-м запатентовал метод трехмерной печати в натуральную величину. Этот метод позволяет создавать здания из песка и связующего.

Отметим, что Энрико Дини в свое время выучился на инженера-строителя. Он сменил массу областей деятельности, создавая роботизированные системы самого разного назначения, а чуть позже начал развивать и свое собственное дело. В результате появилась компания Monolite UK, которая к 2007-му переросла в компанию D-shape, по названию применяемой технологии.

Энрико Дини и его коллеги придумали, как создавать строения и скульптуры необычного вида, послойно печатая их на гигантском аналоге почти обычного принтера. Сначала сопла махины по заданному компьютерной программой шаблону распыляют тонкий слой песка, затем поверх него накладывается связующий материал, который заставляет песок превратиться в массу, напоминающую камень. Роботизированная аппаратура наносит слой за слоем, постепенно выстраивая объект необходимой формы.

Сопла перестали забиваться

Поначалу в роли связующего выступали эпоксидные смолы. И хотя при их помощи удалось добиться приличного разрешения печати, у них были и свои недостатки. Так, приходилось использовать дорогостоящие сопла, смешивающие двухкомпонентное органическое связующее внутри печатающей головки. К тому же конечная конструкция получалась легковоспламеняющейся и не экологической, ибо эпоксидные смолы испускают токсичные пары и неудобны в утилизации. Другой недостаток этих смол в том, что созданные с их помощью объекты были чересчур деформативными. Существовала и еще одна проблема: низкая скорость печати.

Поэтому Энрико Дини начал искать экологически чистый и дешевый материал с низкой вязкостью. И в 2007-м компания D-shape получила патент на систему, в которой связующее – неорганические вещества. Так отпала необходимость использовать сложные сопла: смешивание компонентов происходило вне них, они перестали забиваться. Кроме того, стало возможным применять песок практически с любым размером песчинок. Весь процесс упростился и стал обходиться дешевле.

Сейчас технология D-shape позволяет создавать объекты любой кривизны в четыре раза быстрее обычных способов. При этом стоимость получаемых конструкций в два раза ниже обычной. Кроме того, новый метод печатного строительства почти безотходный.

Можно печатать не только стены

Со стороны принтер D-Shape похож на гигантскую алюминиевую конструкцию. Длина и ширина его площадки – по шесть метров. Но при всей своей кажущейся громоздкости эта машина довольно легкая – около 1300 килограммов. Собрать и разобрать ее способны двое рабочих в течение нескольких часов.

Принтер D-Shape представляет собой квадратную площадку, по бокам которой расположены своеобразные рельсы, а по углам – вертикальные колонны. По ним передвигается рама с печатающей головкой. Нанося новый слой, она каждый раз поднимается на высоту 5-10 миллиметров. Теоретическое разрешение печати – 25 точек на дюйм, но в ходе тестов были достигнуты значения в 4-6 dpi.

На полное затвердевание конструкции уходит около суток, после чего материал благодаря образующейся структуре становится похожим на мрамор. Он прочнее бетона и не требует дополнительного армирования. При этом можно печатать не только стены, но и перегородки, короба для проводки и воздуховодов, а также полые колонны и лестницы. Предусмотрено воспроизводить конструкции целиком или по частям, как на месте строительства, так и вдали от него.

Поручено Европейским космическим агентством

Первой пробой пера стал павильон «Радиолярия» (Radiolaria) высотой два метра и площадью около девяти квадратных метров. Команда Энрико Дини разрабатывала его совместно с лондонским архитектором Андреа Морганте (Andrea Morgante). Необычную беседку установят на территории итальянского города Понтедера. Печать «[pic]Радиолярия» заняла около двух недель, шлифовка – неделю. Стоимость материалов – всего лишь 93 доллара. Конструкция имитирует минеральный скелет радиолярий, простейших морских одноклеточных организмов.

Но самым интересным заказом компании D-Shape сулит стать строительство базы для космонавтов на Луне. О том, как воплотить эту идею в жизнь, Энрико Дини с коллегами решает совместно с Высшей нормальной школой (La Scuola Normale Superiore) в Пизе, архитектурной компанией Нормана Фостера (Foster + Partners) и компанией Alta Space. Именно этой группе было поручено придумать модификацию принтера D-Shape для строительства лунной базы в рамках программы Aurora Европейского космического агентства. Уже известно о планах Энрико Дини опробовать технологию в вакуумных камерах Alta Space, моделирующих «атмосферу» Луны.

На очереди больший принтер

В ближайших планах компании D-Shape создать более крупную версию принтера. Пока он способен возвести конструкцию, размеры которой не выходят за рамки квадрата со стороной в шесть метров. А так как есть острое желание получить еще больший простор для воплощения фантазий, необходимо расширяться. В связи с этим Энрико Дини активно привлекает на свое предприятие молодых и не менее продвинутых, чем он сам, специалистов. Глядишь, через некоторое время ничто не помешает ему скопировать собор Святого Петра.

По материалам интернет-журнала MEMBRANA (www.membrana.ru) подготовил Дмитрий ЖУКОВ