Инновационные решения для 3D-печати зданий разрабатывают ученые лаборатории аддитивных технологий в строительстве в Тюменском индустриальном университете. Работа ведется под руководством доцента базовой кафедры АО «Мостострой-11», кандидата технических наук ТИУ Игоря Разова. Проектом специалисты занимаются с 2023 года.
«Одной из первых в 2013 году была китайская компания WinSun, которая показала миру 3D-принтер для печати домов. Но это был лишь прототип – медленный, дорогой, с ограниченной номенклатурой материалов», – сообщил Игорь Разов.
Команда ТИУ ставит амбициозную цель: создать систему, где роботизированный принтер будет синтезировать конструкции прямо на строительной площадке.
«Представьте: приезжаем на участок, размечаем границы здания, позиционируем и запускаем принтер – и через дни, а не месяцы, получаем готовый дом, баню или, например, автобусную остановку, и все это с требуемыми нормативными характеристиками. Или другой пример: заказчик, уезжая в отпуск на несколько недель по возвращению может уже готовиться к заселению, потому что его дом будет полностью напечатан и готов к эксплуатации, вот к чему мы стремимся», – поясняет ученый.
Как отмечает руководитель проекта, разрабатываемые новые материалы и технология строительства может существенно сократить сроки, а также стоимость строительства на 30%, повысив доступность жилья и его привлекательность, за счет возможности реализации почти любых архитектурных решений. Печать малых архитектурных форм позволит обеспечить благоустройство территорий и создать свой неповторимых стиль, согласно замыслу архитектора.
«В настоящее время при 3D печати зданий используют подачу по рукаву при помощи бетононасоса. Такая технология приводит к образованию строительных остатков, что впоследствии требует дополнительной переработки или утилизации затвердевшего бетона. Наша же технология в дальнейшем позволит дозировано подавать требуемое количество материала при помощи специальных дозаторов и программного обеспечения, позволяющих подавать жидкие и твердые компоненты в бункер для дальнейшего смешения и послойного нанесения приготовленной смеси, с контролируемыми реотехнологическими характеристиками», – обратил внимание Игорь Разов.
За два года ученые создали новые архитектурно-конструктивные решения жилых домов, фельдшерско-акушерского пункта, автобусной остановки, малых архитектурных форм. Разработана конструкция экструдера и 3D-строительного принтера, способного печатать имеющимися на рынке составами строительных смесей, изобретенными тюменскими учеными из местной сырьевой базы. Кроме этого, в рамках проекта опубликовано 12 статей в высокорейтинговых российских и зарубежных журналах. Подано шесть заявок на патенты, из которых три по новым составам строительных смесей, еще три посвящены экструдеру и быстросборному строительному принтеру.
До конца 2025-го ученые доработают конструкцию экструдера, который можно будет установить на промышленный робот-манипулятор. С его помощью планируется начать печатать малые архитектурные формы, например, вазы или клумбы.
Сейчас лаборатория работает на базе ТИУ. В 2028 году ученые продолжат исследования уже в межвузовском кампусе.
«В нем разместим разработанный нами 3D-принтер и начнем испытывать составы смесей и напечатанные элементы конструкций. На данный момент отсутствуют решения, позволяющие печатать горизонтальные элементы – балки перекрытий. Применяются только заводские, фабричные изделия. По данному вопросу мы уже получили положительные результаты и в дальнейшем будем их совершенствовать для безопасной печати на строительной площадке. Наша задача – сделать оптимальную технологию, позволяющую печатать не только стены, но и балки перекрытий непосредственно на строительной площадке», – добавил он.
Межуниверситетский кампус строится в Тюмени в рамках федерального проекта «Создание сети современных кампусов» нацпроекта «Молодежь и дети».
Источник: ИА «Тюменская линия», Виктория Макарова
