3D-печать в архитектуре. Обзор трендов и технологий

2016 год стал прорывом: в Дубае открыли первое здание, сделанное на 3D-принтере, а в России за сутки напечатали дом. Дизайн уже вышел на массовый рынок 3D-печати. А на какой стадии находится архитектура, рассказал в МАРШе Владислав Бек-Булатов. Публикуем конспект лекции архитектора. 

3D-печать в архитектуре. Обзор трендов и технологий

Владислав Бек-Булатов закончил МАРХИ и студию Design Research Lab в Архитектурной Ассоциации, работал в том числе в бюро Захи Хадид. Преподает в МАРШе. На лекции Владислав разобрал уже доступные технологии и те, что только развиваются на строительном рынке, а главное — поднял тему, как изменит 3D-печать саму форму зданий в будущем.

3D-печатью называют аддитивные технологии, когда приращением материала автоматика создает объект на основе 3D-модели. По другую сторону находятся субтрактивные технологии. Их пример — фрезеровка, когда из цельного материала раз за разом удаляется масса и получается итоговый объем.

Важно, что 3D-печать не просто создает сложные формы, а помогает оптимизировать геометрию конструкции. В бюро ARUP для крепления пучка вант напечатали металлический узел, который использует минимум материала, не теряя в прочности.

3D-печать


Массовые технологии


Эти технологии уже доступны широкому кругу и за умеренные деньги. Существует порядка десяти технологий, три из них распространены больше всего.

SLS — выборочное лазерное спекание. Лазер послойно создает форму, спекая порошковый материал: пластик, металл, керамику, стекло.


SLA — лазерная стереолитография.
Форму получают из жидких фотополимерных смол, которые твердеют под воздействием лазера. Технология достигла высокой точности — слой может быть тоньше человеческого волоса. 

 

Самая популярная

FDM/FFF — послойная печать термопластиками разного вида. К пластикам есть добавки, которые придают поверхности эффект, например, дерева или меди.

Все эти технологии уже широко доступны, поэтому чтобы распечатывать собственные модели не нужно покупать станции. Вместо них помогут компании, которые распечатают вашу модель и вышлют по нужному адресу. Проект shapeways.com делает формы даже из стали и фарфора.


Новые методы печати для архитектуры


Кроме массового рынка тестируются системы, которые используют в строительстве и оптимизируют форму в большем масштабе. Есть три направления, использующие для печати разные типы инструмента.


1. Мобильные роботы


Размеры зданий в такой технологии могут сильно превышать размеры самих роботов. Группа минироботов как строители перемещается по площадке и постепенно печатает объект.

Подобный проект разработали в Каталонской школе IAAC Петр Новиков и Саша Йокич. Система Minibuilders состоит из трех групп роботов: для фундамента, оболочки и внешнего укрепляющего слоя.


2. Печать индустриальными манипуляторами


Манипуляторы или роборуки позволяют печатать не слоями, а сразу составлять подобие каркаса. Компания Branch Technology печатает пластиком конструкцию из треугольных ячеек, после чего оболочка заполняется раствором и штукатурится.

Конструкция работает и без заполнения. По этой технологии летом 2016 года возвели самый большой на тот момент в мире павильон, напечатанный на принтере. Архитекторы SHoP перекрыли несколькими оболочками площадь 1500 кв. метров.


3. Портальные принтеры


Эта технология в некой степени повторяет конструкцию стационарных 3D-принтеров, только в большем масштабе. Печатающая головка двигается по массивным рельсам, поэтому сам объект должен быть всегда меньше принтера. Либо придется делить на части, которые после доставлять и собирать на строительной площадке.

Неповоротливость таких принтеров меняет российская компания Apis Сor, которая напечатала дом за сутки прямо на стройплощадке. Их мобильный принтер устанавливается за 30 минут и охватывает площадь 132 кв. м вокруг оси.


3D-печать поменяет формы архитектуры


Если технология становится массовой, то неизбежно вслед за ней меняется и облик конструкций, подобно примеру вантового узла от ARUP. Пока такого перехода не произошло. Здание в Дубае хоть и назвали «офисом будущего», но по форме оно скорее напоминает модернистские дома 1950-х годов. То есть саму технологию уже отработали, но пока не научились извлекать выгоды.

3D-печать
3D-печать пока копирует формы ХХ века

Подобная ситуация в ХХ веке была и с железобетоном. Первые постройки из него повторяли формы классической эпохи. И только позже модернисты переосмыслили систему ценностей и смогли через консоли и агрессивные объемы выразить свойства железобетона.

3D-печать
По схожему сценарию развивался железобетон: сначала копии архитектуры прошлого, затем новый язык.

Будущее архитектуры под влиянием 3D-печати можно уже сейчас представить по конкурсу от упомянутой компании Branch Technology. На основе их технологии участники проектировали дом без опор. Напечатанная конструкция должна была стать и несущей оболочкой и создавать новый образ жилья, который снаружи реагирует на положение солнца, а изнутри обеспечивает достаточно воздуха.

3D-печатьПроект Владислава Бек-Булатова для конкурса дома будущего от Branch Technology

 

РАССЫЛКА arch:speech