Къща, направена от 3D принтер - за мнозина звучи като мечта за бъдещето или научна фантастика. Първите къщи от 3D принтера са сглобени в Китай преди шест години.
3D печатът, някога сладък трик, който може да се използва за направата на малки ключодържатели, си проправи път. Междувременно дори се строи цяла къща в 3D принтера: Огромни роботи за 3D печат произвеждат бетонни колбаси по целия свят и с помощта на човешки строителни работници позволяват да израснат сурови фундаментни стени. Първите къщи от 3D бетонни елементи за печат са сглобени в Китай още през 2014 година. През същата година тогавашният президент на САЩ Барак Обама посети „3D Print Canal House“ в Амстердам, прототип на новата технология. А в Копенхаген през 2017 г. руска и датска компания заедно построиха първата обитавана къща от 3D принтера в Европа. Младата индустрия е международна: в САЩ през 2018 г. е направена къща от 32 квадратни метра от 3D принтера на американската компания Icon в Остин, Тексас,Заглавия. Скоро Икона, заедно с организация за помощ в Централна Америка, иска да създаде село с 50 къщи, направени от 3D принтера - всяка с площ от 58 квадратни метра - за нуждаещите се. Icon изчислява цената на черупката от 4000 щатски долара. Времето за изработка е съответно кратко: 3D отпечатването на черупка от дюзата за пръскане отнема максимум 24 часа.
Но новата технология се справя и с по-големи формати със светкавична скорост: В Китай огромна къща е построена от 3D принтера само за 45 дни - вилата е с площ от 400 квадратни метра! 3D бетонният принтер също свърши по-голямата част от работата там. Роботизираните машини, с които може да се нанася и оформя специалният бетон (технически термин: екструдиране) варират в зависимост от строителния проект и доставчика.
Нови възможности благодарение на 3D печат
Това отваря много възможности: от автоматизирано масово производство на прости компоненти, които се комбинират само за оформяне на сграда на строителната площадка, до мобилни роботи, които работят автономно на строителната площадка и дори могат да произвеждат сгради с извити стени или заоблени ъгли. Машините са не само бързи: те дават възможност за артистични елементи със свободна форма, които биха стрували много скъпо, ако се правят ръчно. Отворите и кухините за кабели могат лесно да бъдат интегрирани в отпечатаните стени.
Повече устойчивост чрез 3D печат
Едно от най-големите предимства на цифровото строителство: често използва по-малко материали от традиционните строителни методи и могат да се използват все повече и повече рециклируеми или разградими пластмаси. Тъй като в зависимост от процеса на 3D печат и материала, често не е необходим кофраж, се образуват по-малко отпадъци.
И: Без кофраж и скеле, според проучване на TU Dresden, се елиминират около 35% от разходите за изграждане на черупки - в допълнение към скоростта, устойчивостта и персонализирането на достъпна цена, друг аргумент за къща, направена от 3D принтер. Никита Чен-Юн-Тай, основател и главен изпълнителен директор на американско-руската компания за 3D печатни роботи Apis Cor, вече говори за факта, че е възможно в бъдеще да се създадат всички къщи, от малки къщи до имоти, с помощта на 3D принтер .
Стартиране на фотогалерия 
5 Покажи всички 
Прототип: В бъдеще хората в нужда от Остин, Тексас, ще живеят в такива къщи, направени от 3D принтери. Икона планира, заедно с неправителствени организации, да създаде евтини къщи и цели селища по целия свят с помощта на 3D принтери.
На релси: "Vulcan II" може да печата на площ до 185 квадратни метра. 3D принтерът се движи напред-назад по релси над фундамент и доставя бетонните колбаси. Слой след слой.
Лека конструкция: Къщата DFAB със своята полупрозрачна олекотена фасада е разположена в изследователската сграда на NEST близо до Цюрих: гъвкава фасадна система с мембрани и аерогелна изолация, известна от Мюнхенската Алианц Арена.
Дървени строителни роботи: Архитектурата, роботиката и майсторите работят заедно: дървените рамки са сглобени от два сътрудничещи робота в ETH Zurich. Те изрязаха греди и ги позиционираха точно в пространството. Майсторите прецакаха частите.
Таван със свободна форма: Таванът на DFAB House се състои от единадесет вдлъбнати части със свободна форма, които, оптимизирани със специално разработен софтуер, спестяват около 60% бетон в сравнение с конвенционалния бетонен таван.
Нови строителни технологии
Някои от пионерите на ново строителство вече са напуснали нашата планета психически. С техники за производство на добавки НАСА иска да създаде местообитания за астронавти в бъдеще - от местни суровини на Луната или Марс. Първите опити вече са в ход.
От друга страна, "DFAB House" (цифрова фабрикация) близо до Цюрих, който беше открит през 2019 г. през 2019 г., все още е на земята, но почти трансграничен бяха прехвърлени в реални приложения.
„За разлика от строителните проекти, в които се използва само една цифрова технология, като къща, направена от 3D принтер, DFAB House обединява различни нови технологии“, обяснява Матиас Колер, професор по архитектура и цифрово производство в Швейцарския федерален технологичен институт Университет в Цюрих и инициатор на DFAB House.
Тесната триетажна къща е интегрирана като единица в изследователската сграда NEST (Next Evolution in Sustainable Building Technology) в ETH Цюрих. NEST е проектиран като модулна платформа, към която могат да се скачат различни къщи, наречени тук "единици" и всички те са лаборатории за изпитване за бъдещето на живот. Общото между всички седем единици в момента е, че те изследват взаимодействието между хората, космоса и технологиите.
захранване
Основна грижа е икономичното използване на ресурсите, така че всички модулни къщи са свързани към „гръбнак“, който доставя вода, топлина, електричество и интернет, оценява данните за потреблението и регулира изхвърлянето. Тестват се нови решения за интелигентния дом и Интернет на нещата, включително в DFAB House, който е дом на академични гости: устройствата и изграждащите системи са свързани в мрежа и са способни да учат, което трябва да осигури комфорт на живот, но преди всичко възможно най-голяма енергийна ефективност. Проект за фар за изграждане и живот на утрешния ден.
Много архитекти, инженери и занаятчии са работили заедно, за да постигнат това. Само в DFAB House участват осем различни професорски професии от ETH Zurich, институти, индустриални партньори и проектанти от над 30 компании.
Съвместна дейност
„Профилът на работата на архитектите, проектантите и занаятчиите ще се промени“, сигурен е Матиас Колер. DFAB House показва как може да изглежда: Роботите и занаятчиите също работят в тясно сътрудничество тук. За елегантно извита носеща стена робот, мобилен „Fabricator“, първо издигна на място конструкция от стоманена телена мрежа, която служи като армировка и кофраж. С помощта на своите сензори, високият 2 метра робот се движи автономно по гъсеници. Решетъчната конструкция беше запълнена със специален бетон от работниците, а краят на стената беше изгладен на ръка.
Одеяло от 3D принтера
Индивидуални и сложни бетонни конструкции също могат да бъдат създадени с процеса „Умна плоча“. Например лека подова плоча, за която гигантски 3D пясъчен принтер произвежда оформящи елементи, които се изсипват с армиран бетон. Роботите дори изиграха важна роля в дървената конструкция на DFAB House: две съдействащи машини бяха предварително изработили носещата дървена конструкция на горните етажи в „Лабораторията за роботизирано производство“ в ETH Цюрих. Един робот взе един елемент за тавана на дървената греда и го задържа, докато втори го видя, че пасва. След това второто рамо на робота проби дупки за свързване на гредите. И накрая, и двата робота позиционираха структурата на лъча в точното пространствено подреждане. С такива помощници дърводелеца има много време,да гледате спокойно и да проверите качеството на работата. Докато накрая не успее да прецака всичко.
От мащабни манипулатори и мобилни строителни роботи
Мобилните строителни роботи са по-малки от мащабните манипулатори, но могат да вършат и друга работа.
За черупката на къща от 3D принтера архитектите първо трябва да я проектират на компютъра със софтуер за 3D архитектура (CAD). Тези CAD данни са основата за контролните данни, които се прехвърлят към 3D принтера.
3D бетонният принтер често е индустриален робот, който има накрайник под налягане, монтиран на рамото си като инструмент, с който притиска бетонните колбаси с ширина от 50 до 70 милиметра - топче на топчета.
Други работници в строителството на роботи, наречени портални роботи, са по-високи от планираната конструкция (подобно на контейнерния кран). Те са неподвижни или се движат по направляващи релси и могат да произведат цялата обвивка на къща от 3D принтера в едно парче. Тези мащабни манипулатори понякога са високи над 10 метра и дълги и широки няколко метра. За разлика от тях мобилните строителни роботи, монтирани на гъсеници или на камиони, изглеждат доста малки. За това някои също могат да полагат тухли автономно, като използват дълго удължаващо рамо.
Като смес от строителни материали се използват нормален бетон, бързо втвърдяващ се специален бетон или пластмаса. Намирането на най-добрия микс за 3D печат на бетон е ключово предизвикателство.