Пилотный проект Германии - напечатанный на 3D-принтере жилой дом из бетона

Строительный принтер выдавливает специальную бетонную смесь слой за слоем по заранее загруженной 3D-модели. Головка экструдера перемещается по направляющим балкам портальной системы или с помощью роботизированной руки. Процесс автоматизирован, а операторы контролируют подачу смеси и укладывают армирующие элементы. В результате формируются полые стены, которые затем заполняются утеплителем и инженерными коммуникациями.

Основным материалом являются мелкозернистые бетонные смеси с добавлением пластификаторов, ускорителей твердения и фиброволокна. В состав часто вводят геополимерные добавки, глину или гипс для улучшения экологических показателей и пластичности. Для сохранения формы свежего слоя в смесь добавляют специальные модификаторы схватывания. После затвердевания такой состав не уступает по прочности классическому монолитному бетону.

Печать коробки одноэтажного дома площадью около 100 кв. м занимает от 24 до 48 часов чистого машинного времени. С учетом логистики, монтажа оборудования на площадке и отверждения слоев бетонные работы занимают около 5-7 дней. Полный цикл строительства под ключ с отделкой длится от 2 до 3 месяцев, что вдвое быстрее традиционных методов.

Да,Нужно ли заливать фундамент под 3D-дом? такие дома обладают высокими теплоизоляционными свойствами за счет пустотелой структуры стен. В процессе печати создаются внутренние технологические пазухи, которые заполняются пенополиуретаном, эковатой или легким пенобетоном. Итоговые теплотехнические показатели полностью соответствуют современным строительным нормам и стандартам энергоэффективности.

Да, наличие прочного железобетонного фундамента является обязательным условием. Чаще всего используется классический плитный фундамент или утепленная шведская плита (УШП). На ровное бетонное основание монтируют рельсовые направляющие для принтера, после чего начинается возведение стен. Высокие требования к ровности фундамента обусловлены точностью работы калибровочных систем принтера.

Толщина несущих стен варьируется от 20 до 40 см в зависимости от климатической зоны проекта. Стена представляет собой многослойную конструкцию из двух бетонных перегородок толщиной по 5-8 см и теплоизоляционного ядра между ними. Для механической прочности печатные слои связываются поперечными перемычками или базальтовыми связями.

Стоимость строительных принтеров портального типа начинается от 30 000 долларов за компактные модели начального уровня. Крупные индустриальные установки для печати многоэтажных зданий стоят от 100 000 до 350 000 долларов. Дополнительно в бюджет закладывается стоимость растворосмесительного оборудования, силосов и программного обеспечения.

Самостоятельно реализовать такой проект практически невозможно из-за высокой сложности технологии. Для работы требуются инженерные навыки в программировании ЧПУ-систем и знание реологии цементных смесей. Также для транспортировки и монтажа тяжелой рамы принтера необходима специальная крановая техника и сертифицированные операторы.

Первый в Германии жилой 3D-печатный дом находится в городе Беккум (земля Северный Рейн-Вестфалия). Это двухэтажное здание площадью 160 кв. м, которое сдали в эксплуатацию в 2021 году. Проект получил государственное финансирование и прошел полную сертификацию для постоянного проживания людей.

Дом в Беккуме был возведен с помощью портального строительного принтера COBOD BOD2. Эта немецко-датская установка способна печатать со скоростью до 1 метра в секунду по трем осям. Принтер является модульным, что позволило настроить его размеры под габариты конкретного двухэтажного проекта прямо на стройплощадке.