На Ставрополье студенты разработают смеси для строительного 3D-принтера
О строительстве офисных и жилых зданий при помощи 3D-принтера на Ставрополье в последнее время говорят все чаще. Дело в том, что в регионе уже несколько лет работает компания "Смарт Билд", разработавшая собственный аппарат, который строит дома способом послойной печати. "РГ" уже подробно рассказывала о постройке первого в России двухэтажного офисного здания на площадке индустриального парка в Ставрополе ("Дом, который построил робот". - "РГ" N 134 от 24.06.2022).
Промежуточные успехи привлекли внимание образования и науки - зарождающаяся отрасль испытывает нехватку специалистов, которые бы разбирались в технологии 3D-строительства и особенностях используемых материалов. В итоге сама компания предложила СКФУ темы для проектов по программе "Стартап как диплом". Работа над проектами включала специальные научно-исследовательские и опытно-конструкторские изыскания.
- Интерес вызвала тема "Аддитивные технологии в строительстве". Это конструирование комплекса автоматизированных технических средств для возведения зданий с помощью послойного наращивания несущих стен и перегородок 3D-принтером, штукатурных станций для проведения трудоемких отделочных работ, механических смесителей строительных растворов, насосов для подачи смесей. Сюда же относятся электронные контроллеры и программное обеспечение для управления этими процессами без непрерывного участия человека, - пояснил корреспонденту "РГ" директор Технопарка СКФУ профессор Владимир Кузьменко.
Творческие предпочтения студентов разделили на три группы - конструирование механической части самого принтера, разработка строительных смесей и ПО для управления аппаратом.
- Когда к процессу подключились преподаватели, то задача переместилась в плоскость комплексных научных исследований. В университете решили создать Научно-образовательный центр "Аддитивные технологии", а его материально-техническое оснащение обеспечить за счет средств как СКФУ, так и компании "Смарт Билд". Бизнес заинтересован в интеллектуальном потенциале научных работников, преподавателей и студентов, так как исследуемая область еще не разработана, подготовкой таких высококвалифицированных кадров в нашей стране еще не занимались, - подчеркнул Кузьменко.
По мнению директора Технопарка СКФУ, в открытии Центра заинтересован и сам вуз, ведь студентов можно вовлечь в перспективное и востребованное производство. Кроме того, аддитивные технологии со временем можно применить и в других сферах строительства и производства.
- Центр аддитивных технологий в СКФУ способствует импортозамещению высокотехнологичных механизмов и материалов для строительных и других работ в хозяйственном комплексе, а также формированию у студентов еще в период учебы навыков организации технологического предпринимательства, - пояснил Владимир Кузьменко.
Основатель "Смарт Билд" Дмитрий Прохоренко в разговоре с корреспондентом "РГ" отметил, что соглашение с вузом решили заключить сразу по нескольким причинам. Например, это даст доступ бизнесу к материально-технической базе СКФУ, а в ответ студенты смогут практиковаться на строительном 3D-принтере.
- Мы уже в ближайшее время предложим студентам разработать проект трехэтажного многоквартирного дома. Затем проект направим на государственную экспертизу - это обязательное требование. Тем самым мы создадим прецедент в России. Пока нормативно-правовая база в РФ в этой части не полна, но ее уже достаточно, чтобы принять проект, - рассказал Прохоренко.
Студенты помогут масштабировать использование строительных 3D-принтеров в стране. Дело в том, что главной сферой применения принтера должно стать строительство одноэтажных коттеджей по готовым проектам, но опытные архитекторы не видят смысла изучать новую технологию, чтобы разработать проект такого дома - для них это неприбыльно. А вот студенты, которые еще только ищут, где применить свои навыки, могли бы заняться этим как дипломной или курсовой работой. Когда проекты, расчеты и выкладки, подкрепленные исследованиями, будут готовы, строить станет куда проще.
- У нас есть в разработке принтер, который мог бы печатать многоэтажные здания, просто пока нам нет смысла его изготавливать, ведь нет готовых проектов зданий такой этажности. Для этой модели нет ограничений по высоте конструкции - восемь этажей, 16 этажей... Но и наш нынешний принтер может строить до девяти метров - этого хватит на три этажа, - отметил основатель компании.
Одна из основных проблем сейчас - это отсутствие подходящих для разных регионов и погодных условий бетонных смесей, используя которые принтер печатает дома. Работа сильно зависит от окружающей среды: температуры, влажности и других показателей. Смесь, которая подойдет для индивидуального жилого строительства на юге России, уже есть, но студентам предстоит решить куда более трудные задачи. Например, разработать бетон для строительства под водой или под воздействием агрессивных сред. В том числе для зданий на Крайнем Севере - для этого бетон должен быть морозостойким. .
Максим Липленко, старший научный сотрудник ЦНИИ Проектстальконструкция:
Чем выше уровень развития государства и общества, тем меньше используется ручной труд. Если посмотреть на историю строительства из железобетона, то со времен Жозефа Монье, запатентовавшего в 1867 году армированную из бетона кадку для растений, изменилось очень многое. Подача бетонной смеси при возведении здания теперь осуществляется бетононасосами, это еще не 3D-принтер с его системами позиционирования, но все же. Применяются несъемная опалубка, различные виды бетона и так далее.
Строительство же при помощи принтера может быть актуально для всех регионов. Вопрос в том, удастся ли в принципе, к примеру, применить эту технологию на Севере страны? Тут есть сомнения. На этот вопрос предстоит ответить науке - разработать смеси и технологию укладки. Прежде всего для регионов России, где лишь пару месяцев в году температура воздуха выше нуля, а это очень важный параметр для бетонных смесей на портландцементе, из которого в основном и выполняется строительство. Я думаю, в использовании этой технологии прежде всего преуспеют южные регионы страны со стабильным климатом, где нет резких перепадов температур, влажности и так далее.