В техасском районе Wolf Ranch завершили строительство 100 жилых домов, возведенных с помощью робота Vulcan, фирменной цементной смеси Lavacrete и оснащенных крышами с солнечными панелями.

Строительство целого жилого района из домов, напечатанных на 3D-принтере, в Техасе перестало быть лишь демонстрацией перспективной технологии. Проект Wolf Ranch включил в себя 100 жилых домов, возведенных при участии крупногабаритных строительных роботов, став одним из самых масштабных и передовых примеров автоматизации жилищного строительства в мире.

Проект реализован стартапом ICON, специализирующимся на строительной робототехнике, совместно с девелоперской компанией Lennar. Благодаря этому сотрудничеству технология трехмерной печати вышла на уровень массового жилищного строительства: стены домов формировались послойным нанесением специальной цементной смеси, а завершающие этапы работ выполняли строительные бригады.

При этом проект наглядно показал, что современные технологии не вытесняют традиционное строительство полностью. В Wolf Ranch автоматизированной была лишь наиболее трудоемкая часть процесса — возведение стен. Монтаж крыш, установка окон, прокладка электросетей, сантехнических коммуникаций и других инженерных систем по-прежнему выполнялись специалистами.

Главное достижение Wolf Ranch заключается именно в масштабе проекта. Вместо строительства одного экспериментального дома была создана полноценная жилая застройка из ста домов, возведенных с помощью роботизированной системы, управляемой программным обеспечением.

После завершения строительства этот район стал важным аргументом в дискуссии о нехватке доступного жилья и необходимости ускорения строительных процессов. Технология 3D-печати начала рассматриваться как реальный способ значительно сократить сроки возведения несущих конструкций без привлечения столь большого количества ручного труда, как при традиционной кирпичной кладке.

Проект также помог вывести технологию из категории экспериментальных разработок. Применив ее сразу для строительства целого квартала, компании ICON и Lennar продемонстрировали, что строительные роботы способны эффективно работать на объектах крупного масштаба, в то время как специалисты сосредотачиваются на монтаже инженерных систем, отделке и других этапах, требующих человеческого участия.

Одной из причин внедрения технологии 3D-печати стала нехватка квалифицированных рабочих кадров в строительной отрасли США. Однако в Wolf Ranch робот не заменил людей полностью — он лишь изменил характер их работы.

Каменщики и операторы получили новые обязанности: настройку программного обеспечения, контроль подачи строительной смеси, наблюдение за процессом печати конструкций. Логика строительной площадки изменилась: вместо постоянного ручного возведения стен все большую роль играют управление машинами, датчиками и цифровыми системами.

Используемая технология наносит строительный материал только в тех местах, которые предусмотрены архитектурным проектом. Конструкция создается слой за слоем, без необходимости использовать кирпичи, опалубку и многие традиционные операции кладки. Такой подход значительно уменьшает количество отходов непосредственно на строительной площадке и снижает объем строительного мусора при возведении стен. Высокая точность системы также сокращает объемы перевозок строительных материалов, что уменьшает выбросы, связанные с логистикой.

Для возведения стен использовался робот Vulcan — промышленная установка для 3D-печати шириной более 14 метров. Робот перемещается по направляющим и строго следует цифровой модели здания, послойно нанося строительную смесь.

Система позволяет создавать криволинейные стены и сложные архитектурные формы без тех затрат ручного труда, которые неизбежны при традиционном строительстве. Программное обеспечение точно рассчитывает необходимое количество смеси Lavacrete для каждого участка конструкции, что повышает точность выполнения работ.

Непрерывный процесс печати сокращает количество строительных операций и ускоряет формирование несущего каркаса здания. Робот выполняет наиболее тяжелую и однообразную часть работы, тогда как специалисты занимаются монтажом оборудования, подключением инженерных систем и отделкой.

Главное отличие домов, напечатанных на 3D-принтере, от традиционного строительства проявляется на этапе возведения несущих конструкций. В технологии ICON стены могут быть построены всего за несколько дней благодаря непрерывному нанесению материала и минимизации ручных операций. При классическом строительстве этот процесс обычно занимает значительно больше времени, поскольку включает укладку блоков, технологические перерывы на набор прочности, выравнивание и последующую отделку.

Архитекторы и специалисты по градостроительству также обращают внимание на эксплуатационные характеристики подобных сооружений. Дома, построенные методом 3D-печати, проектируются с расчетом на более высокую устойчивость к сильным ветрам и ураганам. Традиционные здания при экстремальных погодных условиях могут оказаться более уязвимыми — многое зависит от проекта, материалов и качества исполнения.

Завершение проекта Wolf Ranch стало важной вехой для строительной отрасли. Он доказал, что роботы способны участвовать не только в создании отдельных экспериментальных объектов, но и в строительстве целых жилых районов.

Источник: naked-science