Вы бы жили в доме, который вышел из принтера? Вы бы предпочли бетон или пластик? Биоразлагаемый или устойчивый к погодным условиям? Дом у канала или футуристическое паучье гнездо?
Вы бы жили в доме, который вышел из принтера? Вы бы предпочли бетон или пластик? Биоразлагаемый или устойчивый к погодным условиям? Дом у канала или футуристическое паучье гнездо?
Это вопросы, с которыми мы сталкиваемся, поскольку 3D-печать захватывает еще одну область — архитектуру. И хотя заманчиво видеть архитекторов, которые работают над печатью первого здания таким образом, как «гонку», ключевым моментом является путешествие, а не пункт назначения. На пути к нормализации архитектуры, напечатанной на 3D-принтере, предстоит провести несколько увлекательных экспериментов, некоторые из которых происходят прямо сейчас.
У архитектуры есть привычка сознательно или бессознательно адаптировать свою эстетику к новым технологиям. Некоторые из самых красивых зданий промышленной революции — например, консольный Форт-Бридж — были спроектированы инженерами, а не архитекторами, например. Архитектура быстро впитала в себя идеи зданий, отражающих их назначение.
Фраза «форма следует за функцией» была придумана в 1896 году, когда стало ясно, что бетон, стекло и сталь позволят архитекторам проектировать здания совершенно новыми способами, не имеющими ничего общего с тем, что было раньше. Взгляните на небоскребы — художники тоже создавали супервысокие здания на протяжении веков, но в отличие от приземистых Вавилонских башен возможности стекла, стали и бетона были гораздо более гладкими и более изысканными. Что будет со зданиями, которые мы возводим с помощью 3D-принтеров?
Стартап по 3D-печати Apis Cor из Сан-Франциско недавно продемонстрировал, что он может печатать 3D-бетонные стены для небольшого дома менее чем за 24 часа. Используя 3D-принтер для возведения бетонных стен на испытательном полигоне в России, фирма смогла «напечатать» дом площадью 400 квадратных футов. Принтер, напоминающий небольшой кран, укладывает слои бетонной смеси, которая, по утверждению компании, может прослужить 175 лет, а после того, как стены были уложены, принтер снимается и добавляется изоляция, окна, приборы и крыша.
Компания утверждает, что эти дома можно было бы использовать для быстрого переселения людей, пострадавших от стихийных бедствий или в районах с экстремальным жилищным кризисом.
В январе 2013 года WIRED сообщил о Пейзажном доме — здании в форме ленты Мёбиуса от Universal Architecture в Амстердаме — мы думали, что это будет первое коммерческое здание в мире, напечатанное на 3D-принтере. Созданный архитектором Джанджаапом Руйссенаарсом, он будет напечатан за один раз на огромном 3D-принтере, созданном итальянским робототехником Энрико Дини.
Этот принтер — D-образный — создает вещество, похожее на песчаник, путем смешивания песка (или любого другого подобного заполнителя) со связующим и наслоения его. Слои могут быть толщиной до 5 мм, а его огромная рамка может обрабатывать объекты размером до шести метров в каждом измерении. Каждый из них может обрабатывать до 2500 м 2 материала в год, что эквивалентно 12 небольшим домам. При необходимости они также могут работать в тандеме — представьте себе будущее, в котором не только дома, но и целые улицы печатаются за один раз. В этом потенциал этой технологии … если она работает.
Это та же технология, которую Esa вместе с Foster + Partners рассматривает как способ строительства будущих лунных баз, и неудивительно, что Заха Хадид, как сообщается, заинтересовалась ее потенциалом. Есть даже документальный фильм, исследующий одержимость Дини воплощением его мечты о печатном доме в реальность, под названием «Человек, который печатает дома» .
По словам Рюйссенаарса, ландшафтный дом нельзя было построить с использованием традиционных технологий — напечатанный каркас должен быть одним огромным куском камня, полностью бесшовным, со стальными и стеклянными элементами, установленными по бокам. Его форма предназначалась для «празднования пейзажа», но также была демонстрацией того, что можно было бы считать эффективностью 3D-печати, а не какой-либо революцией.
Похожий проект, выполненный командой 3D-печати другой голландской практики, представлял собой классический дом у канала в Амстердаме от DUS Architects , напечатанный в его павильоне, который печатает другие павильоны. Вызывается Kamermaker, это было по существу гигантская версией Ultimaker настольного принтера, Дус»Хедвиг Heinsman сказал Wired. «Мы очарованы взаимодействием между физическим общественным достоянием и новым виртуальным общественным достоянием, и мы заметили, что люди очень заинтересованы в 3D-печати. Это так ценно, просто делать что-то на улице».
Kamermaker стоит внутри серебряного контейнера высотой 3,5 м на канале, и архитекторы приглашают публику наблюдать, как они тестируют, совершенствуют и снова тестируют каждую новую итеративную разработку принтера. План состоял в том, чтобы построить традиционный голландский дом у канала, в три или четыре этажа, точно в том месте, которое вы ожидаете от дома у канала.
«Мы не исторические архитекторы, которые любят копировать и вставлять объекты», — объяснил Хайнсман в 2013 году. «Мы сознательно выбрали это, потому что издалека он выглядит как обычный дом у канала, но вблизи он такой уникальный и новый, и это почти психоделический. Мы выбрали эту типологию, потому что архитекторы очень увлечены простыми техническими возможностями, которые предлагает машина, но нас больше привлекает демократическая идея этих принтеров с открытым исходным кодом. Она демократизирует архитектуру ».
Отдельные части загружаются на Thingiverseчтобы другие могли скачать, чтобы попробовать сами или взломать что-то новое. Каждая комната в здании будет возможностью исследовать какой-то новый метод печати, используя новый материал и давая им возможность изучить каждый угол. «Через три года у нас должен быть дом, но мы также заинтересованы в разработке методов и продвижении их дальше с этой идеей, чтобы разные научные эксперты разрабатывали с нами разные типы комнат», — сказала она. «Например, складское помещение, которое может быть комнатой для переработки отходов, над которой мы работаем с компанией по переработке отходов. Другая комната будет кухней. Можно ли распечатать кухню из картофельного крахмала? «В свое время [дом у канала] служил местом проведения различных мероприятий — это было место, где люди могли торговать, хранить вещи, это был магазин,Это то, что нас восхищает в этом, больше, чем возможность иметь идеальный дом с самой быстрой печатью. В идеале он растет вечно ».
И ландшафтный дом, и дом у канала используют преимущества того, что реально можно сделать только с помощью 3D-принтеров, но они оба не так радикальны с точки зрения типологии. Вместо этого обратитесь к Protohouse от Softkill Design, чтобы увидеть пример конструкции, которая действительно была бы невозможна из кирпича и раствора. Четыре члена Softkill — Николетт Чан, Жиль Рецен, Аарон Сильвер и София Танг — познакомились во время учебы в Архитектурной ассоциации, чтобы получить степень магистра в области архитектуры и урбанизма. «Мы случайно наткнулись на эту технологию».
Тан сказал WIRED. «Наше основное внимание было уделено структурной оптимизации и тому, как она может быть полезна в архитектуре, [когда] вы строите только то, что вам нужно, чтобы она работала структурно. В ходе исследования мы обнаружили, что чем выше оптимизация, тем более волокнистая структура становится. И идеальным средством производства является 3D-печать, потому что вам не нужно делать какие-либо сложные формы или что-то еще, чтобы ее построить ».
Несмотря на свой внешний вид, Protohouse 1.0 на самом деле чрезвычайно полезен для иллюстрации некоторых проблем, с которыми архитекторы могут столкнуться при печати домов. Вся вещь напечатана сразу — внутренняя, внешняя, отверстия для сантехники и электропроводки, ковры, стулья, даже петли и замки для окон и дверей — из пластиковой смолы, и эта смола должна выполнять множество функций. .
Танг признает, что большой проблемой для домов с 3D-печатью является вопрос о том, как «обычный человек» относится к жизни в такой странной среде с точки зрения текстуры и эстетики. «Во многом это ограничено технологией. Мы хотели бы напечатать что-нибудь из стали или ткани, но это ограничено».
Для сравнения, Protohouse 2.0 Соктскилла был разработан как дом, который люди хотят, чтобы люди загружали и распечатывали сами. Даже если кому-то не нужен весь дом, он сможет (как в случае с домом у канала) загрузить отдельные предметы и использовать их для улучшения своего собственного дома.
Не нравится твоя ванная? Напечатайте еще один. Сломали дверь? Напечатайте еще один. Нужна консерватория? Отсканируйте стену, к которой он будет прикреплен, загрузите план, скорректируйте его в соответствии со своими потребностями и распечатайте. Это то будущее, которое 3D-печать может принести в дом.
Архитектура — это не тупая профессия, требующая многих лет изучения и практики — она становится чем-то, что вы делаете одним щелчком мыши, автоматически визуализируясь с помощью алгоритмов, которые предоставляют список стилей периода в соответствии с окрестностями.
Однако для чего-то, что действительно будет выделяться, подумайте об использовании шелкопряда для печати вашей следующей беседки. Это путь, который исследует команда Mediated Matter из Media Lab Массачусетского технологического института, изучающая инструменты для производства, основанные на биологии.
Его павильон был построен с помощью свободно движущейся роботизированной руки, которая наматывала на раму километровую нить. Он использует алгоритм, который максимизирует его прочность на разрыв и структурную прочность, как у тутового шелкопряда, и большим преимуществом этого способа является то, что роботизированная рука освобождает новые формы, которые невозможно получить с помощью аддитивной печати. Структура из 26 панелей, получившая название «Шелковый павильон», была его крупнейшим сооружением.
Но лучше всего, когда они выпускают на него 6500 шелкопрядов. Их поместили на раму и оставили заниматься своим веселым делом по созданию нитей для заполнения каждой панели. Подобно решению Softkill учиться на структуре костей, изучение решений, которые делает шелкопряд, может предложить совершенно новые взгляды на прочность конструкции.
Mediated Matter обнаружила, что шелкопряды естественным образом мигрируют в более темные области, создавая более прочные панели дальше от Солнца. «Желаемые световые эффекты повлияли на различия в организации материалов по всей поверхности конструкции», — писали они. «Сезонная диаграмма солнечного пути, отображающая солнечные траектории в космосе, диктовала расположение, размер и плотность отверстий внутри конструкции, чтобы удерживать лучи естественного света, попадающие в павильон с южной и восточной сторон».
Тутовые шелкопряды оставили в кадре отверстие на одной линии с Солнцем, которое действует как солнечные часы. По ходу работы команда Mediated Matter сканировала и анализировала каждое решение, принятое шелкопрями, с использованием технологии трехмерного захвата движения — эта информация питает алгоритм, который можно использовать для создания будущих нитевидных структур, столь же тщательных и прочных, как у шелкопряда, с такой же гибкостью в бесплатных условиях. пространство.
Однако Шелковый павильон не имеет практического применения, поэтому на данный момент это скорее эксперимент (художественный). Опять же, с 3D-печатью все зависит от того, имеет ли смысл заменять существующую форму конструкции на совершенно новую или лучше смешивать и сочетать.
Думайте о гонке за строительство первого дома, напечатанного на 3D-принтере, не как о компаниях, соревнующихся из-за трамваев, и думайте о ней больше как о Формуле-1 — ее кусочки в конечном итоге окажутся в вашем семейном седане через несколько лет. вы не могли ожидать.
Эта статья впервые была опубликована на WIRED в июне 2013 года и была обновлена с учетом последних достижений Apis Cor.
