май 15, 2023
Уже в ближайшее время однотипные дома-коробки и скучная архитектура могут остаться в прошлом. Теперь благодаря технологиям 3D печати строители могут воплощать в жизнь самые смелые архитектурные решения. О том, как технологии пространственной печати помогают архитекторам создавать проекты в бионическом стиле, рассказал член правления Фасадного союза, технический директор компании «ЗИАС» Дмитрий Карнаков.
Технологии пространственной печати помогают архитекторам создавать проекты в бионическом стиле.
Источник: ООО «ЗИАС».
Традиционные технологии, предполагающие механическую обработку детали, основаны на удалении лишнего материала из заготовки. При этом в некоторых отраслях производственные отходы могли составлять до 80%.
Но в начале 1980-х начали развиваться новые методы производства, которые предусматривали изготовление изделия послойным методом по трехмерной модели.
У таких технологий есть ряд преимуществ. Прежде всего — значительное сокращение количества материалов, необходимых для изготовления деталей. А это значит, что и себестоимость готового продукта будет ниже.
В тоже время повышается вариативность и индивидуализация изделий. Это удобно, когда в сжатые сроки нужно изготовить разные варианты изделия: достаточно внести небольшие изменения в исходную 3D-модель.
Эти технологии будут все шире применяться в производстве навесных фасадных систем и позволят изготавливать декоративные панели практически любых форм. Такие панели заметно обогащают внешний облик здания за счет неповторяющейся структуры бионической архитектуры.
Отвечая запросам времени российская компания «ЗИАС», разработала уникальные 3D принтеры, которые не имеют аналогов в нашей стране.
У «ЗИАСа» есть две технологические площадки для производства 3D принтеров: в Новоалтайске и Санкт-Петербурге. Производственная площадь сборочных цехов составляет более 1500 кв. м. На предприятии работает 80 человек, причем половина из них — инженерно-конструкторский состав.
Питерская площадка создана относительно недавно и именно там планируется размещение основного производства и инженерного состава. Здесь будут совершенствоваться уже существующие изделия и осваиваться новые технологии.
Уникальность наших продуктов в том, что производство локализовано в России, а вся технологическая цепочка состоит на 90% из российских комплектующих, — рассказал Дмитрий Карнаков. — Кроме того, на наших принтерах изготавливаются не сами детали, а оснастка для их производства (в основном методом литья). Поэтому характеристики получаемых изделий остаются точно такими же, как если бы они производились традиционным способом. Не требуется дополнительных сертификаций.
Развитие цивилизации привело к тому, что человечество постепенно вышло из своей экологической ниши обитания. Фактически мы создали свою искусственную среду. Этим объясняется высокая потребность человека в естественной, природной гармонии.
Архитектурная бионика воплощает лучшие «находки» природы: рельефы, контуры, принципы формообразования и взаимодействия с окружающим миром.
Все начинается с идеи архитектора, которую он воплощает в виде трехмерных моделей на компьютере. Простейшую структуру можно создать из неизменяемых ячеек в форме многогранников: куба, тетраэдра и др.
С помощью параметрического проектирования создается пластичный объем будущего здания из структурных элементов или пространственных паттернов. Далее модель обрабатывают конструкторы и создают оснастку для литья формы. Фасады бионических форм изготавливаются методом литья в напечатанные на 3D-принтере формы.
Оснастка в принципе не имеет ограничений ни по форме, ни по сложности конечного изделия, — рассказал Дмитрий Карнаков. — Отлитая форма монтируется на фасадные конструкции, позволяющие крепить крупноформатную облицовку. Как правило, конструкция облицовки является самонесущей и не требует дополнительного внутреннего каркаса. Такие панели в большинстве случаев несут декоративную функцию, что не требует их отдельной сертификации как новой конструкции и получения технических свидетельств.
Эксперт отметил, что здания бионической архитектуры имеют динамичные и неправильные очертания, создающие впечатление отдельного организма со своими функциями и развитием, как любое растение или живой организм.
Известны паттерны в виде мыльных пузырей, гидрологических сосудистых систем, протеиновых складок, клеточных автоматов, точек притяжения, силовых полей, муаров, фракталов, атомных и молекулярных структур, тканей, вирусов и микроорганизмов, различных гибридов и их производных, приводит примеры Дмитрий Карнаков. — Основное место отводится архитектурной геометрии и теории композиции, основанных на гармонии, ритме, метре, цвете, фактуре с поправкой на нелинейную природу объектов.
Технология 3D печати для бионических фасадов возникла в ответ на спрос на такие конструкции. Ведь архитекторы продолжают искать новые формы и новые фактуры для вдохновения.
Предоставив эту технологию сейчас, мы как бы говорим им: «Вдохновляйтесь и творите, все остальное мы берем на себя». Главная задача для нас — убрать все технологические рамки», — добавил Дмитрий Карнаков.
Насколько высокотехнологичный бионический фасад дороже стандартных решений? Смотря что с чем сравнивать.
Плоская стена из керамогранита по сравнению с декоративным фасадом не дешевле. Но можем ли мы сделать те вещи, которые предполагает бионический фасад, традиционным способом? Стоимость таких решений будет несоизмеримо выше, — говорит Карнаков. — Использование технологий, предлагаемых компанией «ЗИАС», позволяет найти компромиссное по стоимости, но бескомпромиссное по технологии решение, воплощающее именно то, что задумал архитектор, именно в том виде и именно с тем материалом, — отметил Дмитрий Карнаков.
Из процесса проектирования бионических фасадов максимально убраны рутинные процессы, оставляя больше возможностей для творческого подхода.
В наших ближайших планах — изготовление принтеров большей вместимости, позволяющих печатать более объемные формы. Следующим шагом к развитию темы с бионическим фасадом будет разработка топологически оптимизированных конструктивных деталей, которые позволяют не только создать привлекательный внешний вид сложной геометрии, но и сократить вес самих деталей в три раза без потери несущей способности, — резюмировал Дмитрий Карнаков.
Адрес:
г. Москва, ул. Наметкина, 12А,
БЦ «Газойл плаза», Офис 19С (19 этаж)