Рыночные исследования показывают, что мировой рынок 3D-печати до 2028 года вырастет с нынешних 19,7 миллиарда до 41,7 миллиарда долларов США. И хотя доля строительных технологий в этой категории не занимает доминирующую позицию, ключевые инновации в ближайшее время, скорее всего, появятся именно в печати жилых и промышленных зданий.

Сейчас 3D-печать применяют в основном в цеховых и полевых условиях. В первом случае печатают малые архитектурные формы (МАФ), элементы строительных конструкций для последующей укрупнительной сборки на строительной площадке, а также модульные объекты различного функционального назначения. Технология 3D-печати используется для возведения вертикальных конструкций, в частности стен. Важным преимуществом является снижение затрат за счет отказа от инвентарной опалубки и трудоемких опалубочных работ.

В полевых условиях технология используется для печати непосредственно «коробок» зданий и сооружений. Офисное здание в районе города Ступино Московской области еще в 2017 году менее чем за неделю соорудили с помощью 3D-принтера компании Apis Cor, которую основал российский инженер Никита Чен-юн-тай.

Помимо возведения объектов традиционного гражданского строительства технология подходит для восстановления разрушенных или недостающих элементов зданий — арок, колонн, фасадов и прочего. Ее можно применять и для решения задач интерьерного дизайна. Можно печатать объекты специального назначения — например, быстровозводимые модули для размещения людей в зонах ЧС или укрытия и другие фортификационные сооружения в зонах боевых действий и так далее.

Наибольший экономический эффект в полевых условиях достигается в тех случаях, когда весь объект целиком помещается в поле печати принтера, поэтому чаще всего технологию применяют в индивидуальном жилищном строительстве и при возведении других малоэтажных строительных объектов.

Аддитивное строительное производство позволяет автоматизировать производственный процесс и снизить потребность в рабочей силе, повысить скорость строительства и производительность труда, реализовать творческий потенциал архитекторов, повысить экологичность строительного производства и снизить стоимость реализации проекта.

В России на серьезном уровне ведутся исследования как фундаментального, так и прикладного характера в области строительной 3D-печати. Разрабатываются новые материалы на основе геополимеров или фотокомпозитов. Создаются новые технологии печати и оборудование для их реализации. Исследуются механика работы и разрушения напечатанных строительных конструкций и разрабатываются актуальные расчетные модели для таких конструктивных элементов.

Возможно, Россия иногда и отстает в плане скорости коммерциализации результатов интеллектуальной деятельности, но научный задел страны в аддитивном строительном производстве на сегодня весьма велик.

Важно подчеркнуть, что Россия давно является важным игроком в развитии технологий строительной 3D-печати. Однако цель на завтра — раскрыть весь потенциал аддитивных технологий в строительстве, создавая при их помощи то, что традиционные подходы сделать не позволяют. Поэтому создание прототипов новых продуктовых решений для актуальных ниш применения аддитивного строительного производства России выделено в отдельный стратегический проект в рамках программы развития НИУ МГСУ до 2036 года в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».

Новый способ возведения зданий отлично подходит для создания временных объектов в зонах ЧС

В части отечественного рынка строительных 3D-принтеров проблемы с импортозависимостью могут быть лишь на уровне отдельных комплектующих и программного обеспечения, но это не является критичным. Например, российский рынок промышленной металлической 3D-печати (технологии SLM, DMLS) традиционно зависел от зарубежных поставщиков, и доля отечественных производителей здесь пока не так велика. В то же время в области строительной 3D-печати методом экструзии бетона (3DCP) Россия занимает устойчивые позиции на внутреннем и международном рынках. На сегодняшний день наша страна является одним из четырех технологических центров мира наряду с Китаем, США и ЕС.

На российском рынке оборудования для строительной 3D-печати сформировалась группа лидеров, включающая такие компании, как, например, AMT, SmartBuild и RVS-3D. Но при этом существует еще не менее десятка более молодых, но крепких российских компаний, которые занимаются разработкой собственного оборудования для строительной 3D-печати. В этом контексте нельзя игнорировать высокую роль стартапов в разработке уникальных отраслевых технологий и решений.

Что касается материалов для аддитивного строительного производства, то этот рынок в России полностью локализован и в среднем удваивался год к году на протяжении трех последних лет. Пока такие материалы производит не так много компаний. Однако, как показало наше недавнее исследование, еще не менее двух десятков производителей строительных материалов по всей России на сегодня как минимум задумываются о выпуске специализированных материалов для строительной 3D-печати.

Нельзя сказать однозначно, что есть что-то, чего наши компании пока не делают. Напротив, мы многое пробуем сделать раньше других. Например, в свое время компания родом из России Apis Cor предложила технологию печати жилых модулей на Марсе, признанную лучшей в мире. Российский стартап Rocket Group напечатал укрытия от дронов, которые сейчас установлены в Орле. Компания Aspira прямо сейчас реализует интересный проект по реставрации объекта в Подмосковье с использованием строительной 3D-печати. И таких историй очень много.