Первопечатники

Вера Колерова

Трехмерная печать в строительстве до сих пор выглядит фантастикой. Однако это обстоятельство не помешало ярославской компании «Спецавиа» разработать 3D-принтеры и запустить их в серийное производство. Именно на принтере «Спецавиа» в Дании напечатали первое офисное здание в Европе. Конкурентов в этой сфере у ярославцев пока немного, а расти — есть куда.

В Данию свою машину «Спецавиа» продала совсем недавно, однако заказчик, компания 3D Printhuset, уже закончила печатать с помощью ярославского принтера офисное здание площадью 55 кв. метров. Печатали прямо на фундаменте, в качестве «чернил» выступала бетонная смесь. Офисная коробка в Копенгагене станет первым зданием, построенным с применением аддитивных технологий и при этом полностью соответствующим строительным нормативам ЕС. Впрочем, для «Спецавиа» здесь нет ничего удивительного. У себя в Ярославле компания уже успела напечатать и даже поставить на кадастровый учет жилой дом, в который скоро заедут жильцы. «Мы с ними «дружим семьями», вот и уговорили на этот эксперимент», — рассказывает гендиректор и основатель «Спецавиа» Александр Маслов.

В 3D-государстве

Евгений Тарбеев, замдиректора «Спецавиа», вспоминает, как еще два года назад над изготовителями строительных «печатных машинок» в основном подшучивали, однако сегодня в России уже всерьез обсуждается создание технического регламента для строительной печати в сфере индивидуальной жилой застройки, которая является одной из самых перспективных областей для 3D-принтинга. По прогнозам экспертов, уже в перспективе ближайших десяти лет принтеры станут незаменимы в строительстве, по крайней мере, частных жилых домов.

Представив свою модель строительного принтера в 2015 году, «Спецавиа» уже успела продать более 48 единиц оборудования не только на российском рынке, но и за рубежом. Ее принтеры работают в Дании, Арабских Эмиратах, Молдове и Казахстане. Заказы посыпались сразу после презентации дома в Ярославле. Причем из самых разных концов страны. «Звонит человек из Ямало-Ненецкого автономного округа: «У меня здесь 10 гектаров земли, приезжайте и напечатайте что-нибудь — вам реклама, а у меня земля пустовать не будет», — улыбается Евгений Тарбеев. Однако, судя по всему, перспективы у компании намного более интересные, чем работа с энтузиастами-частниками. Сейчас «Спецавиа» ведет переговоры с госзаказчиками и госкорпорациями; а в ноябре подписала соглашение с «Евроцемент груп», с которой планирует совместно разрабатывать специализированные бетонные смеси для 3D-печати. «Строительные принтеры быстро набирают популярность, — констатирует Ярослав Бодренко, руководитель департамента строительного оборудования 3DREP (дистрибьютор оборудования в области аддитивных технологий). — Мы ведем около семидесяти клиентов, которые интересуются такой техникой. Это и малый бизнес, и госучреждения, и крупные строительные компании».

На мировом рынке всего два заметных поставщика такого оборудования, уточняет Бодренко: «Спецавиа» и китайская компания WinSun, принтеры которой печатают прежде всего в Азии. Несмотря на статус первопроходца, ярославская компания предлагает вполне демократичные цены: самый дорогой принтер, с которым можно построить здание площадью до 200 кв. метров и высотой в два-три этажа, стоит около 4 млн рублей. Нижняя планка — 960 тысяч. Благодаря своей ценовой политике техника «Спецавиа» стала быстро набирать популярность, а сама компания уже обзавелась тридцатью дилерами в России и за рубежом.

Принтер так принтер

До того как сказать свое слово в 3D-принтинге, «Спецавиа» работала совсем в другой сфере. Компания оснащала радионавигационным оборудованием аэропорты и, действуя по целевым федеральным программам (для всех 800 аэропортов России), монтировала и запускала в эксплуатацию системы посадки, навигации и связи. «Из знаковых проектов можем назвать диспетчерскую связь в Пулково. Кроме того, мы оснастили многие аэропорты страны навигационными маяками, а в Магадане и Мурманске построили приемопередающие центры», — перечисляет Александр Маслов. Однако в какой-то момент Маслов устал мотаться по командировкам (когда приходилось торчать три месяца где-нибудь в Магадане) и начал подумывать о совсем других проектах.

В результате четыре года назад в «Спецавиа» решили сменить свой профиль и начать выпускать станки для плазменной резки металла с числовым управлением (ЧПУ). А следом возникла мысль попробовать сконструировать оборудование для трехмерной строительной печати. Вдохновил Маслова (кандидата технических наук и талантливого конструктора) пример выходца из России Андрея Руденко, который живет в США. В 2014 году инженер российского происхождения представил опытную машину для строительной печати и «напечатал» в своем Миннесоте средневековый замок, который внешне напоминал сооружение из слоистого песчаника, распространенного в этой части Америки. «Мы не ставили задачу популяризировать 3D-печать, — отмечает Александр Маслов. — У нас была банальная цель — наладить серийное производство нового оборудования».

Когда «Спецавиа» сконструировала свой первый строительный принтер, в мире насчитывалось уже около тридцати образцов подобной техники, которые находились в разной степени готовности. Однако был существенный нюанс: практически никто не успел запустить принтеры в серию. Исключение составляла китайская компания WinSun, которая в том же, 2014 году, заявила о себе десятком напечатанных домов общей площадью 200 кв. метров, а после — «отпечатала» пятиэтажку. Но китайцы не продают свои принтеры. Их бизнес-модель построена на других принципах: WinSun оказывает строительные услуги с применением своего оборудования. Поэтому, когда датчане искали 3D-принтер, можно сказать, что выбора у них не было, кроме как обратиться к ярославцам. Купить оборудование промышленного производства не представлялось возможным: кроме китайцев все остальные разработчики до сих пор показывают экспериментальные модели, сделанные «в гаражах».

Другое дело — ярославская компания, которая уже давно обладала всеми необходимыми производственными компетенциями. Еще со времен «авиации» у «Спецавиа» была своя небольшая фабрика, на которой сейчас изготавливаются металлоконструкции для принтера; есть свои сборочный и покрасочный цеха, а также инженерная лаборатория. От полного цикла производства компания решила отказаться изначально. Часть комплектующих — тайваньского происхождения (электронных компонентов в России попросту не найти), программное обеспечение — американское. «Может, это и не патриотично, зато мы получаем гарантированно работоспособное оборудование. Все качественные компоненты, которые мы можем найти в России, мы покупаем здесь», — комментирует Маслов.

Для своих принтеров в «Спецавиа» выбрали портальную схему компоновки (кроме портальных принтеров в мире существуют еще дельтавидные принтеры и принтеры-манипуляторы). Портальная компоновка, по мнению Маслова, является самой простой и надежной. Работают такие принтеры по принципу классической печатной машинки. По направляющим рельсам в системе декартовых координат передвигается экструдер (печатающая головка), который в соответствии с заданной программой выдавливает слои бетона. Такие принтеры довольно велики: самая популярная модель устройства «Спецавиа» — 8 на 8 метров, а самые большие экземпляры достигают размеров 12 на 16.

Хотя общая портальная схема принтеров «Спецавиа» не была изобретением (она хорошо известна далеко не только в узких кругах), у компании есть свои ноу-хау — и производственные, и конструкционные. На все полезные модели компания уже получила необходимые патенты. «Создать принтер было не так просто, — подчеркивает Евгений Тарбеев. — Мы потратили два года на конструирование и еще несколько месяцев на запуск оборудования в серию. То, что принтер (как некоторые замечают) внешне кажется незатейливым, — это наше достоинство. Мы этого и добивались. Важно было не усложнять конструкцию. Кроме того, мы заранее подумали о том, как в будущем сделать обслуживание такого оборудования как можно более легким». Одним словом, инженеры «Спецавиа» стремились к тому, чтобы сделать максимально практичное и удобное оборудование, ремонтопригодное и работающее на любых бетонных смесях: чтобы в любом регионе можно было купить устройство и обойтись без каких-то специальных материалов.

Что касается других моделей принтеров, существующих в мире, то дельтавидный принтер похож на портальный, а «мобильный» работает по другим принципам (такую модель на российском рынке разработала компания Apis Cor). Преимущество мобильных принтеров в том, что их можно быстрее устанавливать и перемещать на стройплощадке. «Сделать мобильный принтер — очень хорошая идея, — говорит Ярослав Бодренко (3DREP). — Но, к сожалению, до серийного выпуска это оборудование так и не было доведено».

Строительный 3D-принтинг все еще является дорогим удовольствием, а заодно это прекрасное поле для инвестиций. «Если принтер стоит 1 млн рублей, то, для того чтобы его довести до серийного состояния и сертифицировать, провести ресурсные испытания, полевые испытания и т. д., требуется сумма в 30 раз больше», — прикидывает масштаб бедствий Александр Маслов.

Больше домов, хороших и разных

Продукция «Спецавиа» на первом этапе заинтересовала вовсе не строительные компании, а изготовителей малых архитектурных форм: производителей скамеек, фонтанчиков, секций заборов и прочих элементов благоустройства территорий. Как объясняет Маслов, печать таких объектов — весьма маржинальное занятие: «Себестоимость лавочки, которая печатается за 30 минут и требует 150 кг бетона, — порядка 900 рублей, продажная цена на уровне 5–7 тысяч. Только тут нужно ухитриться продать всё, что можешь напечатать. Но если всё пойдет хорошо, принтер окупается примерно за 4 месяца». Попадались и более крупные клиенты: в числе первых принтер купил Крымский завод ячеистого бетона, который теперь «штампует» лавочки из цветного бетона с полированными сиденьями. «Качество обалденное!» — радуется Маслов.

Постепенно к этой категории покупателей добавились научные лаборатории и институты, вузы и училища, обучающие студентов технике строительной печати, а также строительные компании, специализирующиеся на индивидуальной малоэтажной застройке. Крупные застройщики тоже заинтересовались 3D-печатью. Они покупают принтеры для дооснащения производства, пытаясь встроить технологии 3D-печати в традиционный строительный процесс.

Дело в том, что одно из самых больших преимуществ принтера заключается в способности печатать сложные части зданий. По словам разработчиков, машина с одинаковой легкостью печатает как ровные, так и изогнутые линии, поэтому особенно хорошо подходит для изготовления детализированных причудливых архитектурных форм.

«Появился кран — стало легче строить дома. Появился экскаватор — стали меньше работать лопатой. Появился принтер —

и стало проще делать сложные стены, — говорит Маслов. — Если вы строите прямоугольный гараж, то его проще сложить из кирпича. А если это сложное сооружение (например, дом с башенками, колоннами, эркерами), то проще напечатать его на принтере, чем пытаться сделать это другими способами. Здесь можно получить значительную экономию во времени и трудозатратах. Сейчас для строителей настоящая головная боль — сделать из бетона что-то отличное от прямоугольника».

Способен ли уже сегодня строительный принтер принести выгоду при возведении обычного дома? Если посмотреть на дом в Ярославле, напечатанный «Спецавиа» (площадь напечатанных элементов без учета фундамента составила 196 кв. метров), то здесь заказчик не сэкономил. Прежде всего потому, что использовал самые качественные дорогие материалы (к слову, часть этих материалов производители поставили бесплатно — для отработки технологии).

Однако если строить из обычных материалов, часть издержек все же удается сократить. К примеру, время на строительный процесс по сравнению с традиционными технологиями уменьшается примерно в полтора раза, а стоимость «коробки» — на 30%. Что касается общей стоимости строительства, экономия может составить около 5–7%. С одной стороны, «проценты» небольшие, однако на фоне падения маржинальности у строителей все цифры хороши.

«Существует много мифов про строительный 3D-принтинг, —

спешит добавить Маслов. — Говорят, что это панацея от всех строительных бед, что он сокращает в десять раз стоимость строительства и сроки. В этом есть доля лукавства. Как вы бетон ни укладывайте, хоть руками, хоть принтером, — его стоимость не изменится. Строительная трехмерная печать никогда не станет серьезным конкурентом монолитному строительству». По большому счету экономия лежит только в части трудозатрат. 3D-печать уменьшает влияние человеческого фактора (принтер ничего не забывает и все делает правильно), а также количество исполнителей. «Построить здание в один–два этажа с помощью принтера могут всего два–три человека, — вдается в детали Ярослав Бодренко. — Один следит за работой системы, второй выполняет подготовительные работы по армированию, утеплению, бетонированию, прокладке коммуникаций».

Сегодня можно говорить лишь о первом поколении строительных принтеров, которым еще только предстоит совершенствоваться и видоизменяться. Однако со временем у них появятся новые функции, поэтому в светлом будущем печать будут применять и в многоэтажном строительстве, уверены в «Спецавиа». Что касается самой компании, для нее строительные 3D-принтеры уже давно не полет инженерной мысли, а надежный источник дохода, утверждает Маслов. Впрочем, для подстраховки у компании есть и другие направления бизнеса: она по-прежнему выпускает оборудование для плазменной резки металла и производит трехмерные принтеры большого формата для печати пластиком, которые покупают лаборатории и литейные производства. Такое оборудование в России пользуется спросом, поскольку производителей здесь тоже пока немного.

Однако аппетит приходит во время еды. Единичных ярких проектов по возведению домов с помощью трехмерной техники для «Спецавиа» уже мало. «Сегодня наша основная задача — дать сигнал рынку и показать девелоперам, что с помощью 3D-печати можно делать массовую застройку», — объясняет Евгений Тарбеев. Для этого «Спецавиа» собирается напечатать целый поселок из 10-20 домов — самостоятельно или в партнерстве с крупным застройщиком. По словам Тарбеева, в правительстве Ярославской области инноваторам обещают поддержку и, возможно, даже помогут решить вопрос с получением участка земли. Для того чтобы сосредоточиться на своих экспериментальных проектах, «Спецавиа» уже регистрирует строительную дочернюю компанию.

Принесет ли развитие нового направления прибыль компании, покажет время. Как бы то ни было, на фоне разговоров из области футурологии о том, как напечатанные дома решат жилищный вопрос во всем мире, помогут колонизировать Марс и «штамповать» лунные базы, опыт тех, кто уже сегодня пытается коммерциализировать аддитивные технологии в строительстве, выглядит особенно эффектно.