Не слабее бетонных: появилась технология 3D-печати особых стеклоблоков для строительства

Что, если строительные материалы можно было бы собирать и разбирать так же легко, как кирпичики LEGO? Такую кладку можно было бы аккуратно демонтировать в конце срока службы здания и повторно собрать в новую конструкцию.


Эта задумка овладела умами инженеров в связи с идеями так называемого устойчивого цикла. Подобный подход может обеспечивать одними и теми же стройматериалами несколько поколений зданий. Примерно в этом вкратце и состоит идея циклического строительства. Суть её — в повторном использовании материалов.

Инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый вид многоразовой кладки из напечатанного на 3D-принтере переработанного стекла. Инженеры изготовили прочные стеклянные «кирпичи» в форме многослойной цифры 8.

После испытаний создатели инновационных стеклоблоков считают, что новый тип напечатанных строительных элементов может многократно послужить для отделки фасадов, кладки внутренних стен и возведения киосков и павильонов.


— Кейтлин Беккер, доцент кафедры машиностроения MIT.

Основатель стеклоблочной компании под названием MIT Evenline — бывший аспирант вуза Майкл Стерн. Вдохновение для нового дизайна округлых блочков возникло, в том числе, в институтской лаборатории стекла. В ту пору студенты бакалавриата Беккер и Стерн там познакомились с искусством стеклодувов.

Стерн вспоминает, что нашёл этот материал увлекательным. И позже разработал 3D-принтер, способный печатать изделия из расплавленного переработанного стекла.

Тем временем Беккер стала преподавать в альма-матер, попутно изучая вопросы на стыке производства и дизайна, а также разработки технологий инновационного строительства. И по-прежнему признаётся, что просто в восторге от возможностей стекла: его оптических свойств и пригодности для вторичной переработки.


— Беккер.

Беккер и Стерн объединились, чтобы выяснить, можно ли превратить стекло с помощью 3D-печати в строительную кладку, такую же прочную и штабелируемую, как традиционные кирпичи. В итоге создали Glass 3D Printer 3 (G3DP3). Этот специализированный агрегат в сочетании с печью плавит стеклянные бутылки и наносит материал слоями.



Команда напечатала прототипы стеклянных кирпичей, используя натриево-известковое стекло, с которым обычно работают в стеклодувных мастерских. Для сборки стен они снабдили напечатанные блоки отдельно изготовленными «крышками» с двумя круглыми штифтами (цилиндрическими выступами), как у деталей конструктора LEGO.

Подобрали инженеры и отдельный материал для швов между стеклоблоками. Он предотвращает появление царапин или трещин на стеклянных поверхностях. Но его можно удалить, если кирпичную конструкцию нужно разобрать и переработать. То есть субстанция не помешает переплавлять кирпичи и заново использовать в принтере.

На форме восьмёрки для блочков изобретатели решили остановиться, потому что она позволяет выкладывать, если нужно, стены с кривизной. Стеклоблоки испытали на прочность промышленным гидравлическим прессом. Оказалось, что изделия выдерживают то же давление, что и бетонные блоки.

Чтобы продемонстрировать потенциал стеклянной кладки, инженеры построили изогнутую стену из своих стеклянных «кирпичей». И теперь стремятся к возведению всё более крупных самонесущих стеклянных конструкций.



Майкл Стерн добавил, что они с коллегами думают о стеклянных ступенях для зданий. А также намерены возвести что-то вроде павильона. Это будет временное сооружение для посещений, которое затем можно будет пересобрать во что-то иное. Так можно будет наглядно показать, что новые блоки способны выдержать множество циклов использования.