Исследовательская группа Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zürich) спроектировала и с помощью 3D-принтера (технология 3D sand printing) изготовила бетонное перекрытие общей площадью 80 м2. На изготовление 11 секций конструкции, названной Smart Slab, ушло минимальное количество материала, а её вес – 15 тонн – в два раза меньше, если сравнивать с обычными бетонными плитами. Уточним, что учёные распечатали не само перекрытие, его отлили обычным способом, а лишь нижнюю опалубку для него.
Дешевизна и повсеместная доступность бетона, как говорят сотрудники ETH, «избаловали» игроков строительного рынка: производители выдают одинаковые ровные перекрытия, затрачивая при этом гораздо больше ресурсов, чем требуется. Современные цифровые технологии способны поменять сложившуюся в индустрии ситуацию и разнообразить визуальные решения, а также оптимизировать расход сырья.
Процесс изготовления Smart Slab начался с печати фигурной нижней опалубки. Швейцарским учёным пришлось разработать программное обеспечение, чтобы заранее просчитать параметры итоговой конструкции и добиться минимальной толщины в каждой её точке: в самом тонком месте она составляет не более 20 мм.
С помощью лазерного станка с ЧПУ была создана вторая, деревянная опалубка, которая сформировала несущие рёбра Smart Slab. В пространстве между рёбрами имеются полости, где разместятся инженерные сети – системы освещения и пожаротушения. Кроме того, наличие пустот уменьшает расход материала и снижает вес объекта.
Затем на нижнюю опалубку нанесли фибробетон; на схватывание бетона ушло две недели. В результате появилась конструкция с фактурой, напоминающей дюны: её крупные элементы исполняют конструктивную роль, а мелкие – улучшают акустику.
Проект Smart Slab стал очередным этапом в работе над трёхэтажным экспериментальным домом DFAB House, который возводится в швейцарском городе Дюбендорфе. Это своего рода полигон, где инженеры ETH «обкатывают» строительные разработки. Как отмечает исследовательская группа, с помощью Smart Slab им удалось выиграть несколько сантиметров. Возможно, для проекта DFAB House разница не столь значительна, но при строительстве высотных зданий она может стоить дополнительных этажей.