Тысячи лет люди занимались строительством, не особо вникая, как можно модернизировать процесс в более простой и дешёвый. Более консервативной отраслью, чем строительство, можно назвать, пожалуй, только сельское хозяйство. Но современные общемировые тенденции рынка неумолимы – необходимы инновации для того, чтобы отрасль, во многих странах переживающая существенный кризис, оставалась на плаву. Одним из изобретений, призванных решить эту задачу, стал мобильный строительный принтер 3D-печати компании Apis Cor.
О том, как создавалась эта разработка, нам рассказал ведущий инженер компании Никита Жеребцов.
3D-принтер: что за чудо, и с чем его едят?
Идея использования 3D-принтеров в строительстве принципиально не нова, на данный момент есть достаточно много подобных систем. Почему же эта технология не на слуху не только у широкого круга людей, но и у инженеров, избравших своей отраслью строительство?
Основная проблема 3D-принтеров в ограниченности мест применения. Как правило, они стационарны. То есть ездят по двум параллельно лежащим рельсам, установленным на бетонной поверхности, причем ровной поверхности, что очень важно. Если поверхность неровная, происходит перекос, и вся работа идёт насмарку. Проще говоря, подобная техника нашла своё применение только в крупных предприятиях, имеющих свою промзону, часто с подъездными железнодорожными путями. В наиболее востребованной сфере строительства – возведении домов – использование подобных агрегатов было затруднительно.
Во-вторых, 3D-принтер может создать, грубо говоря, бетонную коробку, основные стены здания, а все монтажные и отделочные работы впоследствии приходится проводить людям. Прибавив к этому значительный срок (до трех недель) и немалую сложность установки самого принтера, требующей также бригады профессиональных монтажников, мы получаем интересную диковинку, малоподходящую для поточного строительства.
Такое положение дел сохранялось, пока не возникла группа перспективных молодых инженеров, решивших вдохнуть в старую идею новую жизнь, используя энтузиазм, сообразительность и особые подходы. Новый мобильный 3D-принтер разработал не технический отдел крупной компании и не коллектив технологического института, а компания Apis Cor, которая в 2016 году имела в своём распоряжении трёх инженеров.
«Это не просто очередной проект: Мы были пионерами и первопроходцами»
Каждый день на планете возникают тысячи стартапов. Большинство из них преследует достаточно простую цель – заработать себе на достойное существование. Цель понятная и похвальная, но цивилизацию вперёд двигают те, кто смотрит шире. Что вдохновило Никиту Жеребцова вступить в команду и принять участие в разработке инновационной техники?
— В Apis Cor я оказался практически с самого начала проекта – с 2016 года. Технология уже прошла первые тесты на работоспособность и пришло время сборки рабочего прототипа, компания перебазировалась из Иркутска в Москву. Другие инженеры вели разработку механической части оборудования, и свои первые месяцы работы я провёл в цеху – изучал имеющие наработки и вникал в особенности конструкции.
— Вы ранее работали на подобных проектах?
— На тот момент нет. Созданием промышленного оборудования я не занимался. Моей областью была авто- и мототехника. В том числе, поэтому меня и пригласили в Apis Cor. У меня был достойный опыт построения конструкций, работы с гидравликой, пневмотехникой и кинематическими схемами.
— Как велись разработки?
Это был в полной мере стартап. У нас были грандиозные планы, и, как только мы думали о том, что еще предстоит сделать, понимали, что часов в сутках явно недостаточно. Наш сборочный цех располагался в городе Ступино (Подмосковье), жили мы там же в большой квартире, которую сняла для нас компания. Пять взрослых человек 24 часа в сутки не отходили друг от друга дальше, чем на 100 метров, и думали только о работе. У нас даже иерархии как таковой не было, мы сами распределяли между собой задачи. В некотором роде мы были семьёй, единомышленниками.
— Подобные нагрузки похожи на одержимость. Что вас принципиально привлекло в этом проекте?
Погрузившись в тему, я понял простой факт: мы не делаем очередной проект со стандартным набором технических задач. Это гораздо большее. Технология строительной 3D-печати способна открыть новую эпоху, кардинально изменить индустрию и решить, наконец, проблему жилья на земле. Архитекторы получат возможность работать с теми формами и идеями, которые невозможно реализовать используя традиционные методы строительства. Мы были пионерами и первопроходцами.
Новые идеи и новые сложности
Изучив имеющийся опыт 3D-печати в строительстве, разработчики стали искать новые подходы, чтобы выработать оптимальную конфигурацию конструкции. Отметя множество предложений, выбрали циркульную конструкцию: машина печатает конструкцию из материала слой за слоем вокруг себя.
— Это казалось рациональным, но сразу возникло множество проблем, к примеру, со стабилизацией и обратной связью, ряд других. Мы ставили перед собой задачу создать полноценный ЧПУ-станок с высокой точностью в формате прототипа. Готовые решения мы почти не применяли. Все механизмы, отвечающие за стабилизацию, подъём, жёсткость конструкции, подачу смеси и систему управления, мы разрабатывали фактически с нуля. Готовых решений для циркульной конструкции принтера не существовало в природе.
— Что вам больше всего запомнилось в плане трудностей?
— Когда день Х — печать первого демо-дома был близок, наши планы чуть не сорвали морозы! Это был конец января- начало февраля 2017 года, подмосковное Ступино и температура днем редко поднималась выше -25С. Все оборудование было готово к печати: исполнительные механизмы, электроника, программный код. Оставался один вопрос – где проводить испытания? В производственном цехе целый дом просто бы не уместился. Поэтому мы решили возвести шатер на улице и печатать здание внутри него. Нам пришлось отдельно утеплять трубы с водой, которые вели воду в шатер к оборудованию. В противном случае вода для смеси замерзала бы в трубах, не доходя до оборудования. Для поддержания хоть немного плюсовой температуры, нам также пришлось заливать пеной все швы в шатре, устанавливать систему обогрева, и мы, наконец, только после этого смогли спастись от мороза и успешно перейти к печати демо-дома. Возведение стен дома площадью 38 кв.м. в общей сложности заняло менее 20 машино-часов. По окончании печати здания, какое-то время мы еще до конца не осознавали, что напечатав дом целиком на строительной площадке без каких-либо дополнительных сборок и манипуляций, мы вывели строительную 3D печать на новый уровень.
— Занимаясь чем-то абсолютно новым, с чем вы столкнулись, кроме консерватизма?
— В основном, проблемы были в процессе сборки прототипа. Нам требовались сложные детали в единичном экземпляре, что очень ограничивало нас в плане поставщиков. Приходилось прибегать к услугам мелких производителей. Это значит, качество деталей оставляло желать лучшего, а срывы сроков поставок были обычным делом. Причем это касалось как российских, так и иностранных поставщиков. Очень жёстко всё было в плане сроков – слово «дедлайн» буквально вязло на зубах. Порой не оставалось времени на тестирование узлов, рабочее решение нужно было СЕЙЧАС. Из-за этого приходилось сразу изготавливать узел в конечном его виде. От этого ответственность каждого инженера перед командой была колоссальной.
— Что помогло справиться с постоянным прессингом?
— Отсутствие в стартапе жёсткой иерархии, присущей крупным компаниям. Каждый участник команды может полностью раскрыть себя, и это увеличивает его эффективность в разы. Инженер – это ведь, прежде всего, творческая профессия. И если у тебя есть возможность реализовывать собственные идеи, воплощать их в жизнь, это ценно. На крупных коммерческих или государственных предприятиях это непозволительная роскошь – слишком велики риски.
— Последний вопрос: почему вы стали инженером?
— Я хочу изменить мир вокруг себя и хочу измениться сам. Каждый выбирает путь для себя, и я счастлив, что попал в эту компанию, где мне дали возможность выйти на новый уровень, делать то, что я действительно хочу.
