Технология строительства домов на 3D-принтере: как это работает

В последние годы объемы жилищного строительства в мире растут. Однако параллельно с этим также повышается и стоимость самого жилья. В тех же США медианная цена нового дома выросла примерно с $330 тыс. в 2020 году до более чем $410 тыс. в 2024-м.

В этих условиях неудивительно, что и государства, и девелоперы, и частные застройщики активно ищут альтернативные способы возведения домов — более быстрые, менее трудоемкие и потенциально более доступные по цене.

Одним из таких альтернативных подходов стало строительство с помощью 3D-печати. Речь идет о крупногабаритных машинах, которые послойно заливают строительные смеси, формируя стены здания прямо на площадке. При этом, как у любого нового явления, у печати домов есть свои нюансы.

В нашем материале мы подробно разберемся, что именно представляет собой строительство домов с помощью 3D-принтеров, как зарождалась эта технология, и какие перспективы у этой технологии.

Что такое 3D-печать домов

В строительстве 3D-печать означает формирование конструкций с помощью крупногабаритных роботизированных установок. Машина послойно наносит строительную смесь по заранее подготовленной цифровой модели, постепенно формируя геометрию стен.

В подавляющем большинстве реализованных проектов печатают не весь дом целиком, а прежде всего несущие и ограждающие стены, перегородки и элементы оболочки здания. Фундамент, перекрытия, кровля, окна, двери, а также инженерные системы почти всегда выполняются традиционными методами.

Первые попытки печатать элементы зданий относятся к началу 2010 годов. Тогда речь шла в основном о демонстрационных павильонах, малых формах и экспериментальных стенах. 

Перелом произошел во второй половине 2010-х, когда совпали три фактора:

• Появились новые строительные смеси, которые легко выдавливаются и при этом держат форму.
• Строительная отрасль столкнулась с нарастающим дефицитом квалифицированной рабочей силы, из-за чего компании начали искать способы автоматизации труда.
• Возникла необходимость удешевления производства. Девелоперы начали искать методы, которые позволяли бы тратить меньше материала и ускорять возведение зданий.

Так начался путь к разработке технологии и оборудования, который уже к 2014–2015 годам позволил возвести первый напечатанный дом. Роботизированную систему, которая перемещает печатающую головку по заданной траектории и подает смесь, сделали базовой схемой принтера, от которой отпочковалось три основных вариации:

• Портальные системы, где печатающая головка перемещается по направляющим в пределах рамной конструкции.
• Крановые решения, где печатающая головка подвешена к стреле или перемещается по рельсам вокруг площадки.
• Робот-манипулятор на базе промышленной робототехники.

Основных технологических подходов вывели два:

• Первый подход предполагает печать непосредственно на строительной площадке. В этом случае не нужно ничего перевозить и дом формируется на месте, но тогда нужно брать в учет погодные условия и доставку материалов до места строительства.
• Второй подход предполагает печать крупных элементов в цеху и их сборку на объекте. Из минусов только перемещение крупногабаритных объектов.

Как печатают дома на принтере

Подход сборки готовых деталей на месте понятен, поэтому мы рассмотрим, как происходит печать дома, когда принтер находится на строительной площадке.

Сначала инженеры переводят проект в цифровую модель, по которой формируют траектории движения сопла, высоту и ширину слоев, скорость подачи смеси, а также места для проемов и технологических каналов.

До начала печати на площадке закладываются основные вводы коммуникаций, после чего устанавливают принтер. Специалисты проводят тестовую печать, и если все хорошо, запускают основную программу. В ряде проектов стены печатают не со сплошными, а с внутренними полостями, которые потом заполняют утеплителем.

После завершения печати стен строители монтируют перекрытия и кровлю, устанавливаются окна и двери, прокладываются инженерные сети, выполняется отделка. В проектах в форме купола крышу чаще всего тоже печатают.

Индустрия 3D-строительства сейчас

Сегодня 3D-печать в строительстве выглядит как перспективное направление. Это видно по рыночным оценкам, например, Grand View Research оценивает мировой рынок 3D-печати в строительстве примерно в $53,9 млн с ростом до $4,18 млрд к 2030 году. Mordor Intelligence дает более оптимистичные данные в около 2,46 млрд долларов в 2025 году и прогнозом 11,8 млрд к 2030 году.

В Европе возвели многоквартирный дом за 72 часа печати, и еще примерно шесть недель потребовалось на остальные строительные работы. В конце 2025 года немецкая строительная компания PERI и датская компания-производитель строительных 3D-принтеров COBOD презентовали серийные проекты.

Они же заявили, что такие проекты возводятся на 30% быстрее и на 10% дешевле аналогичной недвижимости, построенной классическим способом. В США уже появляются кварталы, а параллельно технология применяется в курортных и премиальных проектах.

Тем не менее, у этого направления есть и проблемы:

• Узкая специализация. Сейчас на принтере печатают только общий каркас. До этого строители должны сделать фундамент, а после печати произвести монтаж всех систем, крыши, окон, дверей и прочего.
• Нормативные ограничения. Дома, возведенные с помощью принтера, трудно проверять по современным нормам. Странам еще предстоит выработать нормативную базу для таких строений.
• Конструктивные проблемы материалов. Межслойное сцепление материалов вызывает споры, специалисты говорят, что после затвердевания происходит усадка и могут образоваться трещины.
• Трудности с армированием. Укрепление бетона металлической арматурой — это основа текущей строительной индустрии. При использовании принтера армировать стены трудно, из-за чего возводить высотные здания будет так же затратно, как и классическим способом.

Известные проекты, использующие печать

Сейчас существует ряд проектов, в которых технология печати выделяется как элемент маркетинга. Лидером в адаптации технологии являются США, там подобные проекты уже поставлены на коммерческую основу, но есть варианты и в других странах.

• Wolf Ranch, Джорджтаун, Техас, США. С момента начала строительства в ноябре 2022 года и до своего завершения в августе 2024 в рамках проекта возвели сто 3D-печатных домов.
• Mehrfamilienhaus Wallenhausen, Бавария, Германия. Проект многоквартирного дома высотой в три этажа и площадью в 380 м², но всего на пять квартир. 
• Zuri Gardens, Хьюстон, США. Проект на 80 домов среднего класса, который поддержали власти штата в рамках программы доступного жилья Affordable Home Development Program. 
• TECLA, Масса-Ломбарда, Италия. TECLA — это дом, напечатанный из местной глины, с акцентом на биоразлагаемость и замкнутый цикл материалов.

Средняя стоимость дома в Wolf Ranch составляет $450,000–600,000, что примерно на $100,000 дешевле классических аналогов. Zuri Gardens показывает еще более доступные цены в $270,000–350,000. Сравнить немецкий и итальянский проект трудно, так как это больше единичные дома, и их цена точно неизвестна.

Прогнозы на будущее для 3D-печатного строительства

Самая вероятная зона роста на горизонте ближайших 5–10 лет — это серийное малоэтажное и среднеэтажное жилье. Отдельная ниша, где технология может закрепиться быстрее рынка жилья, это инфраструктурные и вспомогательные объекты. 

Однако даже при быстром росте рынка 3D-печать вряд ли станет универсальной заменой строительства. Большинство домов будут гибридными, потому что печать закрывает возведение каркаса, а остальная доля работ остается традиционной.

При этом высока вероятность того, что внедрение пройдет медленнее, чем ожидается. Бюрократия отдельно взятых стран, особенно европейских, довольно неповоротливая, и стандарты печати домов будут разрабатываться медленно. Проблема усугубится необходимостью создания международных стандартов, которых будут придерживаться все страны.