Строительная отрасль остается одной из самых трудоемких и ресурсоемких, но в то же время здесь огромный потенциал для внедрения робототехники, 3D-печати и автоматизированных систем.
Эти технологии не только повышают эффективность, но и меняют подход к проектированию, возведению и демонтажу зданий. Миллионы рабочих по всему миру ежедневно сталкиваются с тяжелым физическим трудом, рисками травм и опасными условиями.
Одновременно отрасль испытывает дефицит квалифицированных кадров и давление по срокам и стоимости проектов. Робототехника способна решить эти вызовы: автоматизировать процессы, повысить безопасность и вывести строительство на новый уровень эффективности. Разберем основные типы роботов, которые могут быть полезны в этой сфере.
Роботы для стройки и отделки
Роботы находят применение практически на всех этапах строительного процесса, начиная от подготовки участка и заканчивая отделкой помещений.
1. Автономные погрузчики
Эти машины способны самостоятельно перемещать грузы внутри объектов и складских помещений, используя систему навигации на основе GPS или лазерных датчиков. Они позволяют существенно сократить количество ручного труда и увеличить скорость доставки материалов.
2. Дроны для инспекции конструкций
Использование дронов позволяет быстро и эффективно проводить визуальные осмотры фасадов зданий, крыш и труднодоступных участков сооружений. Дроны оснащены камерами высокого разрешения и тепловизорами, что помогает выявить дефекты конструкции на ранних стадиях. При этом дроны экономят деньги при строительстве — от снижения потребности в рабочей силе до отсутствия необходимости возводить строительные леса или оплачивать услуги автовышки.
3. Строительные манипуляторы и краны
Манипуляторы выполняют операции по подъему тяжелых грузов, укладке блоков и панелей, монтажу оборудования. Современные модели оснащаются искусственным интеллектом, позволяющим им адаптироваться к условиям окружающей среды и взаимодействовать с людьми.
4. Автоматизированные сварочные аппараты
Данные устройства применяются для сварки металлических элементов каркасов домов, мостов и промышленных объектов. Автоматизация процесса обеспечивает высокое качество швов и уменьшает влияние человеческого фактора.
5. Покрасочные автоматы
Роботы-покрасочники обеспечивают равномерное нанесение краски на поверхности стен и потолков благодаря точной регулировке давления воздуха и скорости движения распылителя. Это повышает эстетичность интерьера и снижает расходы на ремонт.
Строительные 3D-принтеры
Строительство с использованием технологий аддитивного производства становится все более популярным решением для возведения домов и даже целых жилых комплексов. Основные преимущества строительных 3D-принтеров:
– высокая скорость постройки здания;
– возможность реализации сложных архитектурных форм;
– небольшое потребление энергии и материалов;
– минимум строительных отходов;
– повышение точности сборки;
– снижение затрат на рабочую силу.
Принцип работы строительных 3D-принтеров заключается в экструзии или выдавливании специальной смеси, слой за слоем, по заданной трехмерной компьютерной модели. Заранее подготовленная смесь, состоящая из цемента, наполнителя, пластификатора и других добавок, загружается в бункер устройства и оттуда подается к головке принтера. Смесь наносится на поверхность площадки или предыдущие напечатанные слои. По такому принципу работает большинство строительных 3D-принтеров.
Особенность таких домов — отсутствие острых углов, довольно интересный и футуристичный дизайн. Современные принтеры позволяют возводить дома буквально за считанные дни.
3D-принтеры уже около 10 лет применяются в строительстве по всему миру. Так, в Дубае в декабре 2019 года американский стартап с российскими корнями Apis Cor построил крупнейшее в мире 3D-печатное здание, которое внесли в Книгу рекордов Гиннесса.
Административное здание имеет площадь 640 квадратных метров, а его два этажа поднимаются в высоту на 9,5 метра. Все стены были напечатаны на уникальном 3D-принтере компании. При этом фундамент здания, элементы изоляции, крыша и окна были выполнены обычным способом.
Роботы для демонтажа
Разбор старых зданий требует значительных усилий и финансовых вложений. Для решения этой проблемы создаются специализированные механизмы и системы, предназначенные именно для демонтажа конструкций.
Деконструкционные роботы решают важную задачу безопасного и эффективного разбора старых построек. Их применение позволяет:
– обеспечивать безопасность рабочих при демонтаже;
– контролировать процесс разборки с высокой точностью;
– сортировать строительные отходы для последующей переработки;
– минимизировать воздействие на окружающую среду.
В этой категории яркий пример — демонтажный робот HCR500C. Это флагманская модель серии гидравлических роботов-демонтажников китайской компании Hitech Robotics HCR. Это мощная машина с дистанционным управлением, предназначенная для выполнения высокорисковых сносно-демонтажных работ в условиях, представляющих опасность для человека.
HCR500C позволяет операторам выполнять точный снос на расстоянии до 150 метров, снижая воздействие таких опасностей, как обрушение конструкций, отравление токсичными материалами, радиация и сильная жара. Полностью герметичные компоненты и защита от опасной среды позволяют роботу работать там, где пожар, дым и нестабильность препятствуют доступу экстренных служб.
Роботизация оказывает серьезное влияние на развитие строительной индустрии, способствуя повышению производительности, уменьшению себестоимости и расширению возможностей проектирования. Несмотря на ряд технических ограничений и экономических барьеров, дальнейшее совершенствование технологий приведет к полной автоматизации многих операций и созданию новых подходов к строительству.
При этом темпы распространения инновационных решений зависят от уровня развития инфраструктуры, наличия инвестиций и готовности рынка принять изменения. Тем не менее очевидно, что будущее строительства связано именно с роботизацией и цифровизацией производственных процессов.
