Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 91050 10.62980/2076-0655-2024-384-394 fdnpwh ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА TRENDS IN THE ADDITIVE MANUFACTURING TECNOLOGY IN THE FIELD OF ARCHITECTURAL ENVIRONMENT DESIGN ТЕНДЕНЦИИ ПРИМЕНЕНИЯ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ДИЗАЙНЕ АРХИТЕКТУРНОЙ СРЕДЫ Земскова Ольга Викторовна Zemskova Olga Viktorovna ZemskovaOV@mgsu.ru Филимонов Артем Андреевич Filimonov Artem Andreevich FilimonovAA@gic.mgsu.ru Борисенков Никита Сергеевич Borisenkov Nikita Sergeevich BorisenkovNS@mgsu.ru Шаповалова Ирина Анатольевна Shapovalova Irina Anatolyevna ShapovalovaIA@gic.mgsu.ru Московский государственный строительный университет Москва Россия Moscow State University of Civil Engineering Moscow Russian Federation Московский государственный строительный университет Moscow State University of Civil Engineering 24 11 2024 24 11 2024 31 4 384 394 18 09 2024 23 10 2024 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/91050/view

Аддитивные технологии расширяют границы творческих возможностей и позволяют создавать неповторимые объекты и элементы в сфере дизайна архитектурной среды. В статье рассмотрены современные технологии 3D – печати с целью их применение в сфере дизайна архитектурной среды. Выделены задачи дизайнера архитектурной среды. Подробно освещен процесс проектирования дизайнерских объектов с помощью методов 3D – печати: маке-тирование. Отмечена значимость стадии прототипирования как стадии, на которую аддитивные технологии влияют сильней всего. Особо акцентируется внимание на применяемых материалах для создания объектов дизайна архитектурной среды при использовании различных методов 3D - печати. Анализируются проблемы 3D-печати цементными смесями и бетонами, связанные с их физико-химическими свойствами. Определены тенденции применения аддитивных технологий в сфере дизайна архитектурной среды.

Additive technologies expand the boundaries of creative possibilities and allow to create unique objects and elements in the field of architectural environment design. The article discusses modern 3D printing technologies in the field of architectural environment design. The tasks of the architectural environment designer are highlighted. The process of objects layout design using 3D printing methods is covered in detail. The importance of the prototype creation stage is noted as the stage that additive technologies influence the most. Special attention is paid to the materials used to create architectural environment design objects using various 3D printing methods. The problems of 3D printing with cement mixtures and con-cretes related to their physical and chemical properties are analyzed. The trends in the application of additive technologies in the field of architectural environment design are determined.

 дизайн архитектурная среда 3D печать аддитивная технология макет бетон гипс порошок адгезия поверх-ностно-активные вещества (ПАВ) design architectural environment 3D printing additive technology layout concrete gypsum powder adhesion surfactants

Шувалова Е.М., Малышева С.Г. Роль дизайн-технологий в архитектурной среде и социальном прогрессе // Градостроитель-ство и архитектура. – 2017. – Т.7. – № 2 (27). – С. 85-88. Shuvalova E.M., Malysheva S.G. Rol' dizayn-tehnologiy v arhitekturnoy srede i social'nom progresse // Gradostroitel'-stvo i arhitektura. – 2017. – T.7. – № 2 (27). – S. 85-88. Yusupova A.A., Yusupov A.N., Mamitova A.D., Nsanbayev B.S., Shagayeva A.E. The optimal parameters of elements of land-scape architecture // Вестник науки Южного Казахстана. – 2019. – № 4 (8). – С. 66-71. Yusupova A.A., Yusupov A.N., Mamitova A.D., Nsanbayev B.S., Shagayeva A.E. The optimal parameters of elements of land-scape architecture // Vestnik nauki Yuzhnogo Kazahstana. – 2019. – № 4 (8). – S. 66-71. Кулененок В.В. Дизайн-концепция формирования архитектур-ной среды города Витебска // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. – 2012. - № 16. – С. 23-30. Kulenenok V.V. Dizayn-koncepciya formirovaniya arhitektur-noy sredy goroda Vitebska // Vestnik Polockogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya F. Stroitel'stvo. Prikladnye nauki. – 2012. - № 16. – S. 23-30. Пермяков М.Б., Краснова Т.В., Дорофеев А.В. Аддитивные технологии в строительстве и дизайне архитектурной среды: настоящее и будущее // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. – 2018. – Т. 9. – № 2. – С. 2-5. Permyakov M.B., Krasnova T.V., Dorofeev A.V. Additivnye tehnologii v stroitel'stve i dizayne arhitekturnoy sredy: nastoyaschee i buduschee // Aktual'nye problemy sovremennoy nauki, tehniki i obrazovaniya. – 2018. – T. 9. – № 2. – S. 2-5. Мальцева Е.В., Дмитриев А.В. Концепция развития аддитивных технологий в индивидуальном жилом строительстве // Жилищное строительство. – 2023. – № 11. – С. 12-18. Mal'ceva E.V., Dmitriev A.V. Koncepciya razvitiya additivnyh tehnologiy v individual'nom zhilom stroitel'stve // Zhilischnoe stroitel'stvo. – 2023. – № 11. – S. 12-18. Кушнир Н.В., Кушнир А.В., Геращенко А.М., Тыртышный А.В. История и технологии трехмерной печати // Научные труды КубГТУ. – Краснодар, 2015. – №6. - С. 1-9. Kushnir N.V., Kushnir A.V., Geraschenko A.M., Tyrtyshnyy A.V. Istoriya i tehnologii trehmernoy pechati // Nauchnye trudy KubGTU. – Krasnodar, 2015. – №6. - S. 1-9. Славчева Г.С. Строительная 3D-печать сегодня: потенциал, проблемы и перспективы практической реализации // Строитель-ные материалы. − 2021. – № 5. − С. 28–36. Slavcheva G.S. Stroitel'naya 3D-pechat' segodnya: potencial, problemy i perspektivy prakticheskoy realizacii // Stroitel'-nye materialy. − 2021. – № 5. − S. 28–36. Гаренский Д.А., Полякова М.А. Сравнительный анализ методов 3D-печати // Актуальные проблемы современной науки, тех-ники и образования. 2022. Т. 13. № 1. С. 16-19. Garenskiy D.A., Polyakova M.A. Sravnitel'nyy analiz metodov 3D-pechati // Aktual'nye problemy sovremennoy nauki, teh-niki i obrazovaniya. 2022. T. 13. № 1. S. 16-19. Паневчик В.В., Самойлов М.В., Некраха С.В. Безопасность расходных полимерных материалов, применяемых в 3D-технологии // Вестник Белорусского государственного экономического университета. – 2019. – № 3 (134). – С. 87-93. Panevchik V.V., Samoylov M.V., Nekraha S.V. Bezopasnost' rashodnyh polimernyh materialov, primenyaemyh v 3D-tehnologii // Vestnik Belorusskogo gosudarstvennogo ekonomicheskogo universiteta. – 2019. – № 3 (134). – S. 87-93. Лам Т.В., Чык Н.Ч., Булгаков Б.И., Александрова О.В. Получение высокопрочного мелкозернистого бетона с помощью технологии 3D-печати // Промышленное и гражданское строи-тельство. 2023. № 9. С. 52-59. Lam T.V., Chyk N.Ch., Bulgakov B.I., Aleksandrova O.V. Poluchenie vysokoprochnogo melkozernistogo betona s pomosch'yu tehnologii 3D-pechati // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroi-tel'stvo. 2023. № 9. S. 52-59. Славчева Г.С., Бритвина Е.А., Ибряева А.И. Строительная 3D-печать: оперативный метод контроля реологических характеристик смесей // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. – 2019. – № 4 (41). – С. 134-143. Slavcheva G.S., Britvina E.A., Ibryaeva A.I. Stroitel'naya 3D-pechat': operativnyy metod kontrolya reologicheskih harakteristik smesey // Vestnik Inzhenernoy shkoly Dal'nevostochnogo federal'nogo universiteta. – 2019. – № 4 (41). – S. 134-143. Козлова И.В., Земскова О.В., Леканов Н.А. Варианты введения тонкодисперсной добавки на основе перлита в цементные композиции//Строительные материалы – 2022 – № 11 – С. 42–49. Kozlova I.V., Zemskova O.V., Lekanov N.A. Varianty vvedeniya tonkodispersnoy dobavki na osnove perlita v cementnye kompozicii//Stroitel'nye materialy – 2022 – № 11 – S. 42–49. Козлова И.В., Синотова М.В. Варианты применения цеолитов в производстве строительных материалов // Техника и технология силикатов. – 2023. – Т. 30, № 2. – С. 116-128. Kozlova I.V., Sinotova M.V. Varianty primeneniya ceolitov v proizvodstve stroitel'nyh materialov // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2023. – T. 30, № 2. – S. 116-128. Kozlova, I., Samchenko, S., Zemskova O. Physico-Chemical Substantiation of Obtaining an Effective Cement Composite with Ultrafine GGBS Admixture, Buildings 2023, 13(4), 925. https://doi.org/10.3390/buildings13040925. Kozlova, I., Samchenko, S., Zemskova O. Physico-Chemical Substantiation of Obtaining an Effective Cement Composite with Ultrafine GGBS Admixture, Buildings 2023, 13(4), 925. https://doi.org/10.3390/buildings13040925. Кириллова Н.К., Алексеева А.Н., Егорова А.Д. Применение аддитивных технологий в строительстве и при изготовлении керамических изделий // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2020. - № 2. - С. 134-141. Kirillova N.K., Alekseeva A.N., Egorova A.D. Primenenie additivnyh tehnologiy v stroitel'stve i pri izgotovlenii keramicheskih izdeliy // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. - 2020. - № 2. - S. 134-141. Крахматова В.Ю., Захаров А.И., Андреев Д.В., Кривощепов А.Ф. Методы аддитивных технологий для производства керамических изделий // Стекло и керамика. 2018. № 12. С. 26-33. Krahmatova V.Yu., Zaharov A.I., Andreev D.V., Krivoschepov A.F. Metody additivnyh tehnologiy dlya proizvodstva keramicheskih izdeliy // Steklo i keramika. 2018. № 12. S. 26-33. Ильющенко А., Талако Т., Лецко А. Аддитивное производ-ство металлических и керамических порошковых материалов // Наука и инновации. – 2024. – № 6 (256). – С. 28-37. Il'yuschenko A., Talako T., Lecko A. Additivnoe proizvod-stvo metallicheskih i keramicheskih poroshkovyh materialov // Nauka i innovacii. – 2024. – № 6 (256). – S. 28-37. Бахтина Т.А., Любомирский Н.В., Бахтин А.С., Николаенко Е.Ю. Разработка материала на основе известково-карбонатно-кальциевых композиций для аддитивных технологий // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2019. - № 4. - С. 8-16. Bahtina T.A., Lyubomirskiy N.V., Bahtin A.S., Nikolaenko E.Yu. Razrabotka materiala na osnove izvestkovo-karbonatno-kal'cievyh kompoziciy dlya additivnyh tehnologiy // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. - 2019. - № 4. - S. 8-16. Crivello Ja., Reichmanis E. Photopolymer Materials and Process-es for Advanced Technologies // Chemistry of Materials. – 2023. – Vol. 26(1) – Рр. 533–548. DOI: 10.1021/cm402262g. Crivello Ja., Reichmanis E. Photopolymer Materials and Process-es for Advanced Technologies // Chemistry of Materials. – 2023. – Vol. 26(1) – Rr. 533–548. DOI: 10.1021/cm402262g. Сарсенгалиева М. Е. Современные 3D-технологии в архитек-туре и строительстве // Молодой ученый. – 2022. – № 17 (412). – С. 45-48. Sarsengalieva M. E. Sovremennye 3D-tehnologii v arhitek-ture i stroitel'stve // Molodoy uchenyy. – 2022. – № 17 (412). – S. 45-48. Мокеева О.Д., Титова Т.С. 3D-печать архитектурных макетов и перспективы оснащения их инженерными системами в процессе печати // Молодой ученый. – 2016. – № 7(111). – С. 128-131. Mokeeva O.D., Titova T.S. 3D-pechat' arhitekturnyh maketov i perspektivy osnascheniya ih inzhenernymi sistemami v processe pechati // Molodoy uchenyy. – 2016. – № 7(111). – S. 128-131. Ревич Ю.В. 3D в натуре // Компьютера. – 2009. – № 8. – С. 37–41. Revich Yu.V. 3D v nature // Komp'yutera. – 2009. – № 8. – S. 37–41. Беккер Ю.Л., Завьялов В.А., Ульянов Р.С., Шиколенко И.А. Актуальность и перспективы концепции квази-естественного освещения // Естественные и технические науки. – 2015. – № 5. – С. 143–145. Bekker Yu.L., Zav'yalov V.A., Ul'yanov R.S., Shikolenko I.A. Aktual'nost' i perspektivy koncepcii kvazi-estestvennogo osvescheniya // Estestvennye i tehnicheskie nauki. – 2015. – № 5. – S. 143–145. Беккер Ю.Л., Завьялов В.А., Ульянов Р.С., Шиколенко И.А. Выявление ключевых аспектов системы совмещенного освещения с позиции соответствия концепции квази-естественного освещения // Естественные и технические науки. – 2015. – № 5. – С. 149–151. Bekker Yu.L., Zav'yalov V.A., Ul'yanov R.S., Shikolenko I.A. Vyyavlenie klyuchevyh aspektov sistemy sovmeschennogo osvescheniya s pozicii sootvetstviya koncepcii kvazi-estestvennogo osvescheniya // Estestvennye i tehnicheskie nauki. – 2015. – № 5. – S. 149–151. Завьялов В.А., Беккер Ю.Л., Ульянов Р.С., Шиколенко И.А. Достижение параметров квази-естественного освещения за счет применения автоматических систем освещения на базе CИД //Системы. Методы. Технологии. – 2014. – №4. – С.88-93. Zav'yalov V.A., Bekker Yu.L., Ul'yanov R.S., Shikolenko I.A. Dostizhenie parametrov kvazi-estestvennogo osvescheniya za schet primeneniya avtomaticheskih sistem osvescheniya na baze CID //Sistemy. Metody. Tehnologii. – 2014. – №4. – S.88-93. Козлова И.В., Дударева М.О. Перспективная добавка на основе системы TiO2-Bi2O3 для цементных композитов // Строительные материалы. – 2023. – №11. – С.100-103. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-819-11-100-103. Kozlova I.V., Dudareva M.O. Perspektivnaya dobavka na osnove sistemy TiO2-Bi2O3 dlya cementnyh kompozitov // Stroitel'nye materialy. – 2023. – №11. – S.100-103. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-819-11-100-103. Самченко С.В., Егоров Е.С. Управление свойствами цементной пасты при ее модифицировании предварительно гидратированной цементной суспензией // Техника и технология силикатов. – 2021. – Т. 28. – № 2. – С. 54-58. Samchenko S.V., Egorov E.S. Upravlenie svoystvami cementnoy pasty pri ee modificirovanii predvaritel'no gidratirovannoy cementnoy suspenziey // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2021. – T. 28. – № 2. – S. 54-58. Козлова И.В., Нечаев К.В. Влияние тонкомолотого шлака на свойства цемента с минеральными добавками // Техника и технология силикатов. – 2018. – Т.25. – №4. - С. 109-114. Kozlova I.V., Nechaev K.V. Vliyanie tonkomolotogo shlaka na svoystva cementa s mineral'nymi dobavkami // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2018. – T.25. – №4. - S. 109-114. Ганиев А.Г. Исследование влияния суперпластификатора на свойства бетона // Актуальные научные исследования в современном мире. – 2019. – №. 12–1. – С. 41–43. Ganiev A.G. Issledovanie vliyaniya superplastifikatora na svoystva betona // Aktual'nye nauchnye issledovaniya v sovremennom mire. – 2019. – №. 12–1. – S. 41–43. Samchenko S.V., Kozlova I.V., Zemskova O.V., Dudareva M.O. Exploring the Surface Chemistry for the Stabilization of Bismuth Titanate Fine Particle Suspensions in Cement Systems // Nanotechnologies in construction. – 2023. – 15 (5). – Рр. 397–407. DOI: 10.15828/2075-8545-2023-15-5-397-407. Samchenko S.V., Kozlova I.V., Zemskova O.V., Dudareva M.O. Exploring the Surface Chemistry for the Stabilization of Bismuth Titanate Fine Particle Suspensions in Cement Systems // Nanotechnologies in construction. – 2023. – 15 (5). – Rr. 397–407. DOI: 10.15828/2075-8545-2023-15-5-397-407. Samchenko, S., Kozlova, I., Zemskova, O., Potaev, D., Tsakhilova, D. Efficiency of stabilization of slag suspensions by polycarboxylate // E3S Web of Conferences. – 2019. – Vol. 91. - №02039. DOI: 10.1051/e3sconf/20199102039. Samchenko, S., Kozlova, I., Zemskova, O., Potaev, D., Tsakhilova, D. Efficiency of stabilization of slag suspensions by polycarboxylate // E3S Web of Conferences. – 2019. – Vol. 91. - №02039. DOI: 10.1051/e3sconf/20199102039. Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р., Зиганшина Л.В. Совершенствование аддитивного строительного производства повышением адгезии слоев при длительных перерывах в процес-се 3D-печати // Известия КГАСУ. – 2024. - № 1(67). – С. 127-134. Muhametrahimov R.H., Galautdinov A.R., Ziganshina L.V. Sovershenstvovanie additivnogo stroitel'nogo proizvodstva povysheniem adgezii sloev pri dlitel'nyh pereryvah v proces-se 3D-pechati // Izvestiya KGASU. – 2024. - № 1(67). – S. 127-134. Tao Y., Yuan Y., Vantyghem G., Van Tittelboom K. Adhesion Properties of Printable Polymer-Modified Concrete for Rock Tunnel Linings // ACI Materials Journal. – 2021. – Vol. 118. – Iss. 6. Tao Y., Yuan Y., Vantyghem G., Van Tittelboom K. Adhesion Properties of Printable Polymer-Modified Concrete for Rock Tunnel Linings // ACI Materials Journal. – 2021. – Vol. 118. – Iss. 6. Tao Y., Lesage K., De Schutter G., Van Tittelboom K. Adhesion studies in view of automated repair using 3D concrete printing // MATEC Web of Conferences. – 2023. – Vol. 378. – P. 03003. Tao Y., Lesage K., De Schutter G., Van Tittelboom K. Adhesion studies in view of automated repair using 3D concrete printing // MATEC Web of Conferences. – 2023. – Vol. 378. – P. 03003. Tao Ya, Ren Q., Vantyghem G., Lesage K., Van Tittelboom K., Yuan Yo., De Corte W., De Schutter G. Extending 3D concrete print-ing to hard rock tunnel linings: Adhesion of fresh cementitious mate-rials for different surface inclinations // Automation in Construction. – 2023. – Vol. 149. - P. 104787. Tao Ya, Ren Q., Vantyghem G., Lesage K., Van Tittelboom K., Yuan Yo., De Corte W., De Schutter G. Extending 3D concrete print-ing to hard rock tunnel linings: Adhesion of fresh cementitious mate-rials for different surface inclinations // Automation in Construction. – 2023. – Vol. 149. - P. 104787. Полуэктова В.А., Кожанова Е.П. Усовершенствование технологии производства сухих строительных смесей для 3D-печати // Технологии аддитивного производства. – 2019. – Т.1. №1. – С. 14-23. Poluektova V.A., Kozhanova E.P. Usovershenstvovanie tehnologii proizvodstva suhih stroitel'nyh smesey dlya 3D-pechati // Tehnologii additivnogo proizvodstva. – 2019. – T.1. №1. – S. 14-23. Полуэктова В.А., Шаповалов Н. А Полимерцементная сухая строительная смесь для 3D-печати // Патент на изобретение RU 2739910 C1, 29.12.2020. Заявка № 2020125199 от 29.07.2020. Poluektova V.A., Shapovalov N. A Polimercementnaya suhaya stroitel'naya smes' dlya 3D-pechati // Patent na izobretenie RU 2739910 C1, 29.12.2020. Zayavka № 2020125199 ot 29.07.2020. Славчева Г.С., Артамонова О.В., Бритвина Е.А., Бабенко Д.С., Ибряева А.И. Двухфазная смесь на основе цемента для композитов в технологии строительной 3D-печати // Патент на изобретение RU 2729283 C1, 05.08.2020. Заявка № 2019133428 от 21.10.2019. Slavcheva G.S., Artamonova O.V., Britvina E.A., Babenko D.S., Ibryaeva A.I. Dvuhfaznaya smes' na osnove cementa dlya kompozitov v tehnologii stroitel'noy 3D-pechati // Patent na izobretenie RU 2729283 C1, 05.08.2020. Zayavka № 2019133428 ot 21.10.2019. Славчева Г.С., Разов И.О., Солонина В.А., Панченко Ю.Ф. Обоснование критериальных требований к наполнителям в со-ставах смесей для строительной 3D-печати // Нанотехнологии в строительстве. - 2023. – Т. 15. - № 4. - С. 310–318. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2023-15-4-310–318. – EDN: IFTQOV. Slavcheva G.S., Razov I.O., Solonina V.A., Panchenko Yu.F. Obosnovanie kriterial'nyh trebovaniy k napolnitelyam v so-stavah smesey dlya stroitel'noy 3D-pechati // Nanotehnologii v stroitel'stve. - 2023. – T. 15. - № 4. - S. 310–318. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2023-15-4-310–318. – EDN: IFTQOV. Шорстова Е.С., Клюев С.В., Клюев А.В. Фибробетон для 3D-печати // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2019. – № 3. – С. 22–27. DOI: 10.34031/article_5ca1f6300a4956.62644399. Shorstova E.S., Klyuev S.V., Klyuev A.V. Fibrobeton dlya 3D-pechati // Vestnik BGTU im. V.G. Shuhova. – 2019. – № 3. – S. 22–27. DOI: 10.34031/article_5ca1f6300a4956.62644399. Ta-Yuan H. Influence of polyolefin fibers on the engineering properties of cement-based composites containing silica fume // Mate-rials & Design. - 2012. - Vol. 37. - Pp. 569 - 576. Ta-Yuan H. Influence of polyolefin fibers on the engineering properties of cement-based composites containing silica fume // Mate-rials & Design. - 2012. - Vol. 37. - Pp. 569 - 576.