3D-printede hjem er i raseri – men løser de noen av menneskehetens problemer?

0
19
housemaine-3d

University of Maine's Biohome kan snart bli en målestokk for rimelige boliger i USA.

University of Maine

Å se en 3D-printer bygge et hus må være en av de mer merkelig meditative — til og med fascinerende — øvelsene som finnes. 

3D-printeren ser nøyaktig ut som de du kanskje har sett, bortsett fra sprengt, som om den var en rekvisitt i Honey I Shrunk the Kids.

Etter å ha blitt satt sammen på stedet av et spartansk mannskap på fire — som i utgangspunktet er alt arbeidet som kreves for å produsere hele grunnmuren og ytre og innvendige vegger i et 3D-printet hus — skriveren strekker seg over hele husets bredde. 

Også: Hvordan komme inn i 3D-utskrift uten å ødelegge (for mange) ting

Med en lengde på rundt 45 fot og plassert på toppen av to 15 fots tårn som en gigantisk, utstrakt, opptrekkbar stang, starter skriveren fra den ene enden og ekstruderer sement som en gigantisk fugepistol-cum-is-dispenser mens den går over til den andre siden.

En uflagget og omhyggelig arbeider legger skriveren metodisk lag på lag av ytre og innvendige vegger i hjemmet, og skriver ut 150 eller mer av disse tre kvart tommene. lag helt opp til ni fot, i de fleste tilfeller.

Du kan sjekke ut hele prosessen i denne videoen.

Vurder byggingen av et vanlig hus, som kan ta alt fra seks til 12 måneder å fullføre.

Den tradisjonelle byggeprosessen starter med å legge ned en betongplate etterfulgt av en treramme (i hovedsak skjelettet til hus bygget med tre), rørleggerarbeid, elektro, takarbeid, kledning (yttervegg), kanaler og ventiler, isolasjon, gips eller platestein, og til slutt interiør.

Innramming alene tar opptil to måneder mens elektrisk og rørleggerarbeid kan ta flere uker.

En 3D-printer, derimot, kan legge ned grunnlaget og deretter rive gjennom å bygge alle veggene i et hus i en sjokkerende lav uke til 10 dager med rørleggerarbeid og elektriske allerede innebygd i platen eller veggene.

I noen tilfeller kan en beskjeden to-roms bolig fullføres på forbløffende 24 timer.

Også: Denne Anker 3D-printeren blåste meg bort og den er perfekt for nybegynnere

Dette er utvilsomt det største spranget i produktivitet som moderne konstruksjon noen gang har sett.

Og det kan være den beste nyheten som boligkjøpere og utviklere noen gang har hørt. I følge boliglånsleverandøren Freddie Mac trenger USA desperat minst 3,8 millioner boligenheter. Økende mangel på arbeidskraft og materiell gjør ikke ting enklere.

Når du inkluderer de svimlende 38 millioner amerikanerne som lever i fattigdom i beregningene dine, blir det bildet enda mer forferdelig. Minst 7,3 millioner utleieenheter av rimelige boliger er et presserende behov for de med svært lave inntekter.

Akk, det er ikke der investorer vil se fete marginer; 3D-printselskaper fokuserer først og fremst på bygninger som ligger i den øvre delen av markedet.

Formfaktor

house-zero

Icon's House Zero har unike innvendige vegger og rom som bare en 3D-printer kan navigere enkelt og uten ekstra kostnader sammenlignet med en konvensjonell konstruksjon.

Icon

Icon, en banebrytende 3D-husbygger, har inngått samarbeid med eiendomsutvikleren Lennar for å bygge et 100-felleshus kalt Wolf Ranch, som ligger i åsene i Georgetown, Texas.  

Disse smarte, konvensjonelle 3- eller 4-roms enhetene kan rives opp rett fra Icons nettsted der kjøpere kan velge mellom åtte forskjellige planløsninger før de forplikter seg til alt fra $450 000 til $500 000 for sitt nye hjem.

Også: De beste skriverne i 2023: For studenter og profesjonelle

Det er imidlertid Icons eksklusive, modernistiske ranchhus fra midten av århundret, 'House Zero' , som avslører de enorme designfordelene til 3D-printede hjem. Her buer yttervegger uregelmessig sammen med landskapet. De ser ikke bare bra ut, men gir også mye mer stivhet.

icons-vulcan-3d-printer

Icons Vulcan 3D-skriver som kan skrive ut et 2000 kvadratmeter stort hus på åtte dager.

Ikon

Spisestuer kan gjøres om til semikokonger, noe som gir intimitet på et blunk. Bad kan gjøres sirkulære, gangene kan bli bølgete ganger, benker kan springe opp uten problemer, øyer og til og med møbler kan lages på et innfall og mellomrom kan åpnes eller stenges av avhengig av ønsket utseende og preg.

< p>For å gjøre alt dette trenger du ikke å ringe flere murere eller designere eller murarbeidere til unnsetning – din pålitelige skriver bryr seg ikke om veggene dine er bølgete eller rette. Den bygger alt og alt uten problemer.

I tillegg eksisterer ikke hodepinen ved å lede et stort mannskap på arbeidsplassen — det er bare tre personer på stedet, hvis du kan forestille deg det. Dette skjelettteamet setter ganske enkelt sammen skriveren, laster opp CAD-designet til den og overvåker deretter utskriftsprosessen, og sørger for at alle lagene danner seg riktig.

Også: 5 veldig nyttige verktøy og dingser for bedre 3D-utskrift

House Zero gjenspeiler mange av disse mulighetene for å leke med form. Det lar deg som en potensiell huseier eller byggherre slippe løs din indre Gaudi og skape noe helt unikt.

Men gir det økonomisk mening?

Du trenger bare å se på kostnadene ved arbeid i en head-to-head-sammenligning av 3D-printede hjem kontra konvensjonelt bygde for å få et inntrykk av hvordan denne sammenligningen kommer til å ende opp.

Med fire arbeidere på stedet i 10 dager, koster arbeidskraften involvert i 3D-printede hjem 80 % mindre enn en konvensjonell, noe som er en enorm besparelse tatt i betraktning at 40 % av et konvensjonelt hjems budsjett er lønnskostnader, ifølge industrimyndigheter som All3DP.

Det er ikke alt. Forsikringsutbetalingene er betydelig lavere fordi det egentlig ikke er noen på arbeidsplassen, noe som betyr langt mindre ansvar. Du kan nonchalant bygge huset ditt gjennom så mange pandemier du vil uten å hyperventilere om at tømmer er tre ganger så mye som prisen.

Dessuten: Dette er den beste og raskeste 3D-skriveren under 300 USD jeg har testet til nå

Det er også 99 % mindre avfall i 3D-utskriftsprosessen siden du skriver ut akkurat det du trenger, og 3D-utskrift forblir upåvirket av kronisk mangel på arbeidskraft for dyktige håndverkere.

Så det er fornuftig at et 3D-trykt hus akkurat nå kan være minst 20 til 30 prosent billigere, ifølge industrianslag.& #xA0;

Icons administrerende direktør sier at bare betongveggen til 'Zero' kostet ham 150 000 dollar, eller halvparten av hva det koster å innramme et hus på vanlig måte med tre. Hele huset kom tilsynelatende inn noen hundre tusen dollar billigere enn en sammenlignbar konvensjonell konstruksjon.

Enda mer iøynefallende er imidlertid det faktum at denne prosessen i dag bare er en åttendedel av hva den kostet når Selskapet startet først 3D-trykkerier, og signaliserte at prisene kan fortsette å falle etter hvert som teknologien blir billigere.

Mighty Buildings fra Oakland, California, som opererer i samme område, om enn med en annen forretningsmodell, har en litt annerledes tilnærming til boligbygging.

Også: Alt du trenger for å begynne å bygge en smart hjem

Det handler om å bruke en 3D-printer til å lage paneler på en fabrikk utenfor stedet og deretter sette dem sammen der hjemmet bygges.

Fordelen med Mighty Building' Prosessen ligger i dens evne til å tilpasse panelene til en rekke tilpassede planer uten å måtte bekymre seg over alle marerittene med en utskriftsjobb på stedet.

Hvis bygget er stort — som et helt nabolag med hjem – selskapet kan bygge sin egen pop-up 'mikrofabrikk' i nærheten for å redusere tid og penger som suges opp av transport og logistikk som involverer paneler.

Å huse de sårbare

Selvfølgelig vil ikke USAs 40 millioner som lever i fattigdom være for mye imponert ennå over den enkle utskriften av buede vegger eller effektivitet i forsyningskjeden.

I nyere forskningsstudier har USA konsekvent den største og dypeste fattigdomsraten blant industrialiserte nasjoner. Usikre boliger er en stor del av det bildet, men det har ikke vært et storstilt 3D-printet initiativ som kan begynne å løse problemet.

Også: ChatGPT kan hjelpe deg med å finne din neste hjem

Det er her 3D-utskrift kan oppfylle sitt sanne løfte. Til sin ære har Icon utforsket dette i Echale-prosjektet sitt, som forsøkte å skaffe rimelige boliger til et økonomisk utsatt samfunn i Tabasco, Mexico.

Resultatene var forbløffende. Hvert hus på 500 kvadratmeter utstyrt med to soverom og ett bad ble skrevet ut i løpet av 24 timer med innebygd gitterarbeid for forbedret luftstrøm i et varmt klima.

Men show-stopperen i rimelige boliger må være BioHome (se ovenfor), trykt av University of Maine's Advanced Structures and Composites Center (ASCC). 

BioHome har blitt født av en uvanlig avtale mellom universitetet og den lokale regjeringen, og drevet av statens erkjennelse av at økonomien kan bli hindret av det faktum at 60% av det mest sårbare segmentet av befolkningen – lavinntekt leietakere — bruker mer enn halvparten av inntekten sin på bolig.

Resultatet av denne bestrebelsen er en 600 kvadratmeter stor prototype som kanskje bare blir en målestokk for resten av landet. Den ble skrevet ut i fire moduler, satt sammen på stedet på en halv dag og koblet til av en elektriker på stedet i løpet av noen timer.

Også: De beste smarthusenhetene i 2023: Ekspert gjennomgått

Selv om husets utseende er uvanlig, er ingeniørarbeidet som har gått inn i det alt annet enn.
BioHome bruker treavfall. fra sagbruk — hvorav 1,2 millioner tonn er lett tilgjengelig — smeltet sammen med et maisbasert bindemiddel som gjør hele huset 100 % resirkulerbart og skitt billig.

Den har også en rekke termiske, strukturelle og miljøsensorer plantet rundt i hjemmet for å følge med på hvordan den presterer under Maines kalde vintre, slik at fremtidige design kan forbedres.

Drept av konstruksjon

Bortsett fra å spesifikt adressere hjemløse og fattige med løsninger som er raske å bygge, er dette en annen måte 3D-hjem vil skinne på. I en fremtid med globale oppvarmingsrelaterte utfordringer, vil bruk av miljøvennlige, resirkulerbare materialer for å erstatte tre og betong bli uomstridelig.

I dag er bygninger ansvarlige for svimlende 40 % av karbonutslippene globalt, ifølge FNs miljøprogram. Så mye som 8 % av utslippene kommer kun fra å lage sement til disse bygningene, mens resten kommer fra driften av dem året rundt.

Med andre ord, det siste vi trenger er en industri som bruker mer sement enn før . Hvert selskap i 3D-printede hjem annonserer sin spesielle blanding. 

Også: AI er mer sannsynlig å forårsake verdens undergang enn klimaendringer, ifølge en AI-ekspert

Icon bruker sin proprietære blanding kalt lavacrete, som selskapet hevder er langt mer spenstig enn vanlig betong. Mighty Buildings lette steinmateriale har fire ganger så høy strekk- og bøyestyrke som betong, veier 30 % mindre og bruker 60 % bærekraftig kilde og amp; resirkulerte komponenter, ifølge selskapet.

Ikke desto mindre bruker disse produktene fortsatt sement og må snarest bevege seg mot materiale som er gjennomsiktig og overveiende klimavennlig, slik at de kan bli målestokker for fremtiden.

veps-leire-hus-kalt-tecla

3D-printet firma WASPs hjem er laget utelukkende av 3D-trykt leire

WASP

Et banebrytende forsøk på å avvike fra sement er dette fantastiske 3D-printede huset bygget av leire av 3D-trykkerfirmaet Wasp som et svar på klimakrisen.

Og hvert prosjekt kan skilte med enorme økninger i strukturell styrke og R-verdier (isolasjonskraft) fra deres proprietære materiale.

Problemet er at det i de fleste tilfeller ikke finnes noen tredjepartsvalideringer av disse påstandene. I tillegg vil både utviklere og boligkjøpere måtte grave dypt inn i områdets byggeforskrifter for å se om de er i stand til å demonstrere at deres spesifikke byggemateriale består.

Dette vil også fortsette å utgjøre en standardisering utfordring for alle involverte parter inntil et helt nytt regelverk er kartlagt med rikelig med innspill fra alle berørte parter.

Også: Er menneskeheten virkelig dømt? Tenk på AIs akilleshæl

"Teknologien er ennå ikke moden eller vanlig nok," Mallikarjuna Nadagouda, en forsker ved Environmental Protection Agency, skrev i en e-post til Yahoo News. “Det finnes ingen koder eller standarder knyttet til produsenter eller spesifikasjoner, og svært få designere vet hvordan de skal designe, spesifisere og anskaffe disse for kommersielle kunder.”

Og til slutt, det viktigste spørsmålet om hvordan vi lever må besvares før 3D-utskrift kan bli salvet som fremtiden for boligbygging.

Det er utbredt global konsensus om at fremtiden for å leve kommer til å være vertikal og ikke en evig ekspansjon på landsbygda . 

Eksperter er enige om at høyere bygninger – som utnytter plassen mer effektivt og krever mindre støttende infrastruktur – må prioriteres i stedet for å bruke millioner på å utvikle evig ekspanderende forsteder som trenger ekspansive nettverk for vann, elektrisitet og veier. 

Inntil 3D-printede hjemmeprosjekter begynner å imøtekomme de som er mest desperate etter et verdig liv og også begynner å bygge noen bransjerelevante koder, vil de stort sett være en nyhetsløsning for de som egentlig ikke trenger en.