4 способа, с помощью которых 3D-печать позволяет использовать экологически чистые материалы в строительстве

За последние несколько лет в области строительной печати было реализовано множество замечательных инициатив:от дронов для 3D-печати до массивных машин бесконечной сборки с кабельным приводом. Однако переход строительства на новый уровень заключается не только в улучшении оборудования, но и в исходных материалах. Ни для кого не секрет, что строительная отрасль может быть расточительной, поскольку она является одним из крупнейших потребителей ресурсов. Хотя 3D-печать снижает уровень отходов, она также открывает новые возможности для новых материалов.

Простое применение одних и тех же старых цементов и методов может вызвать симпатию к этой технологии у некоторых в строительной сфере, но представление пути вперед с устойчивыми, дешевыми и экологически безопасными автоматизированными операциями может дать что-то новое и действительно революционное. В конце концов, 3D-печать предоставила множество возможностей для производства различных материалов, так почему бы не взглянуть на ее потенциал в чередовании строительных блоков наших домов, офисов и, возможно, когда-нибудь, целых городов.

Дом за 1000 долларов от WASP

Рис. 1. Предоставлено WASP

Несмотря на то, что проект WASP не является экологически безопасным на 100%, а также принимая во внимание тот факт, что коммерческая версия может стоить намного больше, чем 1000 долларов, проект Gaia от WASP по-прежнему представляет собой интересное предложение для потенциальных возможностей строительства с использованием новых материалов. Сам дом очень дешевый, стоимость материалов составляет примерно 1000 долларов. Это может послужить важным решением жилищного кризиса и снизить цены на строительство для следующего поколения.

В проекте Gaia используется смесь на основе земли и риса, в то время как бетон составляет основной фундамент здания, а крыша состоит в основном из дерева. WASP продемонстрировал процесс строительства только каркаса, поэтому с электричеством, освещением и сантехникой строителям, возможно, все же придется учитывать затраты на материалы и рабочую силу. Тем не менее, это чудо, что рамка стоит столько же, сколько телефон высокого класса, демонстрируя, насколько далеко продвинулась технология аддитивного производства.

«Gaia представляет собой пример снижения затрат, особенно по сравнению с тепловыми характеристиками, которые обычно достигаются только с другими традиционными системами », — уточнил Массимо Моретти, генеральный директор WASP. «В настоящий момент компания оценивает все возможности выхода на строительный рынок. Вероятно, наиболее надежной стратегией будет строительная служба, в которой наша команда занимается возведением стен. ”

Торфяная печать как альтернатива бетону

Торф в основном состоит из смеси разложившегося растительного материала, произрастающего во многих влажных районах и заболоченных местах. Как природный материал, он имеет потенциал для развития в качестве дешевой альтернативы цементу, и в то же время исследователи предполагают снижение затрат до 90%. Неудивительно, что исследователи из Тартуского университета Эстонии открыли этот способ обработки, учитывая, что он составляет 20% территории Эстонии.

Некоторые могут быть обеспокоены тем, что это будет означать раскопки торфяных земель для всех этих агрессивных промышленных строительных работ. Не нужно бояться, так как он использует только верхнюю, более сухую часть торфа и отходы, такие как сланцевая зола, в качестве основного связующего вещества (что предотвращает щелочность, которая накапливается в материале из-за влажности). Что делает этот материал гораздо более привлекательным, так это то, что нет необходимости в изоляции, наполнителе или даже в звукоизоляции из-за воздухонепроницаемости конструкции.

Это также довольно дешево построить:исследователи оценивают 5000 евро в 3D-печать внешнего каркаса дома площадью 100-150 квадратных метров. Это 1/10 ^th стоимости от традиционных производственных технологий.

Конструкционная печать из конопли для изоляции и панелей

В то время как некоторые чрезмерно рьяные защитники легализации утверждают, что конопля — это чудо-материал, с помощью которого можно добиться чего угодно, они могут немного преувеличивать его полезность. Многие ссылаются на использование «конопляного бетона» как на гораздо лучшую альтернативу традиционному бетону, но, к сожалению, присяжные все еще не согласны с ним из-за его более высокой цены (в зависимости от площади), низкой плотности и отсутствия несущей способности. Однако конопля сама по себе имеет несколько преимуществ, которые делают ее идеальной для определенных частей дома.

Австралийская конопляная компания Mirreco может быть лучшей иллюстрацией этого. Их процедура 3D-печати использует биомассу конопли в качестве материала для изготовления строительных панелей для домов. Mirreco специализируется на машинах, которые могут обрабатывать целое растение конопли и разделять его на различные элементы, предоставляя множество биоразлагаемых вариантов для строительного сектора.

Конопля является очень универсальным материалом, поскольку из нее можно производить более вязкие материалы для таких вещей, как веревки и сумки, или спрессовывать в более твердую твердую массу для панелей и изоляции. Пока проект все еще находится в разработке, Mirreco нашла партнера в Arcforms, который хочет помочь продемонстрировать потенциал конопляной биомассы в строительном секторе, строя дома. Это также способствует выращиванию растений, которые могут помочь сократить выбросы углерода в атмосферу, что дает дополнительные преимущества.

Бамбуковые композиты вместо дерева

Материалы биологического происхождения могут обеспечить уникальную текстуру для дизайна и могут быть легко доступным сырьем для многих проектов. Бамбук, например, быстро растет в самых разных климатических условиях, и некоторые его виды вырастают более чем на три фута в день. Он может обволакивать на 35 % больше массы с гектара, чем эквивалентное количество для деревьев, и, кроме того, это натуральный органический продукт, не требующий удобрений или пестицидов.

«Бамбук обладает интересными свойствами, и мы можем получать его в больших количествах », — сказал ученый Сойдан Озджан из отдела материаловедения и технологий Окриджской национальной лаборатории. В проекте было использовано около 10 000 фунтов материала, что сделало его самым большим из когда-либо заказанных DesignMiami.

Даже помимо бамбука существует множество других природных материалов, которые позволяют лучше использовать 3D-печатные формы, обеспечивая более дешевую и более устойчивую альтернативу нашим нынешним материалам. Вырубка лесов, выбросы углерода и небиоразлагаемые отходы становятся такими большими проблемами, что пора бы нам начать думать (и действовать) по-другому!

Избранные изображения предоставлены WASP, Эстонской торфяной ассоциацией, Mirreco и национальной лабораторией Ок-Ридж.