Sajnos mostanában az építőipar példátlan kihívásokkal néz szembe. A szakképzett munkaerő kiöregedése, és az építőanyagok hiánya és elérhetősége felhajtja a költségeket, emellett globális lakáshiány van, és az éghajlatváltozás káros hatásai világszerte minden eddiginél egyértelműbben törnek a felszínre.

Kapcsolódó cikkek

• Hogyan alakítják át a 3D nyomtatási technológiák az építészetet ?
• 3D háznyomtatás folyamata

Ezért a hagyományos építési módszerek megkérdőjelezése és az innováció határainak feszegetése kiemelt prioritássá vált, ami arra kényszeríti az építőipart hogy új technológiákat vezessen be, ahogyan mérföldes lépésekkel közelednek a digitális átalakulás korszakába.

Van azonban egy innováció, amely különösen ígéretesnek tűnik: A 3D-vel ház, lakás, vagy lakótér nyomtatása az építőipar területén. Bár viszonylag nem annyira új keletű (de még nincs is elterjedve), a 3D-nyomtatás a technológiával már sikeresen építettek (nyomtattak) számos építőipari szerkezetet, házat, vagy különleges kialakítású lakótereket, átformálva az általunk ismert lakásépítést.

Ezért a 3D-nyomtatás a közeljövőben nagyon is életképes alternatívát jelenthet a hatékonyabb, fenntarthatóbb és költséghatékonyabb tömeges lakásépítési megoldásokhoz, pozitívan befolyásolva az emberek életét, és hozzájárulva a zöldebb, egészségesebb városokhoz.

Hogyan nyomtatnak házakat ?

Egyszerűen fogalmazva, a háromdimenziós formák egy számítógép által vezérelt nyomófejből, (és annak segédberendezéseiből állnak mint például a szivattyú) állnak, (amiből a betont, vagy esetleg más építőanyagot nyomnak ki) ami szinte milliméter pontosan a megadott helyre, és a megfelelő mennyiségben nyomja ki az építőanyagot, így (legtöbbször falakat, de már akár a tetőszerkezetet is) rétegről rétegre lehet egy teljes épületet, alapokat, oszlopokat, lépcsőket és más épületelemeket kialakítani.

Az ilyen módszerrel „épített” házaknak a formái egész különlegesek is lehetnek a variálhatóság miatt, ami nagy építési szabadságot ad a tervezőknek vagy építészeknek.

Mivel a 3D-nyomtatórendszer mobil, alkalmas előregyártásra és helyszíni alkalmazásra is, így nincs szükség gyakori áthelyezésre és kalibrálásra. A nyomtató összeszerelése után három tengely mentén működik egy rögzített fémkereten, és bármely irányban konfigurálható a legkülönbözőbb épületelemekhez.

Hatékonyság

Kétségtelen, hogy a nyomtatási folyamat jelentős lehetőséget kínál a hatékonyság és a termelékenység növelésére. Nemcsak, hogy kezdettől fogva nagyfokú tervezési megbízhatóságot kínál, hanem alacsony koordinációs és ellenőrzési erőfeszítéseket is igényel.

A hagyományos anyagokkal, például fával vagy téglával a házak építése hónapokig vagy évekig is eltarthat. A 3D nyomtatóval azonban az építési idő drasztikusan lecsökken, így a munkaterületen az építési idő körülbelül 60%-át, és a munkaerő 80%-át lehet megtakarítani.

Ez azt jelenti, hogy egy ház az alapoktól kezdve néhány nap alatt felépíthető, ami szintén kevesebb költséget jelent. És a hagyományos építéssel ellentétben – ahol a pontosságot az emberi hiba vagy a helyszíni körülmények korlátozzák – az így kapott épület a digitális modell pontos másolata, mintha egy képet nyomtatnának papírra. Ebben az értelemben az automatizált folyamat kevés felügyeletet és kézi beavatkozást igényel, csökkentve a tervezési hibák és a munkások sérülésének esélyét.

Fenntarthatóság

Az alacsony erőforrásigény és az energiahatékonyság gyakran a fenntarthatóság szinonimája. Bár még valamennyi időnek el kell telnie ahhoz, hogy a 3D építőiparral kapcsolatos nyomtatás 100%-ban környezetbarát legyen, az biztos, hogy kiemelkedő környezeti előnyöket kínál, különösen a hagyományos módszerekkel összehasonlítva.

Amellett, hogy üreges építőelemeket nyomtat, amelyek természetesen kevesebb anyagot igényelnek, a nyomtató pontosan annyi anyagot használ fel, amennyi a digitális modellben ki lett számítva, így végső soron a legnagyobb mértékben minimalizálja a betonfelhasználást. És mivel nincs szükség helyszíni beépítésre vagy zsaluzásra, az építési hulladék – amely normál esetben a hulladéklerakóban kötne ki – jelentősen csökken. 

Emellett a 3D-nyomtatókat az organikus építészetet szem előtt tartó, fenntartható és megújuló anyagokból, például vályogból vagy akár bambuszkompozitból készült szerkezetek készítésére is alkalmassá lehet tenni. Így a nyomtatott épületek kevesebb anyag felhasználásával, kevesebb hulladék keletkezésével, a szállítási igények csökkentésével és a természetes vagy újrahasznosított anyagok felhasználásával drasztikusan csökkenthetik szénlábnyomukat.

Tervezési rugalmasság a 3D-s építés során

Annak ellenére, hogy a 3D nyomtatás egy automatizált eljárás, amely képes ugyanazt a modellt többször is előállítani, nagy tervezési rugalmasságot biztosít. Mivel a digitális modellen belül könnyen elvégezhetők a változtatások, a rendszer egyedi tervek szerint is konfigurálható, ezáltal gyakorlatilag bármilyen felület és forma kialakítása lehetséges: íves falak, sima vagy érdes felületek, bármilyen síkok vagy szögletes formák. Ily módon az építészek még egy rendkívül produktív folyamat során is képesek felfedezni a kreatív lehetőségeket, hogy egyedi, innovatív és figyelemfelkeltő épületeket hozzanak létre.

A 3D-s építkezés lehetővé teheti lakhatási problémák kezelését

Becslések szerint a világ lakossága közül 900 millió ember él nyomornegyedekben, míg 330 millió városi háztartás nem jut megfizethető, megfelelő és biztonságos lakhatáshoz (Magyarországon is lehetne pár tízezer ilyen lakást nyomtatni). Az árak folyamatos emelkedésével ez a szám várhatóan csak növekedni fog. Ezért a 3D-s technológiával való háznyomtatás – amely képes arra, hogy eddig nem látott ütemben, magas minőségű, költséghatékony és környezetbarát épületeket hozzon létre – képes lehet arra, hogy fenntarthatóbb módon kezelje a jelenlegi lakhatási vészhelyzetet. 

Mivel sok otthont lehet „legyártani” ugyanazzal a szoftverrel, modellel és anyaggal, ez a megoldás a szükségszállások számára is életképes megoldást jelenthet. És nyilvánvaló, hogy a folyamat hatékonysága nem feltétlenül jelenti azt, hogy az építészeknek kompromisszumot kell kötniük a kreativitás és az esztétikum terén. Mivel a 3D nyomtatás nagyfokú tervezési rugalmasságot tesz lehetővé, könnyű egyensúlyt teremteni a szépség, a forma és a funkció között.

A sok sikeresen kinyomtatott otthon már bizonyosan a helyes irányba mutat. Ahhoz azonban, hogy valóban olyan jövő jöjjön el, ahol a 3D nyomtatás a tömeges lakásépítés normájává válik, még számos kihívást kell leküzdeni ahhoz hogy a hagyományos módszereket felváltja. Ilyen például az országok szigorú építési követelményeihez való alkalmazkodás, a nagy népsűrűségű területek kezelése, a különböző időjárási körülményekre való megfelelő reagálás, az anyagok körforgásának javítása az életciklusuk végét követően, a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése, valamint a technológia még megfizethetőbbé tétele, hogy az elősegítse a hozzáférést a kiszolgáltatottabb rétegeknek.