4 manieren waarop 3D-printen duurzame materialen naar de bouw brengt

Constructieprinten heeft de afgelopen jaren veel geweldige initiatieven opgeleverd, van 3D-printdrones tot enorme kabelaangedreven, oneindig te bouwen machines. Het naar een hoger niveau tillen van de constructie gaat echter niet alleen over het verbeteren van de hardware, maar ook over het invoermateriaal. Het is geen geheim dat de bouwsector verspillend kan zijn, omdat het een van de grootste verbruikers van hulpbronnen is. Hoewel 3D-printen het afvalniveau verlaagt, biedt het ook kansen in nieuwe, nieuwe materialen.

Het simpelweg toepassen van dezelfde oude cementsoorten en methoden kan de technologie voor sommigen in de bouwsector geliefd maken, maar het presenteren van een weg vooruit met duurzame, goedkopere en milieuvriendelijkere geautomatiseerde operaties kan iets nieuws en echt ontwrichtends aan de mix opleveren. Per slot van rekening heeft 3D-printen veel verschillende materiaalmogelijkheden opgeleverd voor productie, dus waarom niet kijken naar het potentieel ervan om de bouwstenen van onze huizen, kantoren en, misschien ooit, hele steden af ​​te wisselen.

WASP's huis van $1.000

Figuur 1 Met dank aan WASP

Hoewel niet 100% duurzaam, en ook rekening houdend met de realiteit dat de commerciële versie veel meer dan $ 1.000 kan kosten als alles gezegd en gedaan is, vertegenwoordigt het Gaia-project van WASP nog steeds een interessante propositie voor potentiële constructiemogelijkheden met nieuwe materialen. Het huis zelf is ultragoedkoop en komt neer op ongeveer $ 1.000 aan materiaalkosten. Het zou een cruciale oplossing kunnen zijn voor de huizencrisis en de bouwprijzen voor de volgende generatie verlagen.

Het Gaia-project maakt gebruik van een mengsel op basis van aarde en rijst, terwijl beton de fundering van het hoofdgebouw vormt en het dak grotendeels uit hout bestaat. WASP demonstreerde het proces om alleen het frame te bouwen, dus met de elektriciteit, verlichting en sanitair moeten bouwers mogelijk nog steeds rekening houden met materiaal- en arbeidskosten. Dat gezegd hebbende, is het een wonder dat het frame net zoveel kost als een high-end telefoon, wat aantoont hoe ver de technologie voor additieve productie is gekomen.

"Gaia vertegenwoordigt een voorbeeld van lagere kosten, vooral in vergelijking met de thermische prestaties die gewoonlijk alleen worden verkregen met verschillende traditionele systemen ”, legt Massimo Moretti, CEO van WASP, uit. “Op dit moment evalueert het bedrijf elke mogelijkheid om de bouwmarkt te betreden. De meest betrouwbare strategie is waarschijnlijk een bouwservice, waarbij ons team betrokken is bij de wandconstructie. ”

Turfdruk als betonalternatief

Turf bestaat voornamelijk uit een mengsel van ontbonden plantaardig materiaal dat inheems is in veel vochtige gebieden en wetlands. Als natuurlijk materiaal heeft het potentieel om zich te ontwikkelen als een goedkoop alternatief voor cement en tegelijkertijd suggereren onderzoekers kostenbesparingen tot 90%. Het is geen verrassing dat het een onderzoeker van de Estse Universiteit van Tartu was die deze verwerkingsmethode ontdekte, aangezien het 20% van het Estse land uitmaakt.

Sommigen zijn misschien bang dat dit het afgraven van de veengebieden voor al die agressieve industriële bouwactiviteiten zou betekenen. U hoeft niet bang te zijn, want het gebruikt alleen het bovenste drogere deel van het veen en afvalproducten zoals olieschalie-as als het belangrijkste bindmiddel (wat de alkaliteit voorkomt die door vocht in het materiaal ontstaat). Wat het materiaal veel wenselijker maakt, is dat er door de luchtdichtheid van de constructie weinig behoefte is aan isolatie, vulmiddel of zelfs geluidsisolatie.

Het is ook vrij goedkoop om te bouwen, met onderzoekers die € 5.000 schatten om het buitenste frame van een huis van 100-150 vierkante meter in 3D te printen. Dat is 1/10 ^de van de kosten van traditionele productietechnieken.

Hennepconstructieprinten voor isolatie en panelen

Hoewel sommige overijverige verdedigers van legalisatie beweren dat hennep een wondermiddel is dat alles kan bereiken, overdrijven ze misschien een beetje het nut ervan. Velen hebben het gebruik van "hennepbeton" genoemd als een veel beter alternatief voor traditioneel beton, maar helaas is de jury er nog steeds niet over uit vanwege de hogere prijs (afhankelijk van het gebied), de lage dichtheid en het gebrek aan draagvermogen. Hennep zelf heeft echter verschillende voordelen die het ideaal maken voor bepaalde delen van huizen.

Het Australische hennepbedrijf Mirreco is hier misschien wel de beste illustratie van. Hun 3D-printprocedure maakt gebruik van hennepbiomassa als materiaal voor de fabricage van bouwpanelen voor huizen. Mirreco is gespecialiseerd in machines die een hele hennepplant kunnen verwerken en scheiden in verschillende items, waardoor er veel biologisch afbreekbare mogelijkheden zijn voor de bouwsector.

Hennep is een zeer veelzijdig materiaal omdat het draderige materialen kan produceren voor dingen zoals touwen en tassen of kan worden samengeperst tot een hardere, vaste massa voor panelen en isolatie. Terwijl het project nog in ontwikkeling is, heeft Mirreco een partner gevonden in Arcforms, die wil helpen het potentieel voor hennepbiomassa in de bouwsector onder de aandacht te brengen door huizen te bouwen. Het bevordert ook de groei van planten die kunnen helpen de koolstof in de atmosfeer te beteugelen, dus er is een bijkomend voordeel aan verbonden.

Bamboecomposieten in plaats van hout

Bio-afgeleide materialen kunnen een unieke textuur voor ontwerp bieden en kunnen gemakkelijk beschikbare grondstof zijn voor veel projecten. Bamboe groeit bijvoorbeeld snel in een groot aantal klimaten en sommige soorten groeien meer dan een meter per dag. Het kan 35% meer massa per hectare bevatten dan de equivalente hoeveelheid voor bomen en bovendien is het een natuurlijk biologisch product dat geen kunstmest of pesticiden vereist.

"Bamboe heeft interessante eigenschappen en we kunnen er een groot volume van verkrijgen ”, zei wetenschapper Soydan Ozcan van de Materials Science and Technology Division van Oak Ridge National Laboratory. Het project gebruikte ongeveer 10.000 pond materiaal, waarmee het de grootste is die ooit in opdracht van DesignMiami is gemaakt.

Zelfs naast bamboe zijn er tal van andere natuurlijke grondstoffen die een beter gebruik van 3D-geprinte vormen mogelijk maken, wat goedkopere en duurzamere alternatieven biedt voor onze huidige materialen. Nu ontbossing, koolstofemissies en niet-biologisch afbreekbaar afval zulke grote problemen worden, zou het hoog tijd moeten worden dat we anders gaan denken (en handelen)!

Bekende afbeeldingen met dank aan WASP, Estonian Peat Association, Mirreco &Oak Ridge National Laboratory.