3D-geprinte huizen

Het is al moeilijk te zeggen wie als eerste bedacht om 3D-printen te gebruiken om modellen van bouwwerken te maken, maar het is een feit dat de technologie voortaan een integraal onderdeel van de bouwsector zal worden.

Voordelen van 3D-geprinte huizen

Er zijn verschillende goede redenen waarom een 3D-geprint huis elke dag populairder wordt: het vermogen om het werk van bouwvakkers, ontwerpers, planners en een aantal andere werknemers te vergemakkelijken, evenals de bouwtijd van een turn-key huis te verkorten en financiële kosten te verlagen. Dit laatste wordt verklaard door het feit dat de technologie ook helpt om het aantal alle elementen in het huis te berekenen, zoals ramen, deuren, trappen, plafonds, om de meest nauwkeurige volumes bouwmaterialen te berekenen. Zo hoeft u geen overtollige goederen weg te gooien waarvoor al betaald is.

Veel consumenten en nieuwkomers in 3D-ontwerp vragen zich af wanneer 3D-geprinte huizen beschikbaar zullen zijn? Geprinte bouwobjecten worden overal ter wereld gevonden, ook in Rusland. Het blijft aan ons om het concept van bouwprinten van volumetrische huizen te begrijpen, hoeveel een 3D-geprint huis kost, en ook wat de voordelen en nadelen van de technologie zijn.

Bouwtechnologie: hoe krijg je een 3D-geprint huis?

Specialisten in de VS, China en Engeland hebben geprobeerd een huis te creëren dat met een 3D-printer is gebouwd. Het belangrijkste probleem waar ze allemaal mee te maken hadden, was het ontbreken van de benodigde materialen. Als we het hebben over het ontwerpen van driedimensionale objecten, dan wordt in dat geval plastic gebruikt. Als we het hebben over het creëren van bouwobjecten, is het niet geschikt vanwege het onvermogen om lage temperaturen te weerstaan en geluiden te absorberen. Deze twee parameters zijn vooral belangrijk bij de creatie van zowel woon- als commerciële gebouwen.

Nog niet zo lang geleden werd een speciale cementsoort ontwikkeld om dit probleem op te lossen. Dit materiaal maakt het mogelijk om objecten met verschillende ontwerpen en vormen te creëren: afgerond, gebogen, hoekig, bolvormig en andere. Het is juist dit type cement dat het mogelijk maakt om elementen en delen van huizen te creëren die geschikt zijn voor technische kenmerken.

Als antwoord op de vraag waarvan 3D-geprinte huizen nu gemaakt zijn, kunnen we zeggen dat dit een speciale cementmengsel is die is ontworpen voor 3D-printen. Tegenwoordig wordt het echter aangevuld met extra elementen: cellulose, glasvezel, deeltjes van bouwafval, polymeervezel.

Nadat het materiaal voor 3D-geprinte huizen was ontwikkeld, was het mogelijk om het eerste 3D-geprinte bouwobject in de geschiedenis te creëren. Hiervoor moesten de volgende stappen worden doorlopen:

1. Creatie van een 3D-scan voor 3D-printen.
2. Verdeling van het project op de computer in lagen in dwarsdoorsnede.
3. Printen van het model op de printer door laag voor laag cement aan te brengen totdat er een enkel object ontstaat.
4. Koelen van het afgewerkte object om het te laten uitharden.

Nadat de geprinte driedimensionale elementen van de structuur zijn uitgehard, kunnen ze worden gebruikt in de bouwsector om huizen te bouwen. Bouwprinters kunnen verschillende bouwcomponenten maken: bogen, zolders, dragende muren en balken, kisten. Deze aanpak helpt om de bouw van een huis aanzienlijk te vergemakkelijken.

Eerste huis gebouwd met 3D-printer: TOP-bekende driedimensionale huizen ter wereld

Direct nadat de speciale klei voor het creëren van driedimensionale elementen van bouwobjecten werd ontwikkeld en getest, gingen specialisten aan de slag. Sommigen faalden, anderen behaalden weinig succes. Als we het hebben over een volwaardig, voltooid werk, dan werd het eerste 3D-geprinte huis gemaakt door het architectenbureau Mario Cucinella Architects samen met de leider op het gebied van 3D-printen – het Italiaanse bedrijf Wasp.

Hiervoor werden meerdere printapparaten en lokale grond tegelijkertijd gebruikt. De bouw duurde 200 uur. Het project kreeg de naam Tecla, wat vertaalt als “klei en technologie.” Het object is 100% milieuvriendelijk, omdat het niet nodig was materialen te importeren en er geen bouwafval nodig was om het te creëren. De oppervlakte van de eerste woning in de geschiedenis, gemaakt met een speciale printer, bedroeg 60 vierkante meter. Het bevindt zich in Italië, in de stad Ravenna.

Het eerste huis gebouwd met 3D-technologie in Europa. Het bevindt zich in Nederland. Het was het eerste bouwproject met vijf huizen van Saint-Gobain Weber Beamix, ontworpen door Milestone. Een getrouwd stel uit Amsterdam is er gaan wonen. De woonoppervlakte is 94 vierkante meter. Bij de bouw zijn 24 betonnen constructies gebruikt.

Het grootste 3D-geprinte huis gemaakt door het Irkoetskse bedrijf Apis Cor werd opgenomen in het Guinness Book of Records. De oppervlakte van het gebouw is 640 vierkante meter en de hoogte is 9,5 meter.

3D-printer bouwt huis: voordelen en nadelen van 3D-huizen

Voordat u ontdekt hoe duur een 3D-geprint huis is om zaken te doen of een bestelling te plaatsen, is het nuttig om alle voor- en nadelen van deze technologie te bestuderen. Onder de voordelen vallen de volgende punten:

• hoge snelheid van woningbouw;
• bestendigheid tegen lage temperaturen en vocht;
• duurzaamheid – het vermogen om continu te werken zonder onderbreking;
• veelzijdigheid – u kunt diverse elementen maken – van trappen en banken tot dragende muren en torens;
• meervoudige optimalisatie van structurele details tijdens de ontwikkeling van een driedimensionaal model;
• gemak van montage thuis;
• besparing van arbeid en geld.

Gezien de prijs van een 3D-geprint huis vragen velen zich af of ze dat geld waard zijn, als de technische kenmerken van de materialen eigenlijk niet verschillen van de standaard die we gewend zijn? Het draait allemaal om het milieu. Het is absoluut, zowel met betrekking tot het object zelf als het proces van de creatie ervan, aangezien er na de bouw geen afval overblijft.

Als we het hebben over de nadelen, dan behoren tot deze:

• hoge kosten van apparatuur – hoewel dit criterium niet echt een minpunt is, als we rekening houden met het feit dat de apparatuur wordt gekenmerkt door hoge productiesnelheid en snelle terugverdientijd;
• je kunt geen dak creëren, dus bij traditionele woningen moet je een dak maken van klassieke bouwmaterialen;
• lage populariteit en vraag op de binnenlandse markt.

Nu wordt duidelijk wat een 3D-geprint huis is, wat de sterke en zwakke punten zijn.

Prijs van 3D-geprint huis: projectkosten

Als we het hebben over de kosten van gebouwen die met een 3D-printer zijn gemaakt, gaat het meer om de technologie zelf. Vandaag de dag is deze duur en exclusief. De gemiddelde kosten van één eenheid zijn $15.000. Dit zijn minder bekende merken. Als we populaire typen apparatuur nemen, kosten ze meer – vanaf $30.000 en meer.

Dit is een innovatieve techniek die technologisch geavanceerd is. Hoewel u net zoveel moet uitgeven aan standaard machines voor het bouwen van een huis, is hun terugverdientijd lager. Dus hier is een andere manier om ernaar te kijken: u kunt het geld dat aan de bouw van een 3D-object is besteed, terugverdienen na het opleveren van 1-2 projecten, wat gelijk is aan een periode van 90 tot 120 dagen.

Kenmerken van materialen voor het creëren van huizen met een 3D-printer

Zoals al vermeld, wordt de bouw van 3D-huizen uitgevoerd op basis van speciaal beton. Het lijkt een onopvallend materiaal en er zouden geen moeilijkheden mogen zijn bij het gebruik ervan. En toch zijn deze er, en zijn ze gerelateerd aan de consistentie van de grondstoffen. Tijdens het passeren door de extruder ontstaan er vaak moeilijkheden als het beton niet vloeibaar genoeg is. De consistentie moet middelhoog zijn zodat het niet barst en ook in gelijkmatige lagen wordt aangebracht.

Het is belangrijk dat het materiaal snel droogt en uithardt om zijn vorm te houden. Als het proces te snel verloopt, kunnen de lagen die elkaar overlappen hun chemische eigenschappen verliezen, waardoor ze simpelweg geen tijd hebben om aan elkaar te plakken om één figuur te vormen.

Als het cement heel snel uithardt met het werkoppervlak of met een andere laag materiaal, bestaat het risico dat de mondstuk verstopt raakt en de printer kapotgaat.

Om de sterkte van beton te verhogen worden er plastificeermiddelen aan toegevoegd. Dankzij deze toevoegingen worden de technische kenmerken van het grondmateriaal verhoogd, namelijk de mobiliteit en vochtbestendigheid.

En nog een belangrijk punt: niet hetzelfde beton als dat in de klassieke bouw wordt gebruikt, moet worden toegepast, maar innovatief beton. Hiervoor wordt een speciale fijnkorrelige mengsel gebruikt.

Soorten bouw 3D-printers

Er zijn verschillende typen printapparaten die speciaal zijn ontworpen voor de bouwsector en het bouwen van milieuvriendelijke objecten met behulp van 3D-printtechnologie. Overweeg de meest populaire onder hen:

1. XYZ-printers, of portaalprinters. Gebruik deze techniek als het bouwobject klein, compact is en in één keer kan worden geprint. Wordt ook gebruikt voor grote huizen. In dat geval wordt de apparatuur naar de werkplaats gebracht om aparte onderdelen van de structuur te maken. Er kan ook een optie zijn waar de printer binnen het gebouwde object wordt geplaatst. Dit maakt het mogelijk om binnenmuren en scheidingswanden te printen.
2. Delta-printers. Ze helpen bij het creëren van interessante figuren met complexe configuraties. Ze onderscheiden zich door het ontbreken van binding aan driedimensionale geleiders.
3. Robots. Dit zijn robotarmen die tot de industriële categorie behoren. Verbonden met en bestuurd door een computer. Ze kunnen ook handmatig op afstand worden bediend, wat ook handig is.
4. D-Shape. Het materiaal wordt niet in de vorm van een oplossing gebruikt, maar in droge vorm. De grondstoffen worden in lagen gelegd, waarna ze worden verdicht en geïmpregneerd met een speciale substantie om de eindvorm en de benodigde kenmerken te geven.

Dankzij deze innovatieve technologie is het mogelijk om een driedimensionaal woningproject van tevoren te ontwikkelen om te begrijpen hoe het 3D-geprinte huis er binnen en buiten uit zal zien na de bouw.