Nakagawa na ba ng House 3D Printing?

Sa labas ng industriya ng additive manufacturing (AM), madalas makikita ng isa ang konsepto ng additive construction na tinutukoy bilang "house 3D printing" o "3D printed construction." Tingnan lamang ang mga resulta ng GoogleGOOG
keyword tool sa ibaba. Sa bahagi, ito ay nagpapahiwatig ng antas ng kamalayan na mayroon ang pangkalahatang publiko sa partikular na sektor na ito, dahil ang karamihan sa mga pangunahing balita ay sumasaklaw sa pagtaas ng bilang ng mga bahay na ginagawa na ngayon gamit ang mga konkretong 3D printing techniques. Gayunpaman, ang additive construction ay umaabot na ngayon sa punto kung saan ang sektor ay pinahahalagahan para sa 3D printed housing at higit pa.

Nagawa Na Ng Additive Construction

Ito ay hudyat ng isang bilang ng mga pag-unlad, lalo na ang bilang ng mga napakalaking manlalaro na pumasok sa espasyo. Marami sa mga headline na nakikita natin ngayon ay binubuo ng ilang maliliit na startup, kabilang ang ICON at COBOD, na bumuo ng mga construction 3D printing system. Gayunpaman, ang kanilang mga customer ay ilan sa pinakamalaki sa planeta.

Halimbawa, COBOD—nai-back ng $1.8 bilyong PERI Group—ay ang supplier para sa GE, na kamakailan ay nagtayo ng pinakamalaking additive construction facility sa mundo para sa 3D print concrete base para sa mga wind turbine. Holcim, ang humigit-kumulang $28-bilyon na higanteng semento sa mainit na tubig para sa paggawa deal kasama ang ISIS sa Syria, ay isa pang customer ng COBOD. Gumagamit ito ng mga COBOD machine sa 3D print na mga tahanan at paaralan sa Africa sa pamamagitan ng non-profit na grupo nito 14 na puno.

Ang mga customer ng ICON ay malamang na mas malaki pa. Bilang karagdagan sa pakikipagtulungan sa mas maliliit na developer ng pabahay, ang mga pangunahing kasosyo ng ICON ay ang NASA at ang US Department of Defense. Para sa US Army, may 3D printed ang ICON mga silungan ng sasakyan at malalaking kuwartel.

Samantala, ang iba pang mga conglomerates ay pumapasok sa sektor, kabilang ang CEMEX, ang ika-5 pinakamalaking kumpanya ng mga materyales sa gusali sa mundo; Sika, isang Swiss chemical giant na may kasalukuyang market capitalization na $38 bilyon; at Saint-Gobain, isa sa pinakamatanda at pinakamalaking construction materials multinationals sa mundo na may mga kita na humigit-kumulang $47 bilyon.

Saan Nagmula ang Additive Construction?

Ang Wohlers Associates, na pinapagana ng ASTM International, ay ang pinakaluma at pinaka-iginagalang na consulting firm ng 3D printing industry. Noong Abril 2022, construction 3D printing expert Stephan Mansour sumali sa Wohlers bilang isang associate consultant, nag-aalok ng isa pang senyales na ginawa ito ng additive construction. Alam namin na ang construction 3D printing ay higit pa sa "house 3D printing," ngunit saan ito nanggaling? May ilang sagot si Mansour.

Ayon sa espesyalista, ang additive construction ay nakakuha ng malaking tulong mula sa Middle East, kung saan inihayag ng United Arab Emirates ang 2030 Vision nito at inihayag ng Saudi Arabia ang kanilang proyekto ng NEOM. Ang dating hinahangad na gumawa 25 porsiyento ng mga gusali ng Dubai na 3D na naka-print noong 2030, habang ang huli ay nag-iniksyon ng $500 bilyon para sa pagpaplano at pagtatayo mula sa Public Investment Fund ng Saudi Arabia at mga internasyonal na mamumuhunan.

"Bilang tugon, sinimulan ng mga pangkalahatang kontratista ang mga pagsisikap na higit pang mag-imbestiga at mapagtanto ang additive para sa konstruksyon bilang isang tool upang maihatid ang mga kinakailangang layunin," sabi ni Mansour. "Ang mga kumpanya ng tala at pangunahing manlalaro sa rehiyon ng gulf ay kasama ang BAM Infra, BESIX, Freyssinet, Vinci, ACCIONA, at Consolidated Contractors Company. Ang mga pagsulong at tagumpay ng Europa sa additive para sa konstruksiyon sa nakalipas na anim na taon ay direktang resulta ng mga naunang nabanggit na kumpanya. Batay sa Europa at nagtatrabaho sa pakikipagtulungan sa iba't ibang mga supplier ng materyal, mga teknikal na institusyon, at mga pagsisimula ng pag-print ng 3D ng konstruksyon, tinitingnan nilang magkaroon ng additive para sa konstruksiyon bilang isang tool sa sektor."

Ito ay higit pang hinimok ng kumbinasyon ng mga epekto ng pandemya at ang negatibong epekto ng mga tradisyonal na teknolohiya sa konstruksiyon sa ating ecosystem. Ayon kay Mansour, ang mga isyu tulad ng mga puwang sa supply chain, pagbaba ng lakas paggawa, pagtaas ng demand para sa konstruksiyon, pagtaas ng mga gastos sa materyal, at mga gastos sa pagpapanatili ng kliyente "ay nagtutulak sa sektor ng AEC na pag-isipang muli ang status quo at lumipat patungo sa additive para sa konstruksiyon."

Ano ang Susunod para sa Construction 3D Printing?

Habang nangyayari ang tumaas na pag-aampon na ito, mayroong dalawang pangunahing lugar na kumakatawan sa susunod na yugto ng pag-unlad para sa additive construction, ayon kay Mansour: pagpapahusay sa teknolohiya at ginagawa itong mas napapanatiling. Sa unang bahagi, makikita natin ang mga feature gaya ng automated na pagsubaybay sa pag-print sa pamamagitan ng paggamit ng mga sensor at artificial intelligence na ginagamit upang mapabuti ang kalidad ng pag-print. Bukod pa rito, ang proseso ng pag-commissioning at decommissioning para sa 3D printing equipment, lalo na para sa on-site na pag-print, ay ma-optimize.

Kung tungkol sa sustainability, alam na natin na, kung ang industriya ng semento ay isang bansa, ito ay ang ikatlong pinakamalaki nagbubuga ng carbon dioxide sa mundo matapos ang China at ang US Mansour na mga proyekto ay nabawasan ang pag-asa sa materyal na ito pabor sa metakaolin, adobe, lime stone, recycled construction waste, mine tailings, shales, at marami pa. Katulad nito, ang mga bagong reinforcement na materyales ay tuklasin, kabilang ang hemp at hemp rebar, graphene, naka-embed na fiber, at mga pinagsama-samang salamin.

Siyempre, ang additive construction ay hindi ginagamit lamang para sa 3D printing concrete homes, at hindi rin ito sa hinaharap. Itinuro ni Mansour ang isang bilang ng mga aplikasyon na higit pa sa saklaw ng karamihan sa pangunahing media, tulad ng digital na imbentaryo upang harapin ang overhead ng gastos, mga oras ng lead, at logistik; pag-optimize ng mga bahagi at 3D printing spares para sa pagtanda ng mga kagamitan sa konstruksiyon; mas napapanatiling mga pamamaraan para sa paglikha ng mga facade, cladding, at structural connectors; at pagpapatupad ng circular approach sa pamamagitan ng paggamit ng mga recycled na materyales tulad ng mga plastik at basurang kahoy para sa 3D printing furniture at fixtures.

Mga Pamantayan sa Additive Construction

Sa pasulong, ang pinakamalaking balakid para sa sektor ay maaaring hindi teknolohikal sa kalikasan ngunit nauugnay sa mga pamantayan sa additive construction.

“Walang nangyayari sa construction na walang standards. Walang 'redo' sa pagtatayo; isang istraktura ay dapat na binuo upang maging ligtas at makatiis sa pagsubok ng oras at ang mga elemento. Ang sektor ng konstruksiyon ay hindi tutol sa paggamit ng mga bagong diskarte at teknolohiya ngunit dapat makatiyak na ang mga istrukturang 'naka-print' ay ligtas at nakakatugon, o lumampas, sa mga kinakailangan. Ito ay kung saan ang mga pamantayan ay gumaganap ng isang mahalagang papel, "sabi ni Mansour. "Ang mga pamantayan ay nagbibigay-daan sa malawakang pag-aampon at pagtanggap, na nagtataguyod ng paglikha ng isang malusog na mapagkumpitensyang merkado, na naghihikayat sa karagdagang pag-unlad sa mga materyales at diskarte, at nagbibigay-daan sa mapagkumpitensyang pagpepresyo."

Dahil dito, kinuha ni Mansour ang kanyang sarili na magtatag ng komite na tutugon sa isyu noong Marso 2021. Ang naging komite ng ISO/TC 261/JG 80 ay gumawa ng draft na pamantayan, ISO/ASTM 52939, nakatakdang sumailalim sa pangalawang pagsusuri at proseso ng komentaryo bago ang opisyal na publikasyon sa katapusan ng 2022.

"Napapanahon ito, dahil gumaganap ito sa ilang mga hakbangin na pinamunuan ng gobyerno tulad ng kamakailang panukala ng European Commission noong Marso 30.^th, 2022 kung saan ang Additive for Construction ay tahasang tinutugunan at kung saan ang European Committee for Standardization (CEN at CENELEC) inaprubahan ang pag-aampon ng ISO/ASTM 52939 bilang pamantayan ng CEN ISO/ASTM sa sandaling nai-publish,” sabi ni Mansour.

Tulad ng nakita natin sa iba pang mga pamantayan sa pag-print ng 3D, ito ay simula pa lamang ng kung ano ang magiging isang mahaba, matrabahong proseso na magiging mahalaga para sa pagsusulong ng sektor. Sa pangunahing gawaing ito na isinasagawa, ang iba pang mga pagsisikap na kinakailangan sa pag-unlad ng additive construction ay ang patuloy na edukasyon ng mga propesyonal sa industriya. Kaugnay nito, ang Wohlers Associates, na pinapagana ng ASTM International, ay magpapayo at susuportahan ang pandaigdigang sektor ng konstruksiyon sa pamamagitan ng pag-unawa sa mga lakas at limitasyon ng 3D printing bilang isang tool. Nag-aalok ang organisasyon ng madiskarteng pananaw sa mga proseso, materyales, mga hakbangin sa regulasyon, at ang pagbuo at pag-ampon ng mga pamantayan ng industriya.