Je li kućni 3D ispis konačno uspio?

Izvan industrije aditivne proizvodnje (AM), često ćemo vidjeti koncept aditivne konstrukcije koji se naziva "3D ispis kuće" ili "3D tiskana konstrukcija". Samo pogledajte rezultate GoogleaGOOG
alat za ključne riječi u nastavku. Djelomično to ukazuje na razinu svijesti koju šira javnost ima o ovom specifičnom sektoru, budući da većina mainstream vijesti pokriva sve veći broj domova koji se sada izrađuju konkretnim tehnikama 3D ispisa. Međutim, aditivna gradnja sada dostiže točku u kojoj se ovaj sektor cijeni za 3D tiskana kućišta i šire.

Aditivna konstrukcija je konačno uspjela

O tome govori niz razvoja događaja, prvenstveno broj iznimno velikih igrača koji su ušli u prostor. Mnoge od naslova koje vidimo danas generiraju neki mali startupi, uključujući ICON i COBOD, koji grade građevinske sustave 3D ispisa. Međutim, njihovi kupci su jedni od najvećih na planeti.

Na primjer, COBOD—onaj koji ima potporu PERI Grupa vrijedna 1.8 milijardi dolara—dobavljač je za GE, koji je nedavno izgradio najveći svjetski objekt za aditivnu konstrukciju za 3D ispis betonskih baza za vjetroturbine. Holcim, cementni div vrijedan otprilike 28 milijardi dolara u vrućoj vodi za proizvodnju Ponude s ISIS-om u Siriji, još je jedan kupac COBOD-a. Koristi COBOD strojeve za 3D ispis domova i škola u Africi putem svoje neprofitne grupe 14 stabala.

ICON-ovi kupci su vjerojatno čak i veći. Osim suradnje s manjim stambenim investitorima, ICON-ovi primarni partneri su NASA i Ministarstvo obrane SAD-a. Za američku vojsku, ICON ima 3D ispis skloništa za vozila i masivne vojarne.

U međuvremenu, drugi konglomerati ulaze u sektor, uključujući CEMEX, 5. najveća tvrtka za građevinske materijale na svijetu; Sika, švicarski kemijski div s trenutnom tržišnom kapitalizacijom od 38 milijardi dolara; i Saint-Gobain, jedna od najstarijih i najvećih svjetskih multinacionalnih kompanija za građevinske materijale s prihodima od oko 47 milijardi dolara.

Odakle je došla aditivna konstrukcija?

Wohlers Associates, kojeg pokreće ASTM International, najstarija je i najcjenjenija konzultantska tvrtka u industriji 3D ispisa. U travnju 2022. stručnjak za građevinski 3D ispis Stephan Mansour pridružio se Wohlersu kao pridruženi konzultant, nudeći još jedan znak da je to uspjela aditivna konstrukcija. Znamo da je građevinski 3D ispis više od običnog "kućnog 3D ispisa", ali odakle je došao? Mansour je imao neke odgovore.

Prema riječima stručnjaka, aditivna konstrukcija dobila je značajan poticaj s Bliskog istoka, gdje su Ujedinjeni Arapski Emirati objavili svoju viziju 2030., a Saudijska Arabija predstavila svoju NEOM projekt. Bivši je nastojao napraviti 25 posto zgrada Dubaija 3D ispisane do 2030., dok je potonji ubrizgao 500 milijardi dolara za planiranje i izgradnju iz Fonda za javna ulaganja Saudijske Arabije i međunarodnih investitora.

"Kao odgovor, glavni izvođači su pokrenuli napore za daljnje istraživanje i realizaciju aditiva za gradnju kao alata za postizanje traženih ciljeva", rekao je Mansour. “Važne tvrtke i ključni igrači u regiji Zaljeva uključivali su BAM Infra, BESIX, Freyssinet, Vinci, ACCIONA i Consolidated Contractors Company. Europski pomaci i postignuća u aditivima za građevinarstvo u posljednjih šest godina izravna su posljedica spomenutih tvrtki. Sa sjedištem u Europi i radeći u suradnji s raznim dobavljačima materijala, tehničkim institucijama i startupima za 3D ispis u građevinarstvu, oni žele realizirati aditiv za građevinarstvo kao alat u sektoru.”

To je dodatno potaknuto kombinacijom učinaka pandemije i negativnog utjecaja koji su tradicionalne građevinske tehnologije imale na naš ekosustav. Prema Mansouru, pitanja kao što su praznine u lancu opskrbe, smanjenje radne snage, sve veća potražnja za građevinom, rastući materijalni troškovi i troškovi održivosti klijenata "guraju AEC sektor da ponovno razmisli o statusu quo i krene prema dodatku za gradnju."

Što je sljedeće za građevinski 3D ispis?

Kako se ovo pojačano usvajanje događa, postoje dva ključna područja koja predstavljaju sljedeću fazu razvoja aditivne konstrukcije, prema Mansouru: poboljšanje tehnologije i njezino povećanje održivosti. U prvom području vidjet ćemo značajke kao što je automatsko praćenje ispisa pomoću senzora i umjetne inteligencije koja se koristi za poboljšanje kvalitete ispisa. Dodatno će se optimizirati proces puštanja u pogon i stavljanja u pogon opreme za 3D ispis, posebno za ispis na licu mjesta.

Što se tiče održivosti, već znamo da bi cementna industrija bila država, da je to treći po veličini emiter ugljičnog dioksida u svijetu nakon što su kineski i američki projekti Mansour smanjili oslanjanje na ovaj materijal u korist metakaolin, ćerpić, vapnenac, reciklirani građevinski otpad, jalovina rudnika, škriljci i drugo. Slično, istražit će se novi materijali za ojačanje, uključujući konoplju i konopljinu armaturu, grafen, ugrađena vlakna i staklene agregate.

Naravno, aditivna konstrukcija se ne koristi samo za 3D ispis betonskih kuća, niti će se koristiti u budućnosti. Mansour je istaknuo brojne primjene izvan onoga što je pokriveno u većini mainstream medija, kao što je digitalni inventar za rješavanje režijskih troškova, rokova isporuke i logistike; optimiziranje dijelova i rezervnih dijelova za 3D ispis za starenje građevinske opreme; održivije metode za izradu fasada, obloga i strukturnih spojeva; i provođenje kružnog pristupa korištenjem recikliranih materijala poput plastike i drvnog otpada za 3D ispis namještaja i opreme.

Standardi za aditivnu konstrukciju

Idući naprijed, najveća prepreka za ovaj sektor možda nije tehnološke prirode, već povezana sa standardima u aditivnoj konstrukciji.

“Ništa se u građevinarstvu ne događa bez standarda. Ne postoji 'ponovno' u izgradnji; struktura mora biti izgrađena tako da bude sigurna i izdržati test vremena i elemenata. Građevinski sektor ne zazire od usvajanja novih pristupa i tehnologija, ali mora biti siguran da su strukture koje se 'tiskaju' sigurne i zadovoljavaju ili premašuju zahtjeve. Ovdje standardi igraju ključnu ulogu”, rekao je Mansour. “Standardi omogućuju masovno usvajanje i prihvaćanje, što potiče stvaranje zdravog konkurentnog tržišta, što potiče daljnji razvoj materijala i pristupa te omogućuje konkurentne cijene.”

Iz tog razloga, Mansour je preuzeo na sebe da uspostavi odbor za rješavanje ovog pitanja u ožujku 2021. Ono što je postalo odbor ISO/TC 261/JG 80 sastavio je nacrt standarda, ISO/ASTM 52939, koji će proći drugi postupak pregleda i komentiranja prije službene objave do kraja 2022.

“Ovo je pravovremeno, jer se utječe na nekoliko inicijativa koje predvodi vlada, kao što je nedavni prijedlog Europske komisije od 30. ožujka^th, 2022. gdje se eksplicitno govori o aditivu za gradnju i gdje je Europski odbor za standardizaciju (CEN i CENELEC) odobrio prihvaćanje ISO/ASTM 52939 kao CEN ISO/ASTM standarda nakon objave”, istaknuo je Mansour.

Kao što smo vidjeli s drugim standardima 3D ispisa, ovo je samo početak onoga što će biti dugotrajan, naporan proces koji će biti neophodan za guranje sektora naprijed. Uz ovaj ključni posao koji se izvodi, drugi napori potrebni za napredak aditivne gradnje bit će kontinuirana edukacija stručnjaka iz industrije. U tom smislu, Wohlers Associates, koji pokreće ASTM International, savjetovat će i podržati globalni građevinski sektor razumijevanjem prednosti i ograničenja 3D ispisa kao alata. Organizacija nudi stratešku perspektivu o procesima, materijalima, regulatornim inicijativama te razvoju i usvajanju industrijskih standarda.