3D-print tager fart som en levedygtig byggeteknologi. Den første flere boliger og bygninger var alle lavet af en slags cementblanding (hvis den nøjagtige sammensætning varierer fra virksomhed til virksomhed), men nu vokser listen over materialer, der kan bruges som printer-"blæk". Der er ler, genanvendt plast, regolith fra månen (denne er faktisk ikke blevet brugt endnu, men NASA arbejder på det), og senest træ.
Hvordan 3D-printer man et hus ud af træ, hvis træ har en tendens til at komme i planke- eller bjælkeform (altså til byggeformål)? Nå, dette træ er blevet malet op til savsmuld og derefter blandet med forstærknings- og bindemidler for at danne et kompositmateriale, der er squishy nok til at skubbe gennem slangen på en 3D-printer.
Materialet blev brugt til at bygge et 600 kvadratmeter stort prototypehus, der nu sidder på University of Maines Orono-campus. Hedder BioHome3D, blev projektet ledet af University of Maine's Advanced Structures and Composites Center (ASCC), finansieret af US Department of Energy's Hub and Spoke-program, og inkluderede MaineHousing og Maine Technology Institute som partnere.
I modsætning til mange 3D-printede hjem, som printes on-site på deres endelige lokation, blev BioHome3D printet off-site i fire separate moduler, derefter flyttet til universitetets campus og samlet på en halv dag. En anden funktion, der adskiller den fra sine forgængere, er det alle af det var 3D-printet (nå, undtagen vinduerne og døren).
"I modsætning til de eksisterende teknologier blev hele BioHome3D printet, inklusive gulve, vægge og tag," sagde Habib Dagher, administrerende direktør for ASCC. "De anvendte biomaterialer er 100 procent genanvendelige, så vores oldebørn kan genbruge BioHome3D fuldt ud."
Selvom tanken om, at et hus kan genbruges, er betryggende ud fra et miljøvenligt perspektiv, er det mindre betryggende at undre sig over dets styrke og holdbarhed. Men Dagher og hans team hos ASCC har forsket i manipulerede biomaterialer i 20 år, og deres arbejde var ikke for intet.
"Huset, vi byggede, opfylder alle bygningskrav, uanset om det er strukturelt, brand eller giftighed," Dagher sagde. "Disse materialer er nye, men ... vi har lært meget om, hvad de kan og ikke kan."
De vil lære endnu mere i løbet af de næste par år; prototypehuset er pyntet med sensorer til at overvåge termiske, miljømæssige og strukturelle data. Hvordan kan huset holde sig igennem en kold, snedækket Maine-vinter? Omvendt, hvor overførbart er det til andre klimaer? ASCC-teamet siger, at de har sendt prøver af trykmaterialet så langt som til Brasilien, hvor dets modstandsdygtighed over for fugt vil blive testet.
Med hensyn til selve huset er BioHome3D meget som ethvert andet lille hjem eller lejlighed; det har et åbent koncept køkken, stue og spiseplads med rillede trævægge, et soveværelse, der kan fungere som et kontor, og et flisebelagt badeværelse. Da modulerne først var sat sammen, tog det kun to timer og én elektriker at få strømmen op at køre.
Dagher og hans team valgte savsmuld som grundlag for deres trykmateriale, fordi det er organisk, men endnu vigtigere, fordi deres stat har et overskud af det. Maine er stærkt skovklædt og har historisk set mange savværker og papirfabrikker, men papirfabrikkerne er kommet på hårde tider da papirdokumenter overgår til kun digitalt, og billigere papir fra andre lande underbyder det resterende marked.
Savværkerne eksisterer stadig, men de kan ikke længere videregive så meget af deres resterende savsmuld og andre biprodukter til papir. Så hvorfor ikke lave det om til huse i stedet for?
"I vores region er der anslået 1,000 tons biomasserester hvert år, der genereres lige nu," Dagher sagde. "Vi spurgte os selv, kunne vi printe et hjem med det materiale?"
Hans team håber på i sidste ende at bygge en produktionsfabrik til at producere mange flere BioHome3D'er med det mål at skære et helt hus ud på kun to dage. De vil heller ikke begrænse sig til deres hjemstat. "Der er et stort potentiale, ikke kun for at løse en krise i Maine, men også at hjælpe med en løsning på boligkrisen på nationalt plan," Dagher sagde.
Billede Credit: MJ Gautrau/University of Maine Advanced Structures and Composites Center
