Är 2023 äntligen året för hållbara 3D-tryckta hem?

Hållbarhet är den nya guldstandarden inom byggmetoder och material. Nytt husbygge, och byggbranschen som helhet, har länge varit en av de största konsumenterna av våra naturresurser, vissa förnybara och andra inte, och en ledande producent av materialavfall.

Branschen verkar dock gå i en annan riktning och mot en ny era. Byggbranschen har börjat och fortsätter att göra framsteg inom hållbarhet, gröna byggmetoder, minska koldioxidavtryck och minimera avfall. Mest intressant är att hela hus nu kan byggas med hjälp av liknande teknik som används för att skapa vardagliga 3D-printade objekt.

De positiva effekterna av trenden är svåra att dölja. 3D-hemutskrift i stor skala skulle kunna lösa många utmaningar, såsom brist på arbetskraft, ökande materialpriser och byggförseningar som den nya hemindustrin konsekvent står inför. Dessutom kan tekniken öka tillgången på bostäder till överkomliga priser för att möta den växande efterfrågan.

Även om 3D-printade hem länge har pekats ut som en lösning för både hållbarhet och krisen med bostäder överkomliga priser, finns det ännu ingen förändring i massskala. Men är 2023 året för hållbara 3D-printade hem? Vi pratade med några experter och tog en djupdykning i branschen för att lära oss om övertygelser, spekulationer och viktiga faktorer som påverkar den nya byggmetoden för att försöka ta ett beslut.

Möt experterna

Vad är ett 3D-utskrivet hem?

Enkelt uttryckt är ett 3D-utskrivet hem ett hus som är byggt med hjälp av en robotarmsextruder för att skapa strukturen ett lager, eller en del, i taget. Extrudern kan vara en stor maskin på en stålram som i huvudsak ritar huset i 3D, med början längst ner och arbeta sig uppåt. Eller så kan hemmet bestå av 3D-printade element, som brädor, plankor eller reglar, som monteras på plats efter utskrift. Färdiga 3D-printade strukturer är ofta en kombination av de två teknikerna.

Även om det vanligaste materialet som för närvarande används i 3D-printade byggnader är en betong eller liknande material, är industrin det utforska och utveckla nya, mindre traditionella material som återvunnen plast, organiskt material och industri biprodukter.

Byggande av 3D-tryckta hem

Att skriva ut ett hus kan verka som en besynnerlig idé. Det kan vara svårt att föreställa sig att den 3D-printade, plastliknande leksaken du har sett kan hålla nyckeln till hembygget.

Det är dock vad som händer. De massiva portalramarna och extruderarna som kan bygga ett hem är praktiskt taget samma saker som en 3D-skrivare som används för att skapa små delar i mycket större skala.

Arbetskraftskrav

Det första pengarbesparande konceptet bakom 3D-printade hem är att de kräver mindre kvalificerad arbetskraft för att bygga. Därmed inte sagt att ingen behöver vara på plats. Någon måste fortfarande använda maskinerna, förbereda platsen och installera ytbehandlingar, fönster, dörrar, VVS, el och andra komponenter. Men hela team av snickare kan ersättas med en enda återanvändbar extruder som du kan flytta från en plats till nästa.

Det faktum betyder inte nödvändigtvis att kvalificerade arbetare kommer att stå utan arbete. Men de kommer sannolikt att ha mindre arbete att göra på enskilda projekt samtidigt som de har fler projekt att arbeta med på grund av den ökade hastigheten på byggandet.

Materialalternativ

Det för närvarande vanligaste byggmaterialet i 3D-printat hembygge är en unik blandning av cement, fibrer, finballast och polymerer. Även om tillverkning av cement och betong har ett betydande koldioxidavtryck, är det faktum att 3D-utskrift med materialet nästan inte skapar något avfall på plats redan ett stort steg mot hållbarhet.

Medan betongblandningar är det vanligaste materialet utvecklas fler gröna byggmaterial och används i många fall för att skapa ännu mer hållbara byggmetoder.

Hållbarhet i 3D-tryckt hem

3D-utskrift för hemmet tillgodoser det växande behovet av hållbara byggmetoder på många sätt. Förutom att minska avfallet har tryck på ett hus potential att dramatiskt öka användningen av naturmaterial och återvunnet material, samt minska koldioxidavtryck och energianvändning.

Ron Barnoy, tillväxtchef på Azure Printed Homes, ett företag som fokuserar på hållbarhet i 3D-tryckta hus, säger till Hunker, "3D-utskrift kan möjliggöra användningen av hållbara och miljövänliga material, såsom återvunnen plast. Detta kan minska byggandets koldioxidavtryck och förbättra bostädernas övergripande hållbarhet. Återvunnen plast i 3D-utskrift kan avsevärt minska mängden plastavfall som hamnar på deponier, hav och miljön."

Enligt Barnoy kan 3D-printade hem också designas för att vara mer energieffektiva, med funktioner som förbättrad isolering. Detta kan minska energiförbrukningen och koldioxidutsläppen i samband med uppvärmning och kylning av bostäder.

Och om det inte räcker för att övertyga skeptiker, säger Barnoy, "3D-utskrift med återvunnen plast kan resultera i skapandet av material som avger färre flyktiga organiska föreningar (VOC), som kan bidra till förbättrad inomhusluftkvalitet i hemmen." I slutändan gör detta det lättare att leva i vår hem.

Hur 3D-printade hem proffs

"Sammantaget har 3D-utskriftsteknik potential att revolutionera byggbranschen och tillhandahålla nya lösningar för prisvärda och hållbara bostäder", säger Barnoy. Och det finns få bevis för att hans förutsägelse inte kommer att förverkligas inom en snar framtid. Så här ställer sig 3D-printad bostadskonstruktion mot traditionellt bostadsbyggande ur praktisk synvinkel:

3D-utskrivna hemkostnader

Kostnaden för att bygga ett 3D-printat hem verkar bero på vem du frågar. Vid den här tiden förra året uppskattade vissa experter att kostnaden för att bygga ett 3D-printat hem från grunden var mellan 20 % och 40 % mindre än ett hus av liknande storlek byggt med konventionella byggmetoder (den genomsnittliga kostnaden för att bygga ett hem i 2022 var runt 285 000 dollar).

Den nuvarande uppskattade kostnaden för att skapa 3D-utskrivna hem är dock närmare cirka 15 % mindre än stickbyggda strukturer, med förhoppningar om att öka den andelen till 30 % 2023.

3D-utskriven hemhastighet

Med mindre beroende av mänsklig arbetskraft än typiska husbyggen är det inte förvånande att veta att ett 3D-utskrivet hem kräver mindre tid att bygga. Men hastigheten kan fortfarande överraska dig.

När platsen är förberedd och tryckutrustningen är på plats, kan grunden och väggarna i ett helt hem byggas och redo för tak, fönster och dörrar på mindre än 24 timmar – jämfört med den flera månader långa processen att bygga ett hus på det gamla sättet, det är ganska förbättring.

3D-utskrivet hemtillgänglighet

Med byggnader, bostäder och utvecklingar som redan är färdigställda i Texas, Virginia, Dubai och delar av Mexiko, bland flera andra platser, är 3D-printade hem inte bara en förbigående modefluga i den västra hemisfär.

Vi pratade med Tushar Joshi, marknadschef för Tvasta, företaget som designade, utvecklade och byggde det första 3D-printade hemmet i Indien. Om tillgängligheten för tryckta hus, säger han till Hunker, "Fastighetsmarknaden är helt annorlunda än land till land, men 3D-utskrift, med sina unika fördelar, kan adressera alla dessa marknader i långa loppet."

Han fortsätter, "Vi har sett många positiva svar från ett premiumsegment på marknaden, medan majoriteten av husägare och byggare är lite tveksamma till att förlita sig på ny teknik. Vi är mycket nöjda med den [indiska] regeringens svar på denna teknik. Vi tror att vi snart kan möta detta marknadskrav med denna teknik."

Så om du väntar på att få tag på ditt eget 3D-utskrivna hem, behöver du förmodligen inte vänta för länge. Men standardbyggnadshem är mycket rikligare - och det är för tidigt att säga hur lång tid det kommer att ta att förändras på den amerikanska bostadsmarknaden.

Fördelar med 3D-tryckt husköpare

Även om det finns många fördelar för konsumenter om de väljer att köpa ett 3D-utskrivet hem över en traditionell stickbyggd struktur, kommer de omedelbara belöningarna att inkludera lägre konstruktion kostnader, vilket leder till ett lägre inköpspris per kvadratfot, ökad energieffektivitet och en ständigt ökande förmåga att finjustera 3D-byggprocessen i samband med anpassning alternativ.

"[Hembyggare och köpare] är exalterade över potentialen för större anpassning och snabbare byggtider, samtidigt som andra dras till de potentiella kostnadsbesparingarna och miljövänliga aspekterna av 3D-utskriftsteknik," Barnoy säger.

3D-utskrivna hem Cons

Ny teknik kan också ha nackdelar. Trots löftet om ökad hållbarhet, lägre energianvändning, överkomliga priser och hastighet kvarstår vissa hinder när 3D-hemutskrift går ut ur testfasen och in på konsumentmarknaden. Det krävs inte mycket skepsis för att känna igen utmaningarna.

Byggnadskod

Det första bygglovet för ett 3D-utskrivet hem i USA var i Austin, Texas, för bara fem år sedan. En helt ny byggmetod och produkt som 3D-utskrift måste fungera inom strömmen byggregler samtidigt som man försöker övertyga statliga jurisdiktioner att ändra och anpassa sig till det nya konstruktion.

Barnoy ser på situationen så här: "När fler framgångsrika 3D-printade hemprojekt slutförs, kan förvänta sig att se en ökning av antagandet av tekniken av husbyggare, regeringar och husägare. Detta kan leda till större standardisering och mer utbredd användning av 3D-utskrift i hembyggnadsindustrin."

Med andra ord, de nödvändiga förändringarna kommer.

Praktiska hinder

En annan utmaning för den nya byggmetoden är det praktiska. Nuvarande 3D-utskriftsutrustning är dyr att bygga, utmanande att skicka och för stor för att vara praktisk i tätbefolkade områden där bostäder till rimliga priser är ett ständigt behov som tryckerier skulle kunna adress. Dessutom har de extruderade materialen fortfarande begränsade utseendevariationer.

Men som väntat finns lösningar på väg för dessa praktiska utmaningar. Alternativa byggmaterial testas och används även i vissa fall. Nya affärspartnerskap över hela världen kommer att innebära ett större intresse bland ingenjörer och investerare för att skapa lösningar för alla hinder.

Framtiden för 3D-hemkonstruktion

Är 2023 året då allt händer? Om pionjärer som Barnoy och Joshi får säga sitt så ser det säkert ut så.

Tushar säger till Hunker, "Vi kan se mer automatisering inom byggsektorn, där husägare kommer att ha fullständig kontroll över sina hus. Strukturerna kommer att bli mer hållbara och hållbara."

Även om det fortfarande finns utmaningar för 3D-hemindustrin, "Vi kan förvänta oss att se fler initiativ och partnerskap som syftar till att utnyttja 3D-utskriftsteknik för att ta itu med detta problem", säger Barnoy.

I slutet av 2023 kommer vi troligen inte att bli överkörda av 3D-hem. Men när branschen fortsätter att växa in i tonåren gör den det samtidigt som den markerar många rutor som fokuserar på hållbarhet. När tekniken fortsätter att utvecklas och fler företag antar utmaningen kommer vi säkerligen att se dess snabba tillväxt accelerera ännu mer i år.