Asunto-ongelman ratkaiseminen – Onko 3D-tulostus vastaus?

Many parts of the world share a major problem: there’s not enough housing to go around. The housing shortage has had a resounding effect on the economy as people continue to pay absorbent amounts for their homes, leading to less disposable income and more concentrated wealth. Thankfully, multiple teams of engineers are researching 3D printing as a way to help alleviate this shortage. Here’s everything you need to know about how 3D printing could help solve the housing shortage crisis.

Asunto-ongelman tilastot

Asuntojen puute on viime aikoina rikkonut uusia ennätyksiä Pohjois-Amerikassa. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että Kanada ja Yhdysvallat ovat +3,5 miljoonaa asuntoa alijäämässä sen verran, mitä tarvitaan hintatasapainoon. Tämän puutteen odotetaan laajenevan, kun asunto-ongelman keskeiset tekijät jatkuvat. Erityisesti Yhdysvaltojen länsirannikko, erityisesti Kalifornia, johtaa listaa.

Asunto-ongelman syy

Nykyiseen asuntojen puutteeseen johtaa monia tekijöitä. Yksi niistä on pandemia aiheuttamat viiveet ja puutteet, jotka ovat rikkoneet toimitusketjut. Nämä vahingoittuneet ketjut aiheuttavat inflaatiota, mikä on nostanut hintoja kaikkialla ja saanut yhä useammat arkkitehdit etsimään innovatiivisia ratkaisuja, mukaan lukien lisävalmistus.

3D-tulostus poistaa asunto-ongelman

Yksi rakennusalan alue, joka on osoittanut lupaavuutta, on 3D-tulostus. Useita projekteja on käynnissä, jotka osoittavat, miten tämä teknologia voisi auttaa vähentämään kustannuksia, parantamaan saavutettavuutta ja viedä ihmiskuntaa uusiin korkeuksiin. 3D-tulostettujen talojen käsite on ollut olemassa sen jälkeen, kun nämä laitteet tulivat markkinoille. Kuitenkin vasta viimeaikaiset edistysaskeleet materiaalitieteessä ja 3D-tulostusteknologiassa tekivät sen mahdolliseksi.

Lähde – Hassell ja Imigo

tänä päivänä käytetään useita menetelmiä 3D-taloja tulostettaessa. Yleisin on helposti saatavilla oleva betoni. Betonia sekoitetaan erityisesti, jotta se voidaan annostella suurista suuttimista. Nämä yksiköt toimivat kuin pienois-3D-tulostimet, mutta talon mittakaavassa. Ne kerrostavat betonin huolellisesti luodakseen seiniä.

Näiden 3D-tulostettujen kotien etu on, että ne käyttävät saatavilla olevaa ja kestävää betonia. Nyt jotkut järjestelmät tulostavat erityisillä kuvioilla, jotka mahdollistavat ilmanvaihdon tai eristyksen lisäämisen, mikä alentaa rakennuskustannuksia entisestään ja avaa tien laajamittaiseen käyttöönottoon.

Monikerroksiset 3D-tulostetut kiinteistöt

Project Milestone on ainutlaatuinen betoni-3D-rakennusvaihtoehto monista syistä. Yksi niistä on, että se on ensimmäinen, joka on onnistuneesti luonut luotettavan ja helppokäyttöisen monikerroksisen lähestymistavan 3D-tulostettaville rakennuksille. Project Milestone -insinöörit kehittivät prosessin, jossa sementtimäinen seos puristetaan tulostimen suuttimesta, kunnes se muodostaa ennalta määrätyn muodon.

Nämä muodot tulostetaan rakennustyömaalla ja työntekijät kokoavat ne. Tämä lähestymistapa alentaa käyttökustannuksia, koska tulostuslaitos voi tehokkaasti toimittaa tulosteita laajalle alueelle. Nykyiset Project Milestone -rakennussuunnitelmat sisältävät 3-kerroksisen 1 370 neliöjalan vaihtoehdon ja 2-kerroksisen 1 230 neliöjalan valinnan.

Maanpainatus auttaa asunto-ongelmaa

Maanpainatus on toinen 3D-tulostettujen kotien markkinoiden sektori, jonka arvo on oppia. Tämä menetelmä antaa uuden käänteen ihmisen vanhimmalle rakennusmenetelmälle: maaperän käyttöön. Esihistorialliset esi-isämme rakensivat tällä materiaalilla, ja vaikuttavaa on, että jotkut heidän teoksistaan ovat edelleen osittain ehjiä tänään.

Vuonna 2018 insinöörit päättivät yhdistää 3D-tulostuksen maaperän taivutukseen. Tämä rakennusmateriaalin valmistusmenetelmä tiivistää maata tiiliksi, joita voidaan käyttää monenlaisissa rakennusprojekteissa. Vuoteen 2021 mennessä TECLA oli saattanut päätökseen ensimmäisen 3D-tulostetun maaperäkodin Ravenna, Italiassa. Projekti tiivisti maata luodakseen seiniä, joissa oli integroidut tukirakenteet.

Maanpainatus kehittyy

Viimeaikaiset kehitykset maaperän 3D-tulostussektorilla sisältävät monimutkaisten muotojen ja suunnitelmien käytön, jotka mahdollistavat ilmanvaihdon ja valon pääsyn rakennuksiin. Uusin maapainatusmenetelmä sisältää langasäleen asettamisen kerrosten väliin tiivistyksen aikana, mikä tarjoaa keskenään yhdistetyn tuen. Tämä menetelmä sisältää 30 % saviseoksen, joka toimii luonnollisena sidoksena tiivistyessä ja kuivoutuessa.

Hope Village

Hope Village on erinomainen esimerkki siitä, miten 3D-tulostetut kodit voivat parantaa kaikkien elämää. Projekti, joka sijaitsee Tansaniassa, pyrkii tarjoamaan asuntoja tarvitseville lapsille maaperäpohjaisilla rakennusmenetelmillä. Projektin kehittäjien mukaan alueella asuu 480 3–18‑vuotiasta tyttöä.

50 rakennusta

Hope Village on enemmän kuin pelkkä asuinlaitos. Se tarjoaa myös koulutusta, taitokoulutusta, vapaa‑ajan ja maatalouspalveluita osana tiimin strategioita, joilla näiden naisten menestystä tuetaan. Myös lastenhoito on saatavilla +50 tulostettavan rakennuksen joukossa. Erityisesti tiimi integroi osia TECLA‑3D-tulostusprojektista, mukaan lukien Crane WASP -tulostusjärjestelmä.

Crane WASP

Crane WASP (World’s Advanced Saving Project) on massiivinen 3D-tulostin, joka hyödyntää riggausta saadakseen liikkuvuutta laajoilla alueilla, mikä tekee siitä ihanteellisen rakennusrakentamiseen. Erityisesti WASP sai nimensä, koska se lainaa masoni-ampiaisen (mason wasp) nimestä, joka on kuuluisa mudasta rakennuksistaan.

WASP‑tulostinta kutsutaan joskus äärettömäksi 3D-tulostimeksi sen kyvyn vuoksi luoda koteja murto‑osalla perinteisten menetelmien kustannuksista. Jo nyt WASP on auttanut rakentamaan koteja Kolumbiassa, jossa on yksi Etelä‑Amerikan vakavimmista asunto‑ongelmista. Tulevaisuudessa tällaiset järjestelmät, kuten WASP, voivat tulla yleisiksi ympäri maailmaa.

Suuri yhteisökeskus

Hope Villagen keskuksessa seisoo 3D-tulostettu rakennus, joka esittelee uusimpia teknologisia kehityksiä. Yhteisökeskus palvelee monia rooleja yhteisössä, toimien päivisin kouluna ja ruokasalina. Se tarjoaa myös turvallisen paikan yhteisötapahtumille.

Mielenkiintoista on, että Hope Villagen seinät eivät ole kantavia. Siksi katto yhdistyy puutukikoihin, jotka kaikki hankitaan paikallisesti. Lopuksi metallilevykerros vahvistaa suojaa sadetta ja aurinkoa vastaan. Yhteisökeskuksen rakennus alkaa aikataulun mukaan vuoden 2025 alussa.

3D-tulostetun rakentamisen hyödyt asunto-ongelman ratkaisemiseksi

On monia syitä, miksi 3D-tulostettuja koteja pyritään tuomaan markkinoille. Nämä yksiköt voidaan valmistaa paljon alhaisemmilla kustannuksilla ja ne voivat hyödyntää paikallisia rakennusmateriaaleja. WASP‑3D-tulostin voi luoda kodin vain $1000:lla. Lisäksi se voi tuottaa asunnon nopeasti ja kestävyyden osalta, joka on verrattavissa betonirakenteisiin.

Saavutettavampi

Saavutettavuus on toinen syy, miksi 3D-asuntoprojektit tulevat näkemään merkittävää kasvua tulevaisuudessa. Rakentajalle on helpompaa ottaa käyttöön 3D-tulostin, joka hyödyntää paikallisia resursseja yhteisöjen luomisessa, kuin tuoda rakennusmateriaaleja, työntekijöitä ja muuta. Tämä strategia mahdollistaa yhteisöjen parantamisen ja laajentamisen vastaamaan väestön tarpeita.

Halvemmat kodit auttavat lievittämään asunto‑kriisiä

3D-tulostettujen kotien rakentaminen on paljon edullisempaa kuin nykyisiä menetelmiä käyttäen. Kun prosessi automatisoidaan, suurin osa kiinteistä kuluista poistuu. 3D-tulostetut kodit eivät vaadi rakennusasiantuntijatiimejä. Näin ollen ne ovat paljon halvempija rakentaa. Lisäksi tulostin ei tarvitse pitää lounastaukoja tai nukkua, mikä lisää kuukaudessa valmistettavien rakennusten määrää.

Tulevaisuuden tuki asunto‑puutteen vähentämiseksi

Yksi suurimmista eduista, kun käytetään 3D-tulostimia yhteisöjen laajentamiseen, on kyky laajentaa itse yhteisöjä. Kuvittele, että naapurustollasi olisi 3D-tulostin, joka voisi tuottaa uusia rakennuksia aina, kun yhteisö sitä tarvitsee. Monien näiden asuntoprojektien tavoitteena on opettaa paikallisille, miten tulostinta käytetään, jotta yhteisö voi tulevaisuudessa rakentaa rakennuksia ja parantaa kaikkien elämää.

Monimutkaiset suunnitelmat

Toinen merkittävä hyöty, jonka 3D-tulostimet tarjoavat rakennusalalle, on kyky luoda monimutkaisia suunnitelmia ja laajentaa nykyisiä rakennusarkkitehtuureja. Uusia seinäsuunnitelmia on, jotka säästävät lämmitys- ja jäähdytyskustannuksia. Huokoinen seinä kuumille ympäristöille on erinomainen esimerkki siitä, miten paikalliseen sijaintiin suunnittelu lisää kiinteistön arvoa.

3D-tulostettujen kotien tulevaisuus

3D-tulostuksen tulevaisuus rakennusalalla on valoisa. Jo nyt 3D-tulostusvaihtoehdot ovat ihanteellinen ratkaisu pitkään jatkuneisiin ongelmiin rakennusteollisuudessa. Lisäksi 3D-tulostus voi olla hyödyllistä talojen tulostamiseen muissa ympäristöissä kuin Maassa. 3D tulostus avaruudessa ei ole helppoa. Suurin osa 3D-tulostimista luottaa gravitaatioon, jotta niiden materiaalit asettuvat paikalleen. Gravitaation poistaminen edellyttää uutta 3D-tulostusmenetelmää, jotta materiaalit asettuvat oikein ja laite toimii suunnitellusti.

Erityisesti NASA on tarkkaillut 3D-tulostimien käyttöä avaruusmatkailijoiden auttamiseksi kolonisoimisessa muille planeetoille ja kuuhun. Vuonna 2019 NASA käynnisti 3D-tulostushabitaattikilpailun. Vuonna 2022 se myönsi Austinissa toimivalle rakennusyritykselle ICON:lle $57,2 miljoonan sopimuksen laajentaakseen heidän 3D-tulostettuja habitaattejaan.

Lokakuussa 2022 Icon esitteli ponnistuksensa NASA:n Johnsonin avaruuskeskuksessa Houstonissa, Texasissa. Heidän demonstraationsa sisälsi 3D-tulostetun habitaatin, joka on suunniteltu käytettäväksi Marsilla. Se esitteli myös joitakin kuun 3D-tulostusteknologioita, jotka voisivat joskus auttaa kolonisoimaan Maapallon naapuria.

3D-tulostusyritys, joka tekee aaltoja markkinoilla

3D-tulostusala on nopeasti kasvava markkina, joka jatkaa laajentumistaan. Nämä laitteet ovat suosituimpia kuin koskaan ja niiden kyvyt ja mallit ovat laajentuneet. Lisäksi tukevat ohjelmisto- ja laitteistoyritykset ovat nähneet liikevaihdon kasvun.

AutoDesk

Autodesk (ADSK ) on ohjelmistotoimittaja, joka tarjoaa ratkaisuja laajalle teollisuuden alalle. Yrityksen mallinnusohjelmistoa käytetään arkkitehtuuri- ja insinöörimarkkinoilla. Se on myös näytellyt keskeistä roolia useissa rakennusprojekteissa. Autodeskia käytetään myös viihde- ja koulutussektoreilla, mikä lisää sen yleisesti positiivista mainetta.

ADSK Hintakaavio

Autodesk tuli markkinoille vuonna 1982, ja sen perusti joukko ohjelmoijia John Walkerin johdolla. Se sai ensimmäisen merkittävän tunnettuuden AutoCAD-ohjelmiston julkaisun myötä. Tämä oli ensimmäinen CAD-ohjelmisto, joka toimi PC:llä, ja se pysyi alan standardina vuosikymmeniä.

ADSK‑osake on kokenut laskua sisäpiiritiedon kaupankäynnin raporteista ja yleisestä teknologiaosakkeiden hintojen laskusta viime viikkoina. Kuitenkin monet analyytikot näkevät yrityksen vahvana “hold” -suosituksena, sillä sen asemoituminen ja siirtyminen AI‑pohjaisiin järjestelmiin voivat viitata tulevaan kasvupotentiaaliin.

Esteet 3D-tulostusrakennusmenetelmien käyttöönotolle

Suuren mittakaavan 3D-tulostettujen rakennusmenetelmien käyttöönotossa on yhä joitakin esteitä. Yksi niistä on, että niiden kestävyyteen ei ole pitkän aikavälin tietoja. Ihmiset tietävät, että maaperä tai betoni voi kestää pitkään, mutta näiden materiaalien yhdistämistapa vaikuttaa ratkaisevasti niiden kestävyyteen. Kunnes pitkän aikavälin tiedot tukevat näiden kotien kestävyyskykyä, sijoittajien mukaan saaminen on vaikeaa.

Huolenaiheet sääntelystä

Toinen huolenaihe, jonka jotkut esittävät, on, että nykyisten lupien ja turvallisuustoimenpiteiden kanssa pysyminen olisi lähes mahdotonta. He väittävät, että turvallisuusvaatimusten täydellinen uudistaminen olisi tarpeen uuden rakennusmenetelmän mahdollistamiseksi. Tämän seurauksena prosessi voisi aiheuttaa lisäviiveitä näiden työkalujen käytössä rakennusalalla.

Asunto‑ongelma voitaisiin tulostaa pois

Kun tarkastelee joitakin arkkitehtien viimeaikaisia innovatiivisia strategioita, on helppo kuvitella tulevaisuus, jossa 3D-tulostimet auttavat lievittämään asunto‑puutetta tarpeen mukaan. Nämä laitteet paranevat vain materiaalitieteen kehittyessä, ja tulevina vuosina on erittäin todennäköistä, että kotisi tulostetaan eikä rakenneta.

Tutustu muihin hienoihin lisävalmistusprojekteihin tänään.