Házépítés 3D nyomtatás segítségével

A cikk elolvasása: 6 perc
Felhívni bennünket ajánlatért: 20 másodperc: +36 (70) 426-3106

Olcsón, gyorsan, klímasemlegesen

Sokan álmodoznak arról, hogy életük zömét egy szép házban fogják tölteni. Az álmodozók közül ez aztán csak keveseknek adatik meg hazánkban, mert az ingatlan- és építőanyag árak a fizetésekhez képest rendkívül magasak. Azoknak sem egyszerű dolog egy házépítés, akiknek megvan a szükséges tőkéjük, ugyanis ez még mindig egy nagyon komoly projektnek számít, még akkor is, ha egy profi generálkivitelező vállalja a munkát. Magyarországon egy átlagos ház felépítése a tereprendezéstől a beköltözésig nagyjából egy évig tart.   

A lakhatás a világon mindenhol komoly problémát jelent, s az épületek árait csak úgy lehetne lejjebb szorítani, ha az építési idő és az építőanyagok ára jelentősen csökkenne. Ehhez járul még, hogy a klímaválság miatt az építőiparnak is a természetes, valamint újrahasznosítható anyagok felhasználása felé kell törekedniük. Ezt a komplex igényt remélhetően egy forradalmi technológia, a 3D nyomtatás elégítheti ki már a közeljövőben.    

A 3D nyomtatás villámkarrierje

A 3D nyomtatás kezdetei a múlt század nyolcvanas éveiig nyúlnak vissza, és az Egyesült Államokban kezdődtek. Az SLA rendszert Dr. Carl Deckard fejlesztette és szabadalmaztatta a University of Texas Austinban az 1980-as évek közepén a DARPA támogatásával. Az eljárás és maga a gép is csillagászati összegbe került. 1987-ben Chuck Hull szabadalmaztatta a szálhúzásos technológiát, ami idővel piacképessé tette a 3D nyomtatást. A 90-es években és az ezredfordulón folyamatos fejlődésen ment át a komplex eljárás mind a gépek, mind a nyersanyagok, mind pedig maga a nyomtatás.

Az első 3D-s nyomtatással készült dolgok nagyon egyszerűek és kicsik voltak. Kulcsok és egyéb apróbb tárgyak kerültek ki a nyomtató alól. A technológia rohamos fejlődését bizonyították az egyre bonyolultabb és nagyobb mérettel rendelkező tárgyak, amelyeket különböző összetételű polimerekből nyomtattak ki. Jellemző, hogy még olyan pisztolyt is kinyomtattak, amit ugyanúgy lehetett használni, mint a hagyományos módon készült mását. 

A 3D nyomtatásnak ma még beláthatatlan távlatai lehetnek, gondoljunk csak a világűr kutatására. A tervek szerint égi kísérőnket, a Holdat is kolonializálni akarja az emberiség, és a gyarmatosítók lakásait ezzel a technológiával lehet a legkönnyebben és legolcsóbban kivitelezni. Hogy ez mennyire nem a fantasztikumok világa, azt mi sem bizonyítja jobban, mint azok a földi épületek, amiket 3D nyomtatással készítettek el. Ilyen például a 2017-ben kezdődött Project Milestone, aminek a keretében egy szép, erdős, parkos területen az első nyomtatott lakópark épül folyamatosan. Az itt épülő házak kényelmesek, fenntarthatóak és energiatakarékosak lesznek. A tervek szerint már kétszintes házat is fel fognak építeni, méghozzá az építés helyszínén. 

Az olyan projektek, mint az amerikai Georgetownban épülő a Wof Ranch a maga 100-200 négyzetméteres házaival, vagy a BioHome3D, amelynek a házait bióalapú anyagokból építik meg egyértelműen a technológia életképességére utalnak. És ezek még csak a 3D nyomtatás első korszakának a végét jelentik. 

Hogyan nyomtatnak ki egy házat?    

Amikor a háznyomtatás szóba kerül, alighanem a legtöbbünknek a leghalványabb elképzelésünk sincs arról, hogyan történik ez. 

Azokat a házakat nevezik nyomtatottaknak, amiket egy digitális terv alapján készít el egy kerekeken vagy kerekes platformon guruló hatalmas nyomtató, méghozzá automatikusan. A nyomtató működését és a folyamatok szabályozását egy erre szakosodott mérnök felügyeli. Mellette egy olyan munkatárs dolgozik, aki időről időre feltölti a kötő-építő anyagot tartalmazó permetező tartályát. Magán az építkezésen tehát gyakorlatilag két ember van jelen. Az építkezés előtt azonban tervezők és programozók végzik a fontos háttérmunkát számítógépek előtt. A nyomtatott házak esetében egy szakma képviselőjére azonban nincs szükség: a kőművesre. 

A munka a terepen tulajdonképpen egyfajta robottechnológia. A robotok a betáplált program alapján mérik ki az épülethez tartozó nyílászárók, speciális tartóelemek, közműkivezetések helyét. A nyomtatás tehát az épület teljes héjazatára terjed ki, kivéve a tetőt. A nyomtatást követően azonban még szükség van az ablakok, ajtók, a gépészet beszerelésére, a tető megépítésére, a festésre és vakolásra. Erre nem terjed ki egyelőre a nyomtató tudása. 

Tervezéstől a kialakításig   

A háznyomtatást az egyes cégek különböző anyagokkal valósítják meg. A speciális beton a legelterjedtebb, de egyre többen alkalmazzák a különleges polimereket, újrahasznosított műanyagokat. A beton egy sokkal folyékonyabb verziója természetes anyagnak mondható, míg a műanyagok felhasználása az újrahasznosítás egy igen ötletes és hasznos módja. 

A munka a tervezéssel és programozással kezdődik, amibe bevonják a megrendelőt, hiszen a háznak bármilyen formája és mérete lehet igénytől függően. Amikor a terveket véglegesítették, azt a programozók egy önjáró nyomtató memóriájába táplálják be. A lánctalpas nyomtatót egy konténerben viszik ki az építési területre. A szerkezetet távvezérléssel irányítják a megfelelő pozícióba, majd ugyancsak a távvezérlővel kihúzzák a betonsílót és a pumpát. Mivel a gépnek a művelet alatt stabilan kell állnia, ezért kiengedik a robotlábakat, amik a talajhoz rögzítik. A tökéletes pozícióba állást követően kezdődhet meg a munka, amikor a permetező rétegről rétegre, a programja alapján felhúzza a falakat.

A geopolimerekből készült házak nyomószilárdsága kétszer akkora, mint a hagyományos födémbetoné, és a húzószilárdsága is jóval nagyobb. Ezeknél a házaknál jelentősen kisebb a tűzveszély is, mivel anyaga 1000 Celsius fokos égés mellett akár két órán át is képes ellenállni a tűznek.

A nyomtatással készült házak előnyei   

A felhasznált anyagok kapcsán nyilvánvaló, hogy az építkezés során sokkal kevesebb káros anyag kerül a levegőbe, mint a hagyományos technológiával épült házak esetén. Az innovátorok igyekeznek minél természetesebb és ellenállóbb anyagokat bevonni a gyártás során. A tűznek ellenálló anyagok ráadásul sokkal erősebbek, így az épületek is tartósabbá válnak, jóval később szorulnak felújításra. Az anyagokkal való kísérletezésnek azonban még ára van, ami miatt egyelőre nem tud olcsóbb lenni a 3D nyomtatás, mint a hagyományos építkezés.

Várható azonban, hogy ez változni fog, hiszen az már most is igaz, hogy a nyomtatott ház sokkal gyorsabban épül meg, márpedig az idő pénz. Az is a költségek csökkentésével jár, hogy lényegesen kevesebb építőmunkásra van szükség a megszokotthoz képest. Gondolhatnánk, hogy ez rossz hír a területen tevékenykedők számára, de az építőipar már most is munkaerőhiányban szenved gyakorlatilag az összes fejlett országban. A technológiai váltás természetesen megváltoztatja majd a munkaerőpiaci igényeket, mint ahogy az számtalan alkalommal már bekövetkezett. Számíthatunk rá, hogy ezen a területen is rugalmas lesz az átállás.

A jövő szinte biztosan a robotikának, az újrahasznosításnak, a természetes anyagok felhasználásnak kedvez, ami egyértelműen a 3D nyomtatás előtt nyit utat. Érdemes tehát megismerkedni ezzel az új és forradalmi technológiával. Unokáink otthona már valószínűleg nyomtatott házakban lesz.