Да ли је кућна 3Д штампа коначно успела?

Изван индустрије адитивне производње (АМ), често ћемо видети концепт адитивне конструкције који се назива „3Д штампање куће“ или „3Д штампана конструкција“. Само погледајте резултате Гоогле-аГООГ
алат за кључне речи испод. Делимично, ово указује на ниво свести који шира јавност има о овом специфичном сектору, пошто већина мејнстрим вести покрива све већи број домова који се сада праве конкретним техникама 3Д штампања. Међутим, адитивна конструкција сада достиже тачку у којој се сектор вреднује за 3Д штампана кућишта и шире.

Адитивна конструкција је коначно успела

О томе говори низ дешавања, пре свега број изузетно великих играча који су ушли у простор. Многе од наслова које видимо данас генеришу неки мали стартупи, укључујући ИЦОН и ЦОБОД, који граде системе за 3Д штампање. Међутим, њихови купци су једни од највећих на планети.

На пример, ЦОБОД—подржани ПЕРИ Група вредна 1.8 милијарди долара—је добављач за ГЕ, који је недавно изградио највећи светски објекат за адитивну конструкцију за 3Д штампање бетонских база за ветротурбине. Холцим, цементни гигант од отприлике 28 милијарди долара у топлој води за прављење Деалс са ИСИС-ом у Сирији, је још један купац ЦОБОД-а. Користи ЦОБОД машине за 3Д штампање домова и школа у Африци преко своје непрофитне групе 14треес.

ИЦОН-ови купци су вероватно чак и већи. Поред сарадње са мањим стамбеним инвеститорима, ИЦОН-ови примарни партнери су НАСА и Министарство одбране САД. За америчку војску, ИЦОН има 3Д штампање склоништа за возила масивне касарне.

У међувремену, други конгломерати улазе у сектор, укључујући ЦЕМЕКС, 5. највећа компанија за грађевинске материјале на свету; сика, швајцарски хемијски гигант са тренутном тржишном капитализацијом од 38 милијарди долара; и Саинт-Гобаин, једна од најстаријих и највећих светских мултинационалних компанија за грађевинске материјале са приходима од око 47 милијарди долара.

Одакле је дошла адитивна конструкција?

Вохлерс Ассоциатес, коју покреће АСТМ Интернатионал, је најстарија и најцењенија консултантска фирма у индустрији 3Д штампања. У априлу 2022. стручњак за грађевинско 3Д штампање Степхан Мансоур придружио се Вохлерсу као помоћни консултант, нудећи још један знак да је адитивна конструкција то учинила. Знамо да је грађевинско 3Д штампање више од „кућног 3Д штампања“, али одакле је дошло? Мансоур је имао неке одговоре.

Према речима стручњака, адитивна конструкција је добила значајан подстицај са Блиског истока, где су Уједињени Арапски Емирати објавили своју визију 2030, а Саудијска Арабија своју НЕОМ пројекат. Први је настојао да направи КСНУМКС одсто зграда Дубаија 3Д штампане до 2030. године, док је потоњи убризгао 500 милијарди долара за планирање и изградњу из Фонда за јавна улагања Саудијске Арабије и међународних инвеститора.

„Као одговор, генерални извођачи су покренули напоре да даље истраже и реализују адитив за изградњу као алат за постизање тражених циљева“, рекао је Мансоур. „Важне компаније и кључни играчи у региону Залива су БАМ Инфра, БЕСИКС, Фреиссинет, Винци, АЦЦИОНА и Цонсолидатед Цонтрацторс Цомпани. Европски напредак и достигнућа у адитивима за грађевинарство у протеклих шест година директан су резултат поменутих компанија. Са седиштем у Европи и радећи у сарадњи са различитим добављачима материјала, техничким институцијама и стартупима за грађевинско 3Д штампање, они желе да реализују адитив за грађевинарство као алат у сектору.

Ово је даље вођено комбинацијом ефеката пандемије и негативног утицаја који су традиционалне грађевинске технологије имале на наш екосистем. Према Мансоуру, питања као што су празнине у ланцу снабдевања, смањење радне снаге, све већа потражња за грађевином, растући трошкови материјала и трошкови одрживости клијената „гурају АЕЦ сектор да поново размисли о статусу кво и крене ка адитиву за изградњу.

Шта је следеће за грађевинско 3Д штампање?

Како се ово појачано усвајање дешава, постоје две кључне области које представљају следећу фазу развоја адитивне конструкције, према Мансоуру: унапређење технологије и њено повећање одрживости. У првој области видећемо функције као што је аутоматизовано праћење штампања помоћу сензора и вештачке интелигенције која се користи за побољшање квалитета штампе. Поред тога, биће оптимизован процес пуштања у рад и стављања ван погона опреме за 3Д штампање, посебно за штампање на лицу места.

Што се тиче одрживости, ми већ знамо да би цементна индустрија била земља трећи по величини емитера угљен-диоксида у свету након што су кинески и амерички пројекти Мансоур смањили ослањање на овај материјал у корист метакаолин, ћерпич, кречњак, рециклирани грађевински отпад, јаловина рудника, шкриљци и друго. Слично томе, биће истражени нови материјали за ојачање, укључујући конопљу и шипку од конопље, графен, уграђена влакна и стаклене агрегате.

Наравно, адитивна конструкција се не користи само за 3Д штампање бетонских кућа, нити ће се користити у будућности. Мансоур је указао на бројне апликације које превазилазе оно што је покривено у већини мејнстрим медија, као што је дигитални инвентар за решавање режијских трошкова, времена испоруке и логистике; оптимизација делова и резервних делова за 3Д штампање за старење грађевинске опреме; одрживије методе за израду фасада, облога и структуралних спојница; и спровођење кружног приступа коришћењем рециклираних материјала попут пластике и дрвног отпада за 3Д штампање намештаја и опреме.

Стандарди за адитивну конструкцију

Напред, највећа препрека за овај сектор можда није технолошке природе, већ повезана са стандардима у адитивној конструкцији.

„Ништа се у грађевинарству не дешава без стандарда. Не постоји 'поновно' у изградњи; структура мора бити изграђена да буде безбедна и да издржи тест времена и елемената. Грађевински сектор не зазире од усвајања нових приступа и технологија, али мора бити сигуран да су структуре које се 'штампају' безбедне и да испуњавају или превазилазе захтеве. Овде стандарди играју кључну улогу“, рекао је Мансур. „Стандарди омогућавају масовно усвајање и прихватање, што подстиче стварање здравог конкурентног тржишта, које подстиче даљи развој материјала и приступа и омогућава конкурентне цене.“

Из тог разлога, Мансоур је преузео на себе да у марту 2021. оснује комисију за решавање овог питања. Оно што је постало ИСО/ТЦ 261/ЈГ 80 комитет је саставило нацрт стандарда, ИСО/АСТМ 52939, требало би да прође други процес прегледа и коментара пре званичног објављивања до краја 2022.

„Ово је правовремено, јер игра у неколико иницијатива које је предводила влада, као што је недавни предлог Европске комисије од 30.^th, 2022. где се експлицитно говори о адитиву за грађевинарство и где је Европски комитет за стандардизацију (ЦЕН ЦЕНЕЛЕЦ) одобрио усвајање ИСО/АСТМ 52939 као ЦЕН ИСО/АСТМ стандарда након објављивања“, напоменуо је Мансоур.

Као што смо видели са другим стандардима 3Д штампања, ово је само почетак онога што ће бити дуготрајан, напоран процес који ће бити од суштинског значаја за гурање сектора напред. Уз овај кључни посао који се обавља, други напори неопходни за напредак адитивне конструкције биће континуирана едукација професионалаца у индустрији. У том смислу, Вохлерс Ассоциатес, који покреће АСТМ Интернатионал, ће саветовати и подржавати глобални грађевински сектор тако што ће разумети предности и ограничења 3Д штампања као алата. Организација нуди стратешку перспективу о процесима, материјалима, регулаторним иницијативама и развоју и усвајању индустријских стандарда.