Sie würden doch kein Haus in 3D drucken, oder?

Die meisten Häuser, die heute in den USA gebaut werden, sind Plattformkonstruktionen: dünne Zwei-mal-Vier-Häuser werden gestapelt und geschichtet, um Wände mit Pfosten zu schaffen. Jede Etage ist übereinander gerahmt. Es ist schnell, relativ günstig und leicht zu erlernen. Allerdings ist es nicht ohne Nachteile. Einige Schätzungen gehen davon aus, dass die pro Quadratfuß (0,09 m2) erzeugte Abfallmenge etwa 3,9 Pfund (1,8 kg) beträgt.

Holzrahmen sind ein älterer Stil, bei dem riesige Balken verwendet werden, um die Struktur des Hauses zu schaffen. Jedes Holz ist handgeschnitzt und geformt, was Geschick und Präzision erfordert. Einige Hütten werden immer noch auf diese Weise gebaut, da das Holz leicht vor Ort beschafft werden kann und das Schneiden in große Stämme weniger Arbeit erfordert als das Schneiden in viele kleine Stämme. Es ist relativ umweltfreundlich, aber langsam und erfordert viel Fachkräfte.

Wir leben in einer Welt, in der ein großer Bedarf an günstigerem, schnellerem und umweltfreundlicherem Wohnraum besteht, aber eine Lösung zu finden, die alle Anforderungen erfüllt, ist unglaublich schwierig. Können 3D-gedruckte Wohnungen alle drei dieser Ziele erreichen? Wir sind noch nicht so weit, aber wir arbeiten daran.

Die Idee einer Maschine zum Bau von Häusern existiert bereits seit 1930. Der Gedanke hinter 3D-gedruckten Häusern besteht darin, dass durch den Wegfall eines Teils der erforderlichen menschlichen Arbeit eine bessere Skalierung und geringere Kosten möglich sind. Aber trotz der neuartigen Maschinen haben sich die allgemeinen Methoden des Hausbaus nicht wesentlich verändert. Im Großen und Ganzen scheint es heute drei Kategorien auf dem Markt zu geben: vorgefertigte Produkte, vor Ort gedruckte Produkte und vor Ort zugeschnittene Produkte.

Fertighaus ist genau das, was Sie denken. Die Teile werden in einer Einrichtung, idealerweise in der Nähe der Baustelle, gedruckt und dann zur Montage durch ein Team von Arbeitern verschickt. Dadurch profitieren die Drucke von einer kontrollierten Umgebung mit kalibrierten und zuverlässigen Werkzeugen. Oder sogar sehr große Teile wie diesen absolut riesigen Drucker in China zu drucken. Unternehmen wie Mighty Buildings arbeiten an vorgefertigten Modulen und ganzen Einheiten, die aus glasfaserverstärktem Duroplastharz hergestellt werden. Der Vorteil eines duroplastischen Materials besteht darin, dass es stärker und härter aushärtet als herkömmliche Harze, die Sie möglicherweise in einem Drucker verwenden. Allerdings leidet dadurch die Schicht-zu-Schicht-Haftung.

Mighty Buildings hat einen cleveren Workaround gefunden, indem es mehrere UV-Quellen verwendet hat. Die Schichten härten beim Auftragen der obersten Schicht nur teilweise aus und werden später vollständig ausgehärtet, wenn die Schichten darüber gestapelt werden. Es ist wichtig zu beachten, dass diese Gebäude nicht wesentlich billiger oder schneller sind als Fertighäuser, die mit herkömmlichen Methoden hergestellt werden, aber es sollte weniger Abfall und mehr Flexibilität bei der Gestaltung geben.

Beim Drucken an Ort und Stelle ist oft die Einrichtung eines riesigen 3D-Druckers vor Ort erforderlich, wie hier im Jahr 2015. Im Laufe der Jahre wurden Fortschritte gemacht, die den Drucker schneller, präziser, einfacher einzurichten, einfacher zu transportieren usw. machen. Allerdings scheint es viel schwieriger zu sein, herauszufinden, was tatsächlich extrudiert werden soll.

Der eigentliche Vorteil dieser Systeme besteht darin, dass sie rund um die Uhr laufen und die Strukturen nach Bedarf langsam drucken können. Aber wenn unbeaufsichtigt gedruckt wird und die Düse verstopft oder die Schichten nicht haften, ist das ein großes Problem. Können Sie sich als Besitzer von 3D-Druckern vorstellen, einen viertägigen Druck auf Ihrem Drucker zu starten? Eines, das man nicht einfach vom Bett abkratzen und ins Recycling werfen kann, wenn es seitwärts geht? Sie müssen es gleich beim ersten Mal richtig machen.

Die meisten Unternehmen verwenden eine Betonmischung, die so optimiert ist, dass sie sauber durch eine Düse fließt. Allerdings ist Beton nicht besonders für seine Umweltfreundlichkeit bekannt, da er einen großen Beitrag zum weltweiten Ausstoß von Treibhausgasen leistet.

ICON verwendet ein Print-in-Place-Verfahren und hat mehrere Häuser hergestellt und ist auf dem besten Weg, mehrere hundert weitere zu bauen. Das Besondere an einem ihrer Häuser, dem oben abgebildeten Haus ZERO, ist, dass es sich an die Fähigkeiten 3D-gedruckter Häuser anlehnt. Wände können jede beliebige Form haben: Im Gegensatz zu den meisten Häusern, die aus Notwendigkeit quadratisch und kastenförmig sind, hat dieses Haus eine Art Welle. Ob es Ihnen optisch gefällt oder nicht, es wäre unglaublich schwierig und verschwenderisch, den gleichen Effekt in den Strukturelementen des Hauses zu erzielen. Wichtiger ist, dass dieses Haus zum Verkauf steht und bewohnbar ist.

„Cut-on-Site“ ist ein etwas anderer Ansatz. Es ist so etwas wie eine Mischung aus Fertigbau und Print-in-Place. Es ist nicht wirklich gedruckt, enthält aber einige der gleichen Ideen. Ein Unternehmen bringt die Maschine, die Teile herstellt, auf die Baustelle, aber anstatt einen monolithischen Druck zu erstellen, erstellen Sie kleinere Teile, die zusammengesetzt und zusammengesetzt werden können, sobald sie aus der Maschine kommen. Eine große CNC-Maschine, die zur Baustelle geliefert wird, nimmt Sperrholzplatten auf und verarbeitet sie zu Kisten mit Löchern für Isolierung, Verkabelung, Rohrleitungen und all die anderen seltsamen Rohre, die durch unsere Wände verlaufen. Facit Homes ist ein Unternehmen, das Häuser mit dieser Technik herstellt. Ihr CNC-Fräser fertigt „Kassetten“ entsprechend dem Design des Hauses und sie werden zusammengebaut. Obwohl bei der reinen additiven Fertigung mehr Abfall entsteht, besteht jede Kassette aus einem Standardstück Sperrholz und lässt sich leicht wiederverwenden und recyceln. Sie haben ein Dutzend Häuser gebaut, die recht modern, aber ansonsten normal aussehen.

Derzeit erreichen 3D-gedruckte Häuser ihre Ziele, billiger, schneller und umweltfreundlich zu sein, nicht. Keines der Häuser, die wir hier überprüft haben, war billiger als herkömmliche Methoden, und einige kosteten deutlich mehr. Während einige schneller waren, gibt es immer noch das Problem, fertig zu werden. Nachdem die Struktur des Hauses errichtet wurde, müssen Profis kommen und Fenster, Türen, Verkleidungen und alles, was uns an Häusern gefällt, einbauen. In der Struktur müssen auch Elektro- und Sanitärinstallationen installiert werden.

Trotz ihrer Mängel haben 3D-Häuser zwei große Stärken. Sie können Formen schaffen, die mit der traditionellen Bauweise nicht möglich sind, wie das Haus ZERO zeigt. Darüber hinaus sind sie weitaus weniger verschwenderisch als herkömmliche Bauweisen. Beim Bau von Plattformen entstehen buchstäblich Tonnen von Abfall und 3D-gedruckte Strukturen werden nur mit dem gedruckt, was sie brauchen. Es liegt in der Natur des Vergleichs von additiver und subtraktiver Fertigung.

Offensichtlich ist dies kein vollständiger Überblick über die Branche. Es gibt Unternehmen und Techniken in der Entwicklung, die hier nicht behandelt werden. Wir sagen, dass es in der Branche langsame, aber aufregende Fortschritte gegeben hat. Was vor zwanzig Jahren ein Wunschtraum war, steckt jetzt noch in den Kinderschuhen – Häuser wurden gebaut, Menschen haben sie gekauft und sind eingezogen, was ein wichtiger Meilenstein ist. Wir behalten es im Auge.

Gibt es etwas, das wir verpasst haben? Lass es uns in den Kommentaren wissen.