در روش ساخت خانه با چاپگر سه بعدی، این دستگاه دیوارها را به صورت لایه لایه چاپ می‌کند که هر دیوار تشکیل شده از سه لایه مختلف است که شامل دو لایه از فوم گسترده یا پلی اورتان و لایه سوم از بتن است. به وسیله یک حسگر لیزری حرکت ربات کنترل می شود که دستور‌العمل های ارسالی را بر مبنای مدل دیجیتالی اجرا می‌کند. کارشناسان علاوه بر پایین آوردن زمان ساخت خانه با کمک پرینتر سه‌بعدی، کاهش هزینه‌ها را نیز از دیگر مزیت های این دستگاه تلقی می کنند.
تکنولوژی چاپ خانه سه بعدی
چاپگرهای خانه 3D از فناوری اکستروژن استفاده می کنند. اجزای گونه های چسب، مانند بتن یا خاک به عنوان رشته (فیلامنت) استفاده می شود. مواد را از یک نازل مخصوص فشار داده و لایه ها را تشکیل می دهند و پایه ها و دیوارهای خانه یا ساختمان را طراحی می کنند.
تصویر (1)، فرآیند ساخت خانه سه بعدی
تفاوت خانه های سه بعدی و خانه های سنتی
تفاوت اصلی این است که خانه های چاپ شده سه بعدی در زمان کمتر و با مصالح کمتری نسبت به خانه های سنتی ساخته شده اند. با این وجود خانه های ساخته شده با چاپ سه بعدی ممکن است نمای خشن و ناهموار داشته باشند که یکی از راهکارهای حل این مشکل، پردازش ثانویه نما است.
مزایای خانه سه بعدی
این خانه ها مزایای قابل توجهی را نسبت به ساختمان های سنتی ارائه می دهند:
- محیط زیست: خانه های چاپ شده سه بعدی را می توان با مواد ارگانیک و سازگار با محیط زیست ساخت. علاوه بر این، برخی از چاپگرهای سه بعدی خانه از انرژی خورشیدی استفاده می کنند که خود میزان انتشار CO2 در فرآیند ساخت و ساز را کم می کنند.
- اجتماعی: چاپگر سه بعدی می تواند خانه های مقرون به صرفه را با استفاده از مواد خام تهیه کند که کمک زیادی خانه دار شدن مردم مناطق فقیرنشین می کند.
- اقتصادی: چاپ خانه سه بعدی هزینه های ساختمانی را کاهش می دهد. به عنوان مثال، هزینه یک متر مربع دیوار با استفاده از روش های ساخت سنتی حدود 75 دلار است، در حالی که با دستگاه مدل آپیس Cor house 3D فقط 27 دلار است.
- از آنجا که مواد مورد نیاز برای چاپ یک خانه سه بعدی بر اساس تقاضا مصرف می شود، دستگاه ضایعات ساختمانی کمتری را تولید می کند. علاوه بر این، ضایعات آن قابل بازیافت هستند.
محدودیت های خانه سه بعدی
اگرچه چاپ سه بعدی خانه مزایای زیادی را ارائه می دهد، اما محدودیت های خاصی نیز برای آن وجود دارد که برخی از آنها عبارتند از:
- نیاز به سرمایه گذاری اولیه بسیار بالا: چاپگرهای 3D خانه گاهی اوقات می توانند تا یک میلیون دلار هزینه داشته باشند.
- خانه های ساخته شده به صورت نیمه تمام: چاپگرهای سه بعدی فقط قاب خانه ها را می سازند. فرآیند چاپ سه بعدی معمولا برای لوله کشی، سیم کشی معمولا متوقف می شود.
- نمای بیرونی ناصاف و ناهموار: نمای خانه های سه بعدی غالبا به صافی (همواری) خانه های با روش ساخت سنتی نیستند.
تصویر (2)، ساخت خانه سه بعدی
هزینه خانه سه بعدی
از آنجا که ساخت سه بعدی هنوز در سالهای اولیه خود است، ارائه یک بیانیه قطعی در مورد قیمت گذاری چاپ خانه سه بعدی دشوار است. قیمت این خانه ها بسته به مدل های مختلف متفاوت است. به عنوان مثال، خانه کوچک سه بعدی که توسط Apis Cor در کمتر از 24 ساعت چاپ شده بود، هزینه آن کمتر از 10،000 دلار بود. یک متر مربع دیوار بتنی با همان چاپگر سه بعدی خانه هزینه ای حدود 27 دلار دارد که بسیار کمتر از شیوه های معمولی تولید است. از سوی دیگر، یک عنصر نمای سه بعدی ساخته شده توسط تولید کننده چاپگر AG هزینه ای در حدود 990 دلار دارد. به طور کلی، تخمین زده می شود که هزینه یک خانه سه بعدی 30 تا 55 درصد کمتر از یک خانه ساخته شده سنتی است.
چه مدت طول می کشد تا خانه سه بعدی چاپ شود؟
بسته به نوع پرینتر سه بعدی خانه متفاوت است. به همین دلیل برآورد مقدار زمان لازم برای چاپ سه بعدی یک ساختمان با توجه به دستگاه ها تغییر می کند. به عنوان یک مرجع، چاپگر سه بعدی Apis Cor برای ساخت یک خانه کوچک کمتر از 24 ساعت زمان می برد.
تصویر (3)، نحوه ساخت دیوار خانه سه بعدی با بتن
