世界上最大的 3D 打印机正在用木材建造舒适的房屋

近年来，世界各地已建成数十座3D打印住宅，包括美国弗吉尼亚州为一个家庭建造的住宅和墨西哥农村为贫困社区成员建造的住宅。世界上最大的3D打印社区目前正在德克萨斯州奥斯汀附近建设中。

这一技术在美国缅因州这样的地方特别有用，据去年由三个州机构发布的一份报告显示，到2030年，缅因州将需要约80,000套新房以解决住房短缺问题。

“人们找不到房子，而且房价非常高。我们还面临人口老龄化……所以电工、管道工或建筑工人的数量越来越少，”缅因大学高级结构与复合材料中心（ASCC）执行主任哈比卜·达赫尔（Habib Dagher）在视频通话中表示。

他说他有一个解决方案。上个月，ASCC发布了他们称为世界上最大的聚合物3D打印机。达赫尔希望这个所谓的“未来工厂1.0”能够帮助解决该州的住房危机，并在此过程中革新3D打印住房技术。

“我们采用的方法与您多年来看到和阅读到的完全不同，”他说。

每48小时建一所房屋

近年来，3D打印技术已被用于建造从商业建筑到桥梁再到清真寺的各种结构。甚至有一个非营利组织正在战区打印学校。阿拉伯联合酋长国迪拜拥有世界上最大的3D打印结构，并计划到2030年实现25%的新建筑使用3D打印技术。

目前大多数打印依赖于混凝土，通过一个配有喷嘴的机械臂将湿混凝土分层打印成所需形状。

ASCC正在颠覆这种传统。其巨型打印机以及2019年被吉尼斯世界纪录认证为“最大原型聚合物3D打印机”的前代产品是唯一使用木材残余物建造房屋的打印机，达赫尔说。

这项技术已经过测试。2022年底，大学推出了“BioHome3D”，这是一个600平方英尺的单户住宅，号称是世界上第一个100%生物基3D打印房屋，使用当地木纤维和生物树脂材料建造。

“他们使用混凝土时，只能打印墙壁，”达赫尔说。他补充说，BioHome3D的地板、屋顶和墙壁都是打印的。

混凝土房屋还需要在现场建造，这在冬季严寒的新英格兰地区可能会有问题。“当天气连续恶劣两周时，你无法打印，”他补充说。

相比之下，ASCC在大学里打印预制模块，然后在现场将其组装成BioHome3D。

“没有人曾经用这些材料做过这种事，”达赫尔说。

这台新打印机可以生产长达96英尺、宽32英尺、高18英尺的大型物体，每小时最多可以打印500磅的材料。达赫尔说，他们的目标是每小时能够打印1,000磅的材料。以这个速度，它可以在48小时内复制一个BioHome3D。

如果能达到这个目标，他们的3D打印房屋将在价格上与当前的房屋建设成本非常有竞争力，他补充说。

但以如此高的速度处理木材材料是有难度的。即使是ASCC破纪录的打印机有时也会卡住。例如，在打印BioHome3D时，由于灰尘堆积，打印机停止工作。“没有人曾经用这些材料做过这种事，”达赫尔说。

“我什么时候能拥有一套？”

BioHome3D温暖的木地板和墙壁让它看起来像一个现代的斯堪的纳维亚风格的木屋。

“许多人觉得混凝土看起来很冷，不一定是你想住的地方，”达赫尔说。然而，BioHome3D“非常温暖和吸引人。”

它也是可持续的。当一个房屋不再需要或不想要时，可以将其磨碎并用于打印其他物品。ASCC正在研究使用缅因州锯木厂的木材残余物，并考虑如何使用这些当地副产品扩大生产规模。

数千人已经参观了该大学位于奥罗诺的BioHome3D原型，达赫尔说，访客很少不问“我什么时候能拥有一套？”

“我们听到很多人说，‘我退休了，想要缩小居住面积。我可以建一套这种房子吗？’”达赫尔说。

但首先需要克服一些障碍。“更改建筑规范需要数年时间，”达赫尔说，指的是建筑公司必须满足的建筑规范。

打印机不会取代传统的住宅建设，但达赫尔预测，未来3D打印房屋可能会占据世界住房总量的更大份额。

ASCC目前正在研究如何在打印过程中将布线和管道的导管“准确地放置在建筑师想要的地方，”他补充说。

打印机的下一个大项目是为无家可归者建造一个九户住宅区。ASCC正在与一个当地非政府组织合作设计这些结构，打印计划于2025年开始。