1983 Március 9. fontos dátum volt Charles (Chuck) W. Hall életében. Hideo Kodama néhány évvel azelőtt kidolgozott alapelvét felhasználva először sikerült saját technológiájával térbeli formát előállítani „nyomtatóval”. A sztereolitográfiának elnevezett eljárással vékony, ultraibolya sugárzásra érzékeny fotopolimer anyagokat rétegzett egymásra az általa megkonstruált szerkezettel és egy évvel később megalapította a 3D Systems vállalatot. Kezdetben az eljáráshoz használt eszköz előállítása igen drága volt – meghaladta a 100 ezer dollárt -, így a 3D nyomtatási technológia nem tudott igazán széles körben elterjedni.
Az elmúlt 35 évben azonban a fejlődés nem állt le, és nagyjából egy évtizeddel ezelőtt új lendületet kapott az egyre olcsóbbá váló 3D nyomtatóknak és az újfajta alapanyagoknak köszönhetően. Jelenleg már akár fémből készült formákat is elő lehet állítani 3D nyomtatóval, amely az alkatrészgyártást forradalmasíthatja. Komoly lehetőségek láthatók az orvostudományi felhasználásban is protézisek, fogpótlások, művégtagok megalkotásával minden korábbinál pontosabban, gyorsabban és nem utolsó sorban olcsóbban. A jövő beláthatatlan a technológia kapcsán. Képzeljük csak el, hogy néhány évtizeden belül bioprinterekkel tudunk majd egyedi élő szerveket nyomtatni.
A technológia kézzel fogható közelségbe került az építőiparban is, ahol már több gyártó értékesít is háznyomtatókat. Számos házat nyomtattak már Dubaitól Kínán át az Egyesült Államokig akár emeletes kivitelben is. Az elkészült épületek közös jellemzője, hogy gyorsan kötő beton alapanyaggal dolgozó építőrobotok az épület nagyságától függően 24-48 óra alatt elkészítik a ház vázszerkezetét, amelyet később felszerelnek nyílászárókkal és födémszerkezettel, majd kialakítják víz, fűtés, elektromos rendszereket az előre megtervezett részeken, amelyeket már a nyomtatáskor előkészítenek. Maga a falszerkezet lehet háromrétegű – ekkor magában foglalja a szigetelést is egy különleges cellás purhab formájában, amely teljesíti a passzívház követelményeket is -, vagy kétrétegű, amikor hagyományos külső szigeteléssel láthatók el a házak. Már a jelenlegi technológia is képes különböző födémszerkezetek kialakítására legyen az egy egyszerű lapostető vagy akár egy bonyolultabb forma. Ha elkészült az épületszerkezet a gép – ha önjáró – egyszerűen kimegy az ajtón.
Na de miért fontos ez gazdasági szempontból? A 3D háznyomtatás több oldalról is jelentős hatással lesz az építőiparra. A tervezés szabadságfoka tovább növekedhet, olyan struktúrák kialakítása lehetséges, amelyeket vagy csak nagy költséggel vagy egyáltalán nem lehetett eddig kialakítani. A gyorsaság is nagyon fontos elem, bár a már jól ismert lehetőségekhez képest, mint a kőnnyűszerkezetes vagy készháztechnológia nincs ugrásszerű előrelépés, ugyanakkor a 3D nyomtatott épület szilárdsági foka és hőtároló képessége nagyságrendekkel jobb ezeknél.
A legfontosabb kvantumugrás a költségek terén várható. Egy ilyen 3D háznyomtató berendezés már 40.000 dollár alatt elérhető (BetAbram), ami mindössze 10 millió forint. Természetesen ez még csak egy acél vázszerkezetből álló keret, amelyet a leendő épület köré emelnek, de egy kevésbé bonyolult architektúra (garázs, raktárépület) elkészítésére tökéletesen alkalmas. A komolyabb, már teleszkópos, de még nem önjáró gépek ára 250.000 dollártól indul (Apis Cor), az igazán hatékony, saját mozgásra képes, daru nélkül alkalmazható berendezések árai 500.000 dollár körül kezdődnek (Machines-3D, Cazza). Ez utóbbi gépek már egy állásból maximum 150 négyzetméternyi épületet képesek nyomtatni naponta, de több állásból nincs területi határ sem. Érdekesség, hogy nem csak felfelé, hanem lefelé, a talajszint alá is tudnak dolgozni a gépek, akár két szint mélységben.
A kínai Huashang Luhai Technology Co., Ltd által 45 nap alatt nulláról kulcsrakészre nyomtatott 400 nm-es emeletes ház. Forrás: hstdgm.com
A gépek beszerzésén felül egy 60 nm nagyságú ház építésének költsége megáll jelenleg 10.000 dollárnál, de tömegtermelés beindulásával akár 4.000 dollárig csökkenhet, ez kicsivel 1 millió forint feletti árat jelent (ICON)! Természetesen ez az épület elsősorban csak az alapvető lakhatási igények kielégítésére alkalmasak és az elmaradottabb országok piacait célozzák, mint például El Salvador.
Az építési költségek egyik – ha nem a legnagyobb – része az élőmunka költsége. A háznyomtatók alkalmazásával nincs szükség a téglák cipelésére, vágására, emelésére és a függőleges fal építése hatszor gyorsabb. Az élőmunka költsége nagyságrendileg a negyede a hagyományosan épített szerkezetének. És ekkor nem beszéltünk még a pontosságról (pontatlanságról), hibákról, amelyek mind-mind emberi tényezők.
A szállítás is jelentősen olcsóbb, hiszen 1m3 tégla helyettesíthető 0,267 m3 betonkeverékkel, ha pedig az összes építőanyagot tekintjük harmadával esik a fuvarköltség, tekintve, hogy nem keletkezik építési hulladék sem, amely a környezeti terhelést is csökkenti.
Forrás:
