jag läser ett papper från Texas A&M University forskare som diskuterar idén om att använda in-situ material för additiv tillverkning av byggnader. 

När du lär dig mer om det här konceptet är jag säker på att du håller med mig om att det är en genomgripande förändring i filosofin när det gäller konstruktion i allmänhet, snarare än bara ett nytt material för konstruktions 3D-skrivare. 

Nuvarande konstruktionsläge 3D-skrivare

Det finns flera - men inte många - företag som tillverkar 3D-skrivare för byggande. Dessa tenderar att vara CNC-aktiverade betongextruderingssystem. Vissa är uppskalade versioner av de ärevördiga kartesiska XYZ-rörelsesystemen, eller extrudrar fästa på mobila robotarmar, eller till och med en kombination av båda. 

Den gemensamma kopplingen mellan dem är att de använder betong som byggmaterial. 

Det finns en satsning jag känner till, Italien-baserad GETING, som utvecklade en metod för 3D-utskrift av enkla lerstrukturer. Deras mål verkar vara att enkelt producera basbostäder i tredje världens länder, och inte att driva den storskaliga allmänna byggmarknaden. 

Betong som konstruktionsmaterial

Betong har revolutionerat byggvärlden under många år. Genom att kombinera det med armeringsstål kunde byggare designa och konstruera massiva byggnader och strukturer som världen aldrig hade sett. En stor del av våra städers synliga struktur är gjord av betong på detta sätt.

Men många problem med betong har uppstått de senaste åren. 

Ett stort problem som har ignorerats fram till de senaste åren är att produktionen av betongmaterial frigör en betydande mängd växthusgaser.

Det finns till och med en Wikipedia-sida som beskriver betongens miljöpåverkan. Där står det: 

"Cementindustrin är en av de två största producenterna av koldioxid och skapar upp till 8 % av världens konstgjorda utsläpp av denna gas, varav 50 % kommer från den kemiska processen och 40 % från förbränning av bränsle. Den CO2 som produceras för tillverkning av konstruktionsbetong (med ~14 % cement) uppskattas till 410 kg/m3 (~180 kg/ton @ densitet på 2.3 g/cm3) (reducerad till 290 kg/m3 med 30 % flygaskaersättning av cement). CO2-emissionen från betongproduktionen är direkt proportionell mot cementhalten som används i betongblandningen; 900 kg CO2 släpps ut för tillverkningen av varje ton cement, vilket står för 88 % av utsläppen som är förknippade med den genomsnittliga betongblandningen.”

Ännu värre, detta cement måste fysiskt transporteras från tillverkningsplatsen till byggplatsen, som kan vara ganska avlägsen. Föreställ dig mängden cement och/eller betong som måste transporteras av stora CO2-producerande lastbilar för ett stort byggprojekt. 

Dessa effekter kommer att bli mycket mer uppmärksammade inom en snar framtid, och lösningar måste utarbetas. 

En av lösningarna skulle vara att använda material på plats, och det var det som forskarna försökte undersöka. En sådan lösning kan inte bara vara mindre miljöskadlig, utan också billigare genom att sänka material- och transportkostnaderna. Slutligen, när byggnaden går ut, kan dess material helt enkelt återföras till den lokala miljön. 

I verkligheten är detta inte ett nytt koncept; tegel har länge tillverkats av lokala material och kanske är det dags att gå tillbaka till där vi började, materialmässigt.

In-Situ 3D-utskrivna byggnader

Forskningsdokumentet utforskar denna uppfattning ganska djupgående. Deras förslag är att istället för att använda traditionell betong och dra på sig de miljöskador som beskrivs ovan, att istället använda lokalt material på plats eller i närheten som byggmaterial.

Detta är ett i stort sett ambitiöst mål som faktiskt är ett ganska komplext problem. Det är lätt att säga "bygg det med smuts", men faktum är att "smuts" varierar väldigt beroende på var du råkar vara i världen. Det måste alltså finnas många olika typer av in-situ byggmaterial som varierar beroende på region. 

Forskarna utvecklade en typ av enhetlig metod för att utveckla en specifik konstruktions-3D-utskriftsprocess, som ses överst. Processen omfattar många steg, varav några är komplexa. Om du tittar igenom stegen i denna process kommer du att se att alla aspekter är täckta och en in-situ materialkonstruktion 3D-utskriftsprocess som utvecklats utifrån den kan mycket väl bli framgångsrik.

För detta ändamål undersökte forskarna användningen av flera olika byggmaterialkombinationer, inklusive geopolymercement, burlewash-serielera och mer. Det finns otaliga kombinationer för att producera användbara material, och vi är bara i början. 

Om du är intresserad av framtidens konstruktions-3D-utskrift, kanske du vill läsa igenom detta fascinerande papper. 

Läs mer om 3D -utskrift på Fabbaloo!

Bild: Försvarets logistikbyrå