持続可能で手頃な価格の住宅に向けて: 3D プリントは未来ですか、それとも現在ですか?

近年、建設業界は前例のない課題に直面しています。 熟練労働者の不足により人件費が高騰し、世界的な住宅不足が生じており、世界中で気候変動の影響がこれまで以上に明らかになっています。 したがって、従来の工法に疑問を持ち、イノベーションの限界を押し上げることが最優先事項となっており、業界はデジタルトランスフォーメーション時代に乗り出す際に新技術の導入を余儀なくされています。 しかし、特に将来性が期待できるイノベーションが 1 つあります。それは 3D 建設印刷です。 比較的最近ではありますが、この技術はすでに多くの構造物、住宅、集合住宅でのテストに成功しており、私たちが知っている住宅建築の形を変えています。 したがって、3D プリンティングは、近い将来、より効率的で持続可能で費用対効果の高い集合住宅ソリューションの実行可能な代替手段となり、人々の生活にプラスの影響を与え、より環境に優しく、より健康的な都市に貢献する可能性があります。

では、3D プリントはどのように機能するのでしょうか? 簡単に言うと、型枠を使用せずにコンピューター制御のプロセスを通じて 3 次元形状が作成されます。 大型の印刷機を使用して、コンクリート（またはモルタル、土、特殊ポリマー、リサイクルプラスチックやその他のプラスチックなどの他の材料）を層ごとに押し出し、壁、基礎、柱、階段、その他の建築要素を形成します。 このシステムはポータブルであるため、オフサイト、プレハブ生産および現場でのアプリケーションに適しており、頻繁な移動や校正の必要がありません。 プリンターを組み立てると、固定された金属フレーム上で 3 つの軸に沿って動作し、幅広い用途に合わせて任意の方向に構成できます。

効率

間違いなく、印刷プロセスには効率と生産性を向上させる大きな可能性があります。 最初から計画の信頼性が高いだけでなく、必要な調整や監視の労力も少なくて済みます。 木材やレンガなどの標準的な材料を使用すると、住宅の完成までに数か月から数年かかることがあります。 しかし、3D プリンターを使用すると、施工時間が大幅に短縮されます。 実際、Saint Gobain Weber Beamix のマーケティング マネージャー、Marco Vonk 氏によると、「現場での時間の約 60%、労働時間の 80% を節約できます。」 これは、数日で家をゼロから建てることができることを意味し、コストも削減されます。 また、人的ミスや現場の状況によって精度が制限される従来の建築とは異なり、結果として得られる建物は、紙に写真を印刷するのと同じように、デジタル モデルの正確なコピーになります。 この意味で、自動化されたプロセスでは監視がほとんど必要なく、手動入力も必要ないため、設計エラーや作業員の負傷の可能性が減少します。

持続可能性

多くの場合、高い資源効率とエネルギー効率は持続可能性の同義語です。 3D プリントが 100% 環境に優しいものになるまでには長い道のりがありますが、特に従来の方法と比較した場合、環境に優れた利点があることは確かです。 自然に必要な材料が少なくなる中空壁を印刷するだけでなく、プリンターはデジタル モデルに命を吹き込むのに必要な量を正確に使用し、最終的にコンクリートの使用を最小限に抑えます。 また、現場での設置や型枠が不要なため、通常は埋立地に捨てられる建設廃棄物が大幅に削減されます。 さらに、3D プリンターを開発すると、生の土で作られた丸い家、泥で作られた小さな家、竹の複合材で作られた構造物など、有機的で持続可能で再生可能な材料で構造物を作ることができます。 したがって、使用する材料を減らし、廃棄物の発生を減らし、輸送の必要性を減らし、天然材料やリサイクル材料を使用する可能性があることにより、印刷された建物は二酸化炭素排出量を大幅に削減できます。

設計の柔軟性

3D プリントは同じモデルを繰り返し製造できる自動プロセスであるにもかかわらず、高い設計柔軟性を提供します。 デジタル モデル内で変更が簡単に行え、各設計に従ってシステムを構成できるため、湾曲または直線の壁、滑らかまたは粗い表面、平らまたは角度のある表面など、実質的にあらゆる表面および形状が可能です。 たとえば、ハウス ゼロとベッカム ハウスはダブルスキンの曲面壁を特徴としており、構造効率を提供するだけでなく、家の中に流れるような動きを生み出します。 このようにして、非常に生産的なプロセスであっても、建築家は創造的な可能性を探求して、ユニークで革新的で人目を引く建物を生み出すことができます。