Villámgyorsan elkészül, környezetbarát és viszonylag olcsó: ez a 3D nyomtatással készült épületek ismérve. Ráadásul nemcsak a gazdag országokban honosodott meg a hétköznapinak nem mondható építkezési módszer.
Szokatlanul gyorsan fogynak az új eljárással készült újépítésű házak Kaliforniában. Két hónap alatt 82 kelt el, a várólistára pedig ezren iratkoztak fel. A keresletet azonban rövid idő alatt kielégítik, mert a hagyományos téglaépítésű otthonok hetekig tartó építése helyett ezek kevesebb mint 24 óra alatt elkészülnek – tudniillik előre gyártott elemeket használnak. Ez önmagában nem új ötlet. Az viszont igen, hogy az elemek szokatlan módon készülnek: nyomtatással.
A háromdimenziós, 3D nyomtatás a nyolcvanas évek óta ismert, de csak most kezdődik a térhódítása. Ma már ortopédiai implantátumokat és repülőgép-alkatrészeket egyaránt előállítanak ezzel az eljárással. Az alapelv ugyanaz. Az első, rögzített anyagrétegre kerül a következő.
Az egyes rétegek alakjának és néha összetételének változtatásával olyan tárgyak készíthetők, amelyeket hagyományos technikával nehéz, sőt lehetetlen legyártani. A hagyományos eljárásokkal szemben itt nem veszik kárba az anyag.
A Palari Homes és a Mighty Buildings nyomtatói persze sokkal nagyobbak, mint amelyekkel a mesterséges térdeket vagy a szárnycsúcsokat sajtolják, az anyagok pedig valamivel nyersebbek. De az elv ugyanaz. A fúvókák egy pasztát préselnek ki, ami ultraibolya fény hatására megszilárdul. Tartóformák nélkül nyomtatnak például falakat, ereszeket és mennyezeteket. Ezeket az építőmunkásuk a helyszínen helyezik az alapokra, és rakják össze.
A 3D nyomtatás nemcsak sokoldalú és gyorsabb építést tesz lehetővé, hanem olcsóbb és környezetbarát megközelítést ígér. Hasznos a világ előtt álló két kihívás: a lakáshiány és az éghajlatváltozás szempontjából.
Csaknem 1,6 milliárd ember – a Föld népességének egyötöde – nem rendelkezik megfelelő lakhatással. Az építőipar a világ széndioxid-kibocsátásának 11 százalékát okozza, és nem mutatja a csökkenés jeleit – írja az Economist.
Az automatizálás tetemes költségmegtakarítást eredményez. A Mighty Buildingsnek – a nyomtatási folyamat 80 százalékának számítógépesítésével – a szükséges munkaerő csupán 5 százalékára van szüksége a sajtoláshoz, miközben a gyártási sebességet megduplázza.
Az építőipar évek óta küszködik a termelékenység fokozásával. A digitalizáció lassabb, mint szinte bármely más szakmában.
Az iparágat sokhelyütt a szakképzett munkaerő hiánya sújtja – köztük Magyarországon is. És a helyzet előreláthatóan rosszabbik.
Az Egyesült Államokban például az építőiparban dolgozók 40 százaléka várhatóan egy évtizeden belül nyugdíjba megy.
A környezetvédelmi előnyök közül a legfontosabb, hogy kevesebb nehéz dolgot kell mozgatni. A termékek előregyártása alaposan csökkenti a házépítéshez szükséges kamionutak számát, így a számítások szerint egy házra jutó széndioxid-kibocsátás is jelentősen csökken.
A házak egyébként még kaliforniai viszonylatban sem olcsók.
A két hálószobás, egy fürdőszobás – egyszóval „fapados”, 864 négyzetlábas (kb. 80 négyzetméteres) változat 339 ezer dollárba, durván 100 millió forintba kerül. A nagyobb otthon jóval többe.
Az amerikaihoz hasonló eljárással nyomtatnak házakat az afrikai Malawiban is. A 14Trees építményei alig 12 óra alatt készülnek el, áruk pedig alig tízezer dollár, 3 millió forint. A világ legnagyobb cementgyártójának a leányvállalata azt állítja, hogy az eljárásuk tényleg zöld, mert egyrészt csak a szükséges cementmennyiséget használják fel, így nem képződik hulladék, másrészt pedig a 3D nyomtatás egyharmadával kevesebb széndioxidot bocsát ki, mint a Malawiban elterjedt agyagtégla égetése.
Mexikóban a hajléktalanokat segítő New Story jótékonysági szervezet az Iconnal állapodott meg tíz olcsó, 46 négyzetméter alapterületű ház előállításában. Mindegyiket körülbelül 24 óra alatt nyomtatták ki.
Európában április 30-án vette át egy eindhoveni holland házaspár a kontinens első, 3D nyomtatással készült otthonának kulcsait.
Íme, egy kis ízelítő, hogyan is néz ki az épületek nyomtatása három dimenzióban:
Az einhoveni projektben használt cement előállítása nem nevezhető környezetbarát, zöld folyamatnak. A mészkőben lévő kalcium-karbonát kalcium-oxiddá és széndioxiddá alakul át. A becslések szerint ez a folyamat felelős az antropogén eredetű gázkibocsátás mintegy 8 százalékáért.
Egy texasi egyetemen azonban máris kifejlesztettek egy olyan eljárást, amivel ez elkerülhető: a nyomtatás nyersanyaga bármilyen, az építkezés közelében fellelhető agyag- és kőzettörmelék.
Ezt porrá zúzzák, és szilikátokkal keverik. A masszát egy fúvókán keresztül lehet kinyomni, ami után gyorsan megszilárdul, és elbírja a következő réteg súlyát. Az eljárás kétszeresen is zöld, mert egyfelől nem kell nyersanyagot szállítani a cementgyárba, másfelől készterméket az építési helyszínre, hisz az ott talált hulladékból épül a ház.
Noha egyelőre még szinte semmit sem tudni a 3D nyomtatással épült házak minőségéről, az eljárás alkalmazása világszerte terjed.
Tavaly Németországban jóváhagyták egy 3D nyomtatással készülő lakóház terveit. A háromszintes építményben öt lakás lesz. A technológia a Közel-Keleten és Ázsiában is terjed.
Dubaj azt tervezi, hogy 2030-ban az országban az új épületek negyede 3D nyomtatással készüljön, sőt egy kerületet szentelnek a 3D nyomtatással foglalkozó vállalatok és raktáraik számára.
Szaúd-Arábia a következő évtizedben másfél millió házat tervez építeni a háromdimenziós eljárással.
India lakásügyi minisztériuma 3D nyomtatással kezelné az akut lakáshiányt.
A földi építményeken túl az amerikai űrhivatal vizsgálja a 3D nyomtatás alkalmazását leszállóhelyek, szálláshelyek és utak építésére a Marson és a Holdon.
A két égitesten nincs talaj, csak törmelékes kőzet, az úgynevezett regolit. A NASA-val együttműködő texasi kutatók azt állítja, hogy a 3D nyomtatás földi tapasztalatai az űrben is hasznosíthatók.
„Ingatlant szeretnénk a Marson és a Holdon, de nem fogunk tudni betont odacipelni” – mondja Dr. Sarbajit Banerjee, a texasi kutatási program vezetője. „Regolittal kell majd dolgoznunk.”
(Borítókép: 3D nyomtatással készült ház Eindhovenben 2021. április 30-án. Fotó: ROB ENGELAAR / ANP / AFP)