2022年末，緬因大學先進結構與複合材料中心（ASCC）揭開了“BioHome3D”的面紗，這是一個600平方英尺的單戶住宅，據說是世界上第一個100%生物基的3D打印房屋。
緬因大學先進結構與複合材料中心表示，世界各地有數十個3D打印的房屋，但大多數是用混凝土建造的。BioHome3D的房屋是用木材殘渣和生物樹脂打印的，並使用木纖維作為隔熱材料。 BioHome3D的廚房。研究人員正在努力將隔熱和電線、管道等管道融入打印過程中。 BioHome3D的客廳。打印的牆壁給房子帶來溫暖和誘人的感覺。 BioHome3D的臥室和浴室視角。房屋的模塊是在工廠預製的，然後在現場組裝在一起。 BioHome3D的臥室。緬因州的鋸木廠產生的木材殘渣可以用於3D打印。
世界首個100%生物基3D打印房屋內部一覽
世界各地已建造數十個3D打印的房屋——在美國弗吉尼亞州容納一個家庭或在墨西哥農村地區容納貧困社區成員。目前，世界最大的3D打印社區正在德克薩斯州奧斯汀郊外建設中。
根據去年由三個州機構發布的報告，這項技術在像美國緬因州這樣的地方可能特別有用，到2030年需要建設約80,000套新房來解決住房短缺問題。
“人們找不到房子，房價非常高。我們還有一個老齡化的社會……所以電工、管道工或建築工人的數量越來越少，”緬因大學先進結構與複合材料中心（ASCC）執行主任哈比布‧達赫爾通過視頻電話告訴CNN。
他說，他有一個解決方案。上個月，ASCC揭幕了據說是世界上最大的聚合物3D打印機。達赫爾希望所謂的“未來工廠1.0”能幫助解決該州的住房危機，並在此過程中革新3D房屋打印技術。
“我們採取的方法與您所見和多年來閱讀的完全不同，”他說。
每48小時就有一棟房蓋好
近年來，3D打印已被用來建造從企業到橋樑再到清真寺的一切。一個非營利組織甚至在戰區打印學校。阿拉伯聯合大公國的杜拜擁有世界上最大的3D打印結構的金氏世界紀錄，目標是到2030年有25%的新建築物使用3D打印技術建造。
目前，大多數打印依賴於混凝土，一個裝有噴嘴的機械臂將濕混凝土分層成所需的形狀。
ASCC顛覆了這一模式。據達赫爾說，它的巨型打印機及其前身（2019年被吉尼斯世界紀錄認證為“最大原型聚合物3D打印機”）是唯一用木材殘渣建造房屋的打印機。
這段延時視頻展示了世界上最大的3D打印機打印一個房屋模塊。緬因大學，先進結構與複合材料中心 該技術已經過測試。2022年末，該大學揭開了“BioHome3D”的面紗，這是一個600平方英尺的單戶住宅，據說是世界上第一個100%生物基的3D打印房屋，由當地的木纖維和生物樹脂材料建造。
“當他們使用混凝土時，他們只打印牆壁，”達赫爾說。他補充說，BioHome3D的地板、屋頂和牆壁都是打印的。
混凝土房屋也需要在現場建造，他說。這可能會有問題，特別是在新英格蘭的雪季。“當天氣連續惡劣兩周時，你無法打印，”他補充說。
相比之下，ASCC在大學打印預製模塊，然後在現場組裝成BioHome3D。
“沒有人用這些材料做過這樣的事情。”
哈比布‧達赫爾，緬因大學先進結構與複合材料中心執行主任表示：
新打印機可以生產長達96英尺、寬32英尺、高18英尺的物體，每小時可以打印多達500磅的材料。達赫爾說，目標是每小時打印1,000磅材料。按照這個速度，它可以在48小時內再現BioHome3D，他說。
如果他們能達到這個目標，他們的3D打印房屋將“與目前的住房建設成本非常有競爭力，”他補充說。
但以這樣高的速度處理木材材料可能很困難。即使是ASCC的破紀錄打印機有時也會卡住。例如，在打印BioHome3D時，打印機因灰塵積聚而停止工作。“沒有人用這些材料做過這樣的事情，”達赫爾說。
一家3D打印公司正準備在月球表面建設。但首先，先在地球上實現登月目標 “我什麼時候可以擁有一個？” BioHome3D的溫暖木地板和牆壁使其看起來像是一個現代化的斯堪的納維亞風格的小木屋。
“許多人覺得混凝土看起來很冷，不一定是你想住的地方，”達赫爾說。而BioHome3D“非常溫暖和誘人。”
它也具有可持續性。當一個房屋不再需要或不想要時，可以將其粉碎，並用來打印其他東西。ASCC正在使用緬因州鋸木廠的木材殘渣進行研究，並研究如何利用這些當地的副產品擴大生產。
BioHome3D牆壁的特寫
房屋的牆壁、地板和屋頂都是打印的。 BioHome3D牆壁的特寫。房屋的牆壁、地板和屋頂都是打印的。緬因大學，先進結構與複合材料中心 成千上萬的人參觀了位於緬因州奧羅諾大學校園的這個原型，達赫爾說，訪客很少不問：“‘我什麼時候可以擁有一個？’”
“我們聽到的很多是，‘我退休了，想要縮小居住空間。我能建一個這樣的房子嗎？’”達赫爾說。
這台打印機不會取代傳統的房屋建設，但達赫爾預測，未來3D打印房屋可能會佔據世界住房市場更大份額。
ASCC目前正在研究如何將電線和管道的管道“恰好按照建築師希望的位置”融入打印過程中，他補充說。
這台打印機的下一個大型項目是為無家可歸者建造九棟房屋的社區。ASCC正在與一家當地的非政府組織合作設計這些建築，預計將在2025年開始打印。
