11月21日，美國(guó)緬因大學(xué)高級(jí)結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料中心發(fā)布了BioHome3D，這是一個(gè)完全由生物基材料制成的3D打印房屋。BioHome3D是在美國(guó)能源部下Hub and Spoke項(xiàng)目開發(fā)的。主要開發(fā)方有緬因大學(xué)和橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，合作伙伴還有MaineHousing 公司和緬因技術(shù)學(xué)院。

這個(gè)600平方英尺的原型建筑有3D打印的地板、墻壁和由木纖維和生物樹脂組成的屋頂。房子是完全可回收并高度隔熱，采用100%木質(zhì)隔熱材料和可定制R值。由于精打印精確度高，建筑垃圾幾乎被消除。更重要的是，所使用的技術(shù)旨在解決勞動(dòng)力短缺和供應(yīng)鏈問題，這些問題推動(dòng)了高成本并限制了經(jīng)濟(jì)適用房的供應(yīng)，這包括使用豐富的、可再生的、本地采購(gòu)的木纖維原料來(lái)減少現(xiàn)場(chǎng)建造和打印的時(shí)間。

在美國(guó)，經(jīng)濟(jì)適用房正面臨危機(jī)級(jí)別的短缺。據(jù)美國(guó)相關(guān)報(bào)告宣稱，在全國(guó)范圍內(nèi)有超過700萬(wàn)套經(jīng)濟(jì)適用房的需求。僅在緬因州，住房缺口就高達(dá)2萬(wàn)套，而且每年還在增加。近60%

緬因州的低收入租房者將超過一半的收入花在住房上。勞動(dòng)力短缺和供應(yīng)鏈驅(qū)動(dòng)的材料價(jià)格上漲的雙重挑戰(zhàn)加劇了這種難以為繼的局面。

使用緬因州開發(fā)的先進(jìn)制造工藝和材料，未來(lái)的低收入家庭可以定制以滿足房主的空間、能源效率和審美偏好的需求。重要的是，隨著制造技術(shù)和材料生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，購(gòu)房者可以期待更快的交貨時(shí)間。

該房屋原型目前位于緬因大學(xué)外的一個(gè)地基上，配備了用于熱、環(huán)境和結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的傳感器，以測(cè)試BioHome3D在緬因州冬季的表現(xiàn)。研究人員希望利用收集到的數(shù)據(jù)來(lái)改進(jìn)未來(lái)的設(shè)計(jì)。

BioHome3D打印成四個(gè)模塊，然后移動(dòng)到現(xiàn)場(chǎng)并在半天內(nèi)組裝完成。電力在兩小時(shí)內(nèi)運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)只需要一名電工。

目前許多技術(shù)正在用于3D打印房屋，但與BioHome3D不同的是，大多數(shù)技術(shù)是使用混凝土打印的。一般采用的是混凝土墻打印在傳統(tǒng)澆筑的混凝土基礎(chǔ)上之上，傳統(tǒng)的木框架或木桁架被用于完成屋頂。與現(xiàn)有技術(shù)不同，整個(gè)BioHome3D都是打印出來(lái)的，包括地板、墻壁和屋頂。使用的生物材料是100%可回收的，所以我們的后輩們完全可以回收此BioHome3D房屋。

根據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的數(shù)據(jù)，建筑物的碳排放量占全球碳排放量的近40%。可持續(xù)生長(zhǎng)的木材纖維是一種可再生資源，可以在樹木生長(zhǎng)周期中捕獲碳。BioHome3D可以被認(rèn)為是一個(gè)碳儲(chǔ)存和封存單元在其生命周期內(nèi)和回收后的一項(xiàng)技術(shù)革新。

據(jù)緬因大學(xué)高級(jí)結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料中心介紹，BioHome3D原型是通過聚合物3D打印機(jī)進(jìn)行打印，該打印機(jī)在2019年生產(chǎn)了世界上最大的3D打印船。隨著未來(lái)綠色工程與材料(GEM)研究所的開放，該研究所將能夠進(jìn)一步擴(kuò)大其在住宅建筑方面的先進(jìn)制造研究。此研究所將成為支持AI大規(guī)模數(shù)字混合制造的樞紐，比如有BioHome3D，有造船等，這是緬因州的一個(gè)非常重要的產(chǎn)業(yè)。

此文由中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)翻譯，文章不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流，引用請(qǐng)注明出處。