Hoonete 3D-printimine

3D-prinditud hoonete ehitamiseks kasutatakse tööstusliku 3D-printerit, mille tööpõhimõte on kiht kihi haaval seinte kontuuride printimine (ingl contour crafting). Materjal, mida tavaliselt selleks kasutatakse, on betoon. Segu õige konsistentsi saamiseks segatakse sinna muid aineid, näiteks basalti ja biopolümeere. 3D-printimise idee sündis 1983. aastal Charles W. Hullil. Ta leiutas stereolitograafia, mis oli esimene 3D-printimise tehnoloogia. Majakarbi ehitamine võtab tavaliselt umbes pool aastat, kuid 2014. aastal rajas Hiina firma WinSun 24 tunniga kvartalitäie elumaju. 3D-printimise tehnoloogia on olemas juba 1980. aastatest ning siiani pole selle tööpõhimõte oluliselt muutunud. Hoonete 3D-printimine tähendab seda, et digitaalsed joonised skaneeritakse 3D-printeri tarkvarasse ning seejärel teisendatakse see füüsiliseks objektiks, kasutades masina juhtimisseadmena vastava tarkvaraga varundatud sülearvutit/tahvelarvutit. Masina liikuv osa on varustatud otsakuga ja liigub edasi-tagasi latil, mis korrigeerib otsaku kõrgust vastavalt vajadusele, et saada täiuslik tulemus. Spetsiaalne viskoosne segu (ingl gooey concoction) pressitakse otsakust välja nagu hambapastat tuubist. Ükski 3D-prinditud maja ei pea olema teise koopia, sest enne maja "väljalaskmist" saab seda arvutis modifitseerida. Erisoovide puhul ei pea arhitektid tegema keerulisi kalkulatsioone ega arvestama betoonelementide kujuga. Inimene saab oma maja kujundada täpselt selliseks, nagu ta ise soovib. Eestis tegeletakse betooni 3D-printimisega ühiselt Tallinna Tehnikakõrgkoolis ja Tallinna Tehnikaülikoolis. 3D-printimisega ehitamist mõjutab Eestis ilmastik. Prinditud pind vajab alati järeltöötlust, sest see ei ole sile. Ilmastiku tõttu võivad lohud või vaod olla ohtlikud, sest nendesse valgub vesi, mis külmub ja külmutab konstruktsiooni lõhki. Betooni lõhub nii külm, kui ka jäitevastased ained, mida soojas kliimas vaja ei ole, seega ei teki sellist probleemi näiteks Hiinas või Hispaanias. Kui ehitatakse hoonele katus peale, siis seda probleemi ei teki, kuid näiteks sildade ehitamisel on sellest suur osa katmata. 3D-printimise tehnoloogia on veel noor ja piiratud, aga sellele on seatud kõrged ootused. 3D-printerite hind on oluliselt langenud ning sellised printerid muutuvad järjest populaarsemaks. Seega muutub ehitamine mitte ainult kiiremaks ja ohutumaks, vaid ka palju paindlikumaks. 3D-tehnoloogia kasutamisel ehituses on veel eeliseid: väiksem maksumus, keskkonnasõbralikkus, ehituse protsess ja töötlemata materjalide kasutamine väiksema energiakuluga, väiksem tööõnnetuste risk (printer teeb ohtlikumad tööd), märg ehitusprotsess on minimeeritud, hoone püstitamise käigus tekib vähem materjalijäätmeid ja tolmu, võrreldes traditsioonilise meetodiga; märgatav aja kokkuhoid. Suured eelised on veel, et armatuuri ei pea detaili sisse panema ja raketis ei ole vajalik. On tõenäoline, et mõne aasta pärast kasutatakse koos tavapärase ehitamisega ka hoonete 3D-ehitamise meetodit. Hoonete 3D-ehitamise meetod areneb koos traditsiooniliste tehnikatega ning toetab neid, eriti keerukamate hoonete ehitamisel. Lasky, J. (2019). "A 3D Print-Out You Could Call Home". The New York Times. Vaadatud 24.08.2020. Golonka, A, Hager, I., Putanowicz, R. (2016). "3D Printing of Buildings and Building Components as the Future of Sustainable Construction?". Procedia Engineering. Vaadatud 24.08.2020.{{netiviide}}: CS1 hooldus: mitu nime: autorite loend (link) "Prindi oma unistuste maja kiht-kihilt". Imeline Teadus. Vaadatud 24.08.2020. Rice, M. (1. oktoober 2019). "Five 3D Printing Applications in Construction". Built in. Vaadatud 24.08.2020. Kütt, E. "Ehituses sõltub 3D-printimise edu inimtöö hinnast". Maanteeamet. Vaadatud 24.08.2020.[alaline kõdulink]