Дома из древесных отходов и смолы

Спустя четыре года после презентации первого в мире полностью биоразлагаемого дома, напечатанного на 3D-принтере, Центр передовых конструкций и композитных материалов Университета штата Мэн в партнерстве с некоммерческой организацией Penquis из штата Мэн планирует построить до девяти домов в районе Большого Бангора. Дома будут строиться в три этапа, что позволит исследователям тестировать каждый этап, вносить корректировки и применять полученные знания к следующему. В рамках проекта будет использоваться «Фабрика будущего» в новом центре GEM Университета штата Мэн, чтобы определить, как BioHome3D может перейти от демонстрации на примере одного дома к системе, пригодной для воспроизводимого производства.

Данная работа финансируется за счет 4 миллионов долларов, выделенных Конгрессом США благодаря поддержке сенатора Сьюзан Коллинз. Исполнительный директор ASCC Хабиб Дагер описывает долгосрочную перспективу как «конвейер Ford для домов».

С помощью этой высокоавтоматизированной системы можно возводить жилье быстрее, эффективнее и в гораздо больших объемах. С 2022 года изменились производственные мощности Университета штата Мэн. Когда началась разработка BioHome3D, университетская система обеспечивала подачу материала со скоростью около 50 килограммов в час.

Новый крупногабаритный принтер способен работать со скоростью примерно 250 килограммов в час, а в будущем ожидается, что производительность оборудования достигнет 500 килограммов в час.

«Фабрика будущего» предоставляет исследователям возможность тестировать более высокие скорости производства и более автоматизированные производственные процессы, чем это было возможно на момент создания первой установки BioHome3D. Увеличение производственных мощностей может быть особенно важным в штате Мэн, где дефицит жилья усугубляется ограниченным количеством рабочей силы в строительной отрасли.

Перенос большей части строительного процесса в автоматизированную производственную среду может позволить возводить больше домов без пропорционального увеличения количества рабочей силы на строительной площадке.

Вышеупомянутые девять домов дают возможность проверить и усовершенствовать производственную систему, которая в конечном итоге потребуется для производства жилья в гораздо больших масштабах. В ноябре 2022 года Университет штата Мэн представил прототип BioHome3D площадью 56 квадратных метров.

Пол, стены и крыша были напечатаны на 3D-принтере с использованием материала, изготовленного из древесного волокна и биосмол, что позволило по-новому использовать остатки древесины с лесопильных заводов штата Мэн.

Прототип был изготовлен из трех шестигранных модулей, доставлен на площадку и установлен на фундамент примерно за полдня. С тех пор он пережил три зимы в штате Мэн, и исследователи продолжают следить за его прочностью и долгосрочной работоспособностью.

Партнерство с компанией Penquis позволит внедрить в регионе Большого Бангора дома нового поколения, предоставив исследователям возможность оценить возможности их многократного производства и одновременно увеличить жилищные площади в регионе.

Поскольку исследователи стремятся к более широкому применению этой технологии, BioHome3D также должна соответствовать требованиям, необходимым для выхода за пределы исследовательских целей. При масштабировании технологии необходимо заложить в нее принципы безопасности, говорит Хабиб Дагер.

Это означает разработку огнестойких материалов и проведение дополнительных испытаний, необходимых для подтверждения того, что эти дома соответствуют стандартам, требуемым для более широкого использования.

Каждая группа домов предоставит исследователям еще одну возможность оценить систему в реальных условиях и учесть полученные знания на следующем этапе. Полученные результаты помогут определить, что необходимо для перехода BioHome3D к производственной модели, способной производить жилье в больших масштабах.

Сочетая местные отходы лесопильных заводов с передовыми технологиями аддитивного производства, удается наглядно демонстрировать, как можно быстрее и эффективнее возводить экологически чистое жилье, соответствующее строительным нормам.