Illustration av Jonny Ruzzo

Ryggar du tillbaka varje gång du ser att det slösas med virke eftersom priserna tredubblades förra året? Undrar du hur du ska kunna hålla tidschemat när det inte finns tillräckligt med personal?

Kanske är det dags att titta närmare på 3D-utskrift.

3D-utskrift, som mer formellt kallas för additiv tillverkning, är en rad teknologier som används för att tillverka föremål genom att bygga upp bitar av material till en helhet. 3D-utskrifter förknippas ofta med hobbytillverkning och experiment, men den moderna tekniken ligger lika långt därifrån som en maskinverkstad ligger från att tälja med pennkniv.

3D-skrivare kan användas för att skapa komplexa former – bokstavligen raketmotordelar – som kanske inte skulle gå att tillverka med det traditionella byggandets subtraktiva och sammanfogande metoder. Designers och byggare har ägnat sig åt att experimentera med 3D-utskrifter, och idag klarar vissa av dem att skriva ut hela hus i 3D.

”Det är en syntetisk 3D-sten som härdas i ljus”, säger Sam Ruben, hållbarhetschef och medgrundare av Mighty Buildings. Företaget använder gigantiska 3D-skrivare för att tillverka panelhus som monteras på plats i Kalifornien.

”Den 3D-komponent som vi håller på med nu är en tom bikakestruktur att hälla isolering i med isoleringsvärden på upp till R27”, säger Sam. Han tillägger att materialet har fyra gånger större isoleringskapacitet än betong men bara en fjärdedel av den fysiska vikten. Han hävdar att en av företagets fiberarmerade balkar har tjugo gånger större draghållfasthet och samma eller dubbelt så stor tryckhållfasthet som en vanlig armerad betongbalk, men med en fjärdedel av vikten.

Olika metoder

Andra företag använder sig av andra 3D-metoder, till exempel Apis Cor som använder robotarmar för att fördela betongbruk. Företagets system har använts för att bygga en över nio meter hög byggnad i Dubai och klarat att skriva ut ett bostadshus på 24 timmar för bara 10 134 US-dollar (ca 88 000 kronor).

”Ett klassiskt problem som arkitekter och byggare har brottats med i åratal är tolkningen av ritningar”, säger Jason Van Nest, licensierad arkitekt i New York City och fast anställd professor vid NYIT School of Architecture and Design. ”Den här 400 år gamla tekniken med att projicera en 3D-design på papper och överlämna den till någon annan [för att byggas] är ett steg som arkitekter inte gillar.”

MER OM ATT INFÖRA NY TEKNOLOGI:

Mänskliga fel kan leda till svinn och resultat som inte helt stämmer överens med arkitektens avsikter. Men 3D-utskrifter baserade på datormodeller i 3D skulle kunna råda bot på mycket av det här. ”Eftersom arbetskraften är automatiserad sker det betydligt färre misstag och kostnadsöverskridanden”, säger Jason Van Nest.

Med 3D-utskrift ”kan vi tillåta mycket strängare toleranser utan någon extra kostnad”, säger han. ”Vi får stor tillförlitlighet när skåp ska installeras mellan bärande väggar. 3D-utskriftstekniken är mycket attraktiv – från möjligheten att skapa verklig design direkt från våra datormodeller till teknikens stora tillförlitlighet.”

Olika roller i byggbranschen

Additiv tillverkning kan spela många olika roller inom byggande och design. Forte Specialty Contractors använder till exempel också 3D-design och 3D-utskrifter, men på ett annat sätt. På designsidan konstruerar företaget en datormodell i 3D och skriver sedan ut 3D-modeller i fjärdedelsskala av komplicerade sektioner – ”kanske en inre och en yttre del och så sätter vi ihop det som en modell”, säger företagets CEO Scott Acton. ”Sådant som är standard behöver vi inte bry oss om. Men andra saker skriver vi ut i 3D för att se till att vi inte stöter på problem ute på byggarbetsplatsen och fördröjer processen.”

När designen är klar pressar maskiner plåt till reglar med alla utskärningar på plats. ”Vi kan bygga fem våningar, flerbostadshus, utan konstruktionsstål, direkt ur maskinen”, säger Scott. ”Och allt är obrännbart. Den här processen har skurit ner tidsåtgången med ett år.”

Arkitekter och byggare kan också använda 3D-utskriftstekniken till bara vissa delar, och närma sig större användningsområden bit för bit.

Aline Architecture Concepts i Scottsdale, Arizona har använt återvunnen plast för att göra väggplattor. ”Vi kan skriva ut en platta på 15 x 15 eller 30 x 30 centimeter på några minuter”, säger chefen Brian Laubenthal. ”Just nu bygger vi ett bryggeri i Phoenix. Vi använder plattorna som fondvägg. Det är ett testprojekt.”

Aline tänker se hur bra det fungerar och göra ändringar efter behov. I framtiden skulle 3D-utskrift kunna användas till att tillverka beläggningsplattor till en uteplats eller ett färdigt material att montera på ytterväggar.

”Vi satsar stort på att använda utskriftstekniken och vi vet att oavsett om det blir 3D-utskrifter eller ett program som det här kommer våra byggritningar så småningom att skickas till en fabrik som lägger in dem och tillverkar dem”, säger Brian. ”Det blir ett smidigare tillvägagångssätt.”