Verdens første 3D-printede trehus –  montert på en halv dag

Verdens første 3D-printede trehus er produsert av resirkulert trevirke, står det å lese i en pressemelding fra Advanced Structures and Composites Center (ASCC), som er en enhet ved University of Maine.

Det er forskere og studenter ved ASCC og samarbeidspartnere som har utviklet det nye printermaterialet, som består av trefiber med kvae som bindemiddel («naturlige polymerer»). Kvae er velegnet fordi det herder i kontakt med luft, dels på grunn av fordamping av de flyktigste bestanddelene, dels på grunn av polymerisasjon og oksidasjon.

Så langt er det stort sett brukt betong og plastkompositter til printing av fullskalabygninger, og da gjerne plassert på tradisjonelle fundamenter. I Maine er også sokkel og gulv printet ut med det som skal være verdens største 3D-printer.

Overbygningen består av fire elementer som ble skrevet ut separat og fraktet til universitetstomten. Der skal monteringen av råbygget ha vært unnagjort på en halv dag. Siden er det satt inn hvitevarer, lys, møbler og dekor for å vise at dette ikke bare er et forskningsprosjekt, men en prototyp til etterfølgelse. Hustypen er kalt Biohome 3D.

Billigere boliger

– Alle materialene er hundre prosent resirkulerbare, fastslår Habib Dagher, daglig leder ved ASCC, i meldingen.

Vinteren i Maine er kald og snørik, ikke ulik den norske, og huset er isolert med trefiber og noe innblåst cellulose. Det er utstyrt med sensorer til overvåkning av temperaturer, bygningsfysikk og miljøfaktorer. Utviklerne kommer til å bruke resultater herfra til å utvikle nye og bedre versjoner av huset, heter det.

I Norge er automatiserte byggeprosesser ettertraktet først og fremst fordi arbeidskraften er dyr. I USA er kongstanken at den nye byggeteknologien skal avhjelpe boligmangel. Under avdukingen av prototypen uttrykte senator Susan Collins at dette kan gi skog- og treindustrien i Maine et nytt bein å stå på.

– Dette banebrytende arbeidet vil legge grunnlaget for billigere boligbygging og bidra til å skape nye arbeidsplasser i hele staten, uttalte hun.

Lokal produksjon

Byggemetoden gir flere miljøgevinster. 3D-printing er nøyaktig og gir ikke avkapp, og det skal knapt ha vært avfall ved oppføring av prototypen. Printerkomposittene er dessuten produsert av lokalt trevirke. Transportutslippene har vært forsvinnende små sammenlignet med konvensjonelt byggeri, der man gjerne bruker materialer som fra hele verden.

Et tredje poeng: Ved produksjon innendørs unngår man at fukt trenger inn i materialene i byggeperioden. Mindre transport blir det også i denne prosessen. Akkurat dette gjelder for øvrig all prefabrikkering.

Senator Collins la i tillegg vekt på at automatisering gjør byggebransjen mindre sårbar for mangel på arbeidskraft og svikt i globale forsyningskjeder. Begge deler har vært utfordrende under pandemien og nå under krigen.

Avkarbonisering

3D-printing med betong er i gang flere steder. Betong er flytende og på mange måter som skapt for additive produksjonsprosesser. Samtidig er det en kjensgjerning at sementen som holder materialet sammen, alene står for åtte prosent av verdens klimagassutslipp. Kalksteinen som brukes er dessuten en begrenset ressurs.

Trær, derimot, kan erstattes av nye trær – selv om det tar mange flere år enn regenerering av halm, tare og andre hurtigvoksende naturmaterialer.

– Sammen har vi passert en milepæl i utviklingen av bærekraftige materialer og produksjonsteknologi i byggebransjen, erklærte Xin Sun, laboratoriesjef ved The Oak Ridge National Laboratory, en av deltakerne i arbeidet.

Ingeniørene og studentene i Maine fremhever også de økonomiske fordelene med 3D-printing: Byggekostnadene kommer til å synke drastisk, mange flere vil ha råd til å kjøpet sitt eget krypinn.

– Teknologien er fleksibel og kan tilpasses ønsker om størrelse, estetikk og energieffektivitet. Og når material- og elementproduksjonen industrialiseres, vil produksjonstiden bli mye kortere, sa Maine-guvernør Janet Mills under avdukingsseremonien.