100%基于生物基材料3D打印住宅横空出世

11月21日，美国缅因大学高级结构和复合材料中心发布了BioHome3D，这是一个完全由生物基材料制成的3D打印房屋。BioHome3D是在美国能源部下Hub and Spoke项目开发的。主要开发方有缅因大学和橡树岭国家实验室，合作伙伴还有MaineHousing 公司和缅因技术学院。

这个600平方英尺的原型建筑有3D打印的地板、墙壁和由木纤维和生物树脂组成的屋顶。房子是完全可回收并高度隔热，采用100%木质隔热材料和可定制R值。由于精打印精确度高，建筑垃圾几乎被消除。更重要的是，所使用的技术旨在解决劳动力短缺和供应链问题，这些问题推动了高成本并限制了经济适用房的供应，这包括使用丰富的、可再生的、本地采购的木纤维原料来减少现场建造和打印的时间。

在美国，经济适用房正面临危机级别的短缺。据美国相关报告宣称，在全国范围内有超过700万套经济适用房的需求。仅在缅因州，住房缺口就高达2万套，而且每年还在增加。近60%

缅因州的低收入租房者将超过一半的收入花在住房上。劳动力短缺和供应链驱动的材料价格上涨的双重挑战加剧了这种难以为继的局面。

使用缅因州开发的先进制造工艺和材料，未来的低收入家庭可以定制以满足房主的空间、能源效率和审美偏好的需求。重要的是，随着制造技术和材料生产规模的扩大，购房者可以期待更快的交货时间。

该房屋原型目前位于缅因大学外的一个地基上，配备了用于热、环境和结构监测的传感器，以测试BioHome3D在缅因州冬季的表现。研究人员希望利用收集到的数据来改进未来的设计。

BioHome3D打印成四个模块，然后移动到现场并在半天内组装完成。电力在两小时内运行，现场只需要一名电工。

目前许多技术正在用于3D打印房屋，但与BioHome3D不同的是，大多数技术是使用混凝土打印的。一般采用的是混凝土墙打印在传统浇筑的混凝土基础上之上，传统的木框架或木桁架被用于完成屋顶。与现有技术不同，整个BioHome3D都是打印出来的，包括地板、墙壁和屋顶。使用的生物材料是100%可回收的，所以我们的后辈们完全可以回收此BioHome3D房屋。

根据联合国环境规划署的数据，建筑物的碳排放量占全球碳排放量的近40%。可持续生长的木材纤维是一种可再生资源，可以在树木生长周期中捕获碳。BioHome3D可以被认为是一个碳储存和封存单元在其生命周期内和回收后的一项技术革新。

据缅因大学高级结构和复合材料中心介绍，BioHome3D原型是通过聚合物3D打印机进行打印，该打印机在2019年生产了世界上最大的3D打印船。随着未来绿色工程与材料(GEM)研究所的开放，该研究所将能够进一步扩大其在住宅建筑方面的先进制造研究。此研究所将成为支持AI大规模数字混合制造的枢纽，比如有BioHome3D，有造船等，这是缅因州的一个非常重要的产业。

此文由中国复合材料工业协会翻译，文章不用于商业目的，仅供行业人士交流，引用请注明出处。