Vous n'imprimeriez pas une maison en 3D, n'est-ce pas ?

La plupart des maisons construites aux États-Unis aujourd'hui sont des constructions à plate-forme : des deux par quatre maigres sont empilés et superposés pour créer des murs avec des poteaux. Chaque étage est encadré au-dessus de l'autre. C'est rapide, relativement bon marché et facile à apprendre. Cependant, il n'est pas sans inconvénients. Certaines estimations évaluent la quantité de déchets générés par pied carré (0,09 m2) à environ 3,9 livres (1,8 kg).

La charpente en bois est un style plus ancien où des poutres géantes sont utilisées pour créer la structure de la maison. Chaque bois est sculpté et façonné à la main, ce qui nécessite habileté et précision. Certaines cabanes sont encore construites de cette façon car il est facile de s'approvisionner en bois localement et la coupe en grosses bûches demande moins de travail que la coupe en beaucoup de petites bûches. C'est relativement respectueux de l'environnement, mais lent et intensif en main-d'œuvre qualifiée.

Nous vivons dans un monde où il existe un vaste besoin de logements moins chers, plus rapides et plus respectueux de l'environnement, mais il est extrêmement difficile de trouver une solution qui puisse cocher toutes les cases. Les logements imprimés en 3D peuvent-ils atteindre ces trois objectifs ? Nous n'en sommes pas encore là, mais nous y travaillons.

L'idée d'une machine pour construire des maisons existe depuis 1930. L'idée derrière les maisons imprimées en 3D est qu'en éliminant une partie du travail humain requis, elle peut mieux évoluer et réduire les coûts. Mais malgré les nouvelles machines, les méthodes globales de construction de maisons n'ont pas beaucoup changé. Globalement, il semble y avoir trois catégories sur le marché aujourd'hui : préfabriqué, impression sur place et découpe sur site.

Prefab est exactement ce que vous pensez. Les pièces sont imprimées dans une installation, idéalement proche du chantier, puis expédiées pour être assemblées par une équipe de travailleurs. Cela permet aux impressions de bénéficier d'un environnement contrôlé avec un outillage calibré et fiable. Ou même pour imprimer de très grandes pièces comme cette imprimante absolument massive en Chine. Des entreprises telles que Mighty Buildings travaillent sur des modules préfabriqués et des unités entières construites à partir de résine thermodurcissable renforcée de fibre de verre. L'avantage d'un matériau thermodurcissable est qu'il durcit plus fort et plus dur que les résines traditionnelles que vous pourriez voir dans une imprimante. Cependant, l'adhérence couche à couche en souffre.

Mighty Buildings a proposé une solution de contournement intelligente en utilisant plusieurs sources UV. Les couches ne durcissent que partiellement lors du dépôt de la couche supérieure, puis sont complètement durcies plus tard lorsque les couches s'empilent au-dessus. Il est important de noter que ces bâtiments ne sont pas beaucoup moins chers ou plus rapides que les maisons préfabriquées fabriquées avec des méthodes traditionnelles, mais il devrait y avoir moins de déchets et plus de flexibilité dans la conception.

L'impression en place implique souvent une configuration d'imprimante 3D géante sur le site comme celle-ci en 2015. Au fil des ans, des progrès ont été réalisés pour rendre l'imprimante plus rapide, plus précise, plus facile à installer, plus facile à transporter, etc. Cependant, un domaine qui semble être beaucoup plus difficile à comprendre est ce qu'il faut réellement extruder.

Le véritable avantage de ces systèmes est qu'ils peuvent fonctionner 24 heures sur 24, imprimant lentement les structures selon les besoins. Mais s'il imprime sans surveillance et que la buse se bouche ou que les couches n'adhèrent pas, c'est un gros problème. Ceux qui possèdent des imprimantes 3D peuvent-ils imaginer démarrer une impression de quatre jours sur leur imprimante ? Un que vous ne pouvez pas simplement gratter du lit et lancer dans le recyclage quand il va de côté ? Vous devez bien faire les choses la première fois.

La plupart des entreprises utilisent une sorte de mélange de béton qui a été optimisé pour s'écouler proprement à travers une buse. Cependant, le béton n'est pas particulièrement connu pour son respect de l'environnement car il est un contributeur majeur aux gaz à effet de serre émis dans le monde.

ICON utilise une méthode d'impression sur place et a produit plusieurs maisons et est sur la bonne voie pour en construire plusieurs centaines d'autres. Ce qui est unique dans l'une de leurs maisons, House ZERO illustrée ci-dessus, c'est qu'elle se penche sur ce que les maisons imprimées en 3D sont bonnes. Les murs peuvent avoir n'importe quelle forme : contrairement à la plupart des maisons carrées et carrées par nécessité, cette maison a une sorte de vague. Que cela vous plaise visuellement ou non, obtenir le même effet dans les éléments structurels de la maison serait incroyablement difficile et inutile. Ce qui est plus important, c'est que cette maison est à vendre et habitable.

La découpe sur place est une approche un peu différente. Il s'agit en quelque sorte d'un hybride entre le préfabriqué et l'impression sur place. Ce n'est pas vraiment imprimé mais apporte certaines des mêmes idées. Une entreprise apporte la machine qui crée des pièces sur le site, mais plutôt que de créer une impression monolithique, vous créez des pièces plus petites qui peuvent être construites et assemblées au fur et à mesure qu'elles sortent de la machine. Une grande CNC expédiée sur le site accepte des feuilles de contreplaqué et les transforme en boîtes avec des trous pour l'isolation, le câblage, la plomberie et tous les autres tubes étranges qui traversent nos murs. Facit Homes est une entreprise qui produit des maisons en utilisant cette technique. Leur routeur CNC produit des "cassettes" selon la conception de la maison et elles sont assemblées. Bien qu'elle génère plus de déchets que la fabrication additive pure, chaque cassette est fabriquée à partir d'un morceau de contreplaqué standard et facilite la réutilisation et le recyclage. Ils ont produit une douzaine de maisons qui sont assez modernes mais d'apparence normale.

Actuellement, les maisons imprimées en 3D n'atteignent pas leurs objectifs d'être moins chères, plus rapides ou respectueuses de l'environnement. Aucune des maisons que nous avons examinées ici n'était moins chère que les méthodes traditionnelles, et certaines coûtaient beaucoup plus cher. Alors que certains étaient plus rapides, il reste le problème de la finition. Une fois la structure de la maison construite, les professionnels doivent venir installer les fenêtres, les portes, les boiseries et tout ce que nous aimons dans les maisons. L'électricité et la plomberie doivent également être installées dans la structure.

Malgré leurs défauts, les maisons 3D ont deux atouts majeurs. Ils peuvent créer des formes et des formes que la construction traditionnelle ne peut pas, comme on le voit dans la maison ZERO. De plus, ils sont beaucoup moins coûteux que la construction traditionnelle. La construction de la plate-forme crée littéralement des tonnes de déchets et les structures imprimées en 3D ne sont imprimées qu'avec ce dont elles ont besoin. C'est juste dans la nature de comparer la fabrication additive et soustractive.

Évidemment, ce n'est pas un aperçu complet de l'industrie. Il existe des entreprises et des techniques en cours de développement qui ne sont pas couvertes ici. Nous disons qu'il y a eu des progrès lents mais passionnants dans l'industrie. Ce qui n'était qu'une chimère il y a vingt ans n'en est qu'à ses balbutiements : des maisons ont été construites et les gens les ont achetées et emménagées, ce qui est une étape majeure. Nous garderons les yeux dessus.

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