เทคโนโลยีการสร้างบ้าน อาคาร ด้วย 3D Printer

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ประเทศในทวีปต่างๆ และประเทศไทยเริ่มประสบปัญหาความซบเซาในอุตสาหกรรมการสร้างบ้าน และอาคาร ซึ่งไม่สอดคล้องกับความต้องการและการเพิ่มขึ้นของจำนวนประชากร สิ่งนี้มีส่วนทำให้เกิดวิกฤตกับตลาดอสังหาริมทรัพย์ โครงการหมู่บ้าน หรือคอนโดมิเนียม ขยายตัวติดลบทุกกลุ่ม โดยเฉพาะคอนโดขายไม่ออก ผู้ประกอบการที่ต้องรับภาระ และใช้วิธีการสร้างบ้านแบบดั้งเดิม ซึ่งมีต้นทุนที่สูง หลายประเทศจึงหาทางแก้ไขปัญหาเพื่อลดต้นทุนการก่อสร้าง เป็นการจูงใจให้ผู้อุปโภคลงทุนกับอสังหาริมทรัพย์มากขึ้น โดยทดลองใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสร้างที่พักอาศัย หรือออฟฟิศ ในลักษณะ Home 3D Printer

Home Building 3D Printer เป็นกระบวนการที่มีการต่อยอด และพัฒนาโดยใช้หลักการพิมพ์พลาสติก 3 มิติ แบบ FDM (Fused Deposition Modeling) ซึ่งวิธีการสร้างบ้านแบบดั้งเดิมมีขั้นตอน และใช้แรงงานคนจำนวนมาก และปัจจัยอีกหลากหลายที่ส่งผลต่อต้นทุนการก่อสร้างในแต่ละครั้ง เป็นปัญหาโดยตรงต่อผู้มีรายได้น้อยที่คิดจะมีบ้าน หรือสร้างบ้านเป็นของตนเอง รวมกับท่ามกลางภาวะเศรษฐกิจผันผวน จึงได้ผลักดันให้ต้นทุนผ่านจุดที่สามารถจ่ายได้สำหรับคนทั่วไป

3D Printed House เป็นเทคโนโลยีที่หลายประเทศเลือกใช้สำหรับการแก้ปัญหาเหล่านี้ เพราะมีค่าใช้จ่ายไม่สูง ทำให้การจัดสรรและการจัดหาที่พักอาศัยมีเพียงพอต่อประชากรในประเทศกำลังพัฒนา และเป็นทางเลือกที่ประเทศพัฒนาแล้วนำมาใช้ผลิตจริง ดังนี้

1. ดูไบ (Dubai)

Office หรืออาคารสำนักงานที่ใช้ระบบการพิมพ์ 3 มิติแห่งแรกของโลก สร้างเสร็จในประเทศดูไบ มีพื้นที่ 6 x 36 x 12  เมตร ใช้เวลาในการสร้าง 17 วัน

  • ราคาประมาณ : $140,000
  • บริษัทผู้สร้าง : Killa Design และ Winsun
  • ตำแหน่งที่ตั้ง : Dubai, UAE
  • สร้างเสร็จ: กลางปี 2016
house 3D printer
3d printer house

(https://newatlas.com/3d-printed-office-dubai-completed/43522/)

ต่อมาในปี 2019 อาคารพิมพ์ 3 มิติในประเทศดูไบถูกสร้างขึ้นอีกครั้ง และใหญ่ที่สุดในโลก สร้างขึ้นในพื้นที่ Al Warsan ได้รับการบันทึกใน Guinness World Records เป็นอาคาร 2 ชั้น สร้างด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติครั้งแรกและใหญ่ที่สุดในโลก สามารถสร้างบ้านได้สำเร็จภายใน 2 วัน จาก 3D Printer อีกทั้งยังผ่านการตรวจสอบเกี่ยวกับอาคารแล้ว เรียกได้ว่าเป็นเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ดีสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมสร้างบ้านและเป็นไปตามมาตรฐานการก่อสร้างที่เกี่ยวข้องทั้งหมด มีการใช้เส้นโค้งและรูปร่างที่ซิกแซกมากขึ้นในทางสถาปัตยกรรม ซึ่งเป็นการทดสอบความสามารถของเครื่องพิมพ์อย่างแท้จริง

ข้อดี ของโครงการนี้ คือ เป็นจุดเปลี่ยนครั้งสำคัญในการก่อสร้าง เนื่องจากเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติจะช่วยเพิ่มความเร็วในการประมวลผล ทำให้อาคารสร้างเสร็จในเวลากำหนด ช่วยลดต้นทุนการก่อสร้าง และนำไปสู่การพัฒนาวิธีแก้ปัญหาโดยการลดจำนวนคนงานก่อสร้าง และลดอัตราความอันตรายที่จะเกิดกับผู้ปฏิบัติหน้างาน อาคารหลังนี้มีความสูง 9.5 เมตร และมีพื้นที่ 640 ตารางเมตร ใช้แรงงานคนครึ่งหนึ่งตามปกติ แต่มีของเสียน้อยกว่าการก่อสร้างแบบดั้งเดิมประมาณ 60% โดยประมาณว่าจะลดต้นทุนการก่อสร้างลงได้ 60% ด้วยเช่นกัน

2. รัสเซีย (Russian)

Apis Cor เป็นบริษัทในประเทศรัสเซีย ที่ได้พัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติให้สามารถสร้างบ้านในเวลาเพียง 24 ชั่วโมงเท่านั้น เครื่องมีความยาว 4.5 เมตร กว้าง 1.5 เมตร และสูง 1.5 เมตร สามารถเคลื่อนย้ายได้ง่ายโดยใช้เครน (crane) เป็นเครื่องพิมพ์ 3D หัวเหล็กที่อัดคอนกรีตบนพื้นผิวทีละชั้น ความหนาการพิมพ์ 132 ตารางเมตร ยิ่งไปกว่านั้นสามารถตั้งค่าเครื่องพิมพ์ในสถานที่ให้พร้อมเริ่มงานได้ภายใน 30 นาที ซึ่งทาง Apis Cor ได้พัฒนาซอฟต์แวร์ของตัวเองสำหรับเครื่องพิมพ์พร้อมกับโปรแกรมควบคุมเพื่ออำนวยความสะดวกในงานก่อสร้าง

ค่าใช้จ่ายในการสร้างบ้านอยูที่ $10,150 รายละเอียด ดังนี้

  • ฐานราก (Foundation) : $277
  • ผนัง (Walls) : $1,624
  • พื้นและหลังคา (Floor and roof) : $2,434
  • การเดินสายไฟ (Wiring) : $242
  • ประตูและหน้าต่าง (Windows and doors) : $3,548
  • ตกแต่งภายนอก (Exterior finishing) : $831
  • ตกแต่งภายใน (รวมเพดานแบบแขวน) (Interior finishing (including suspended ceiling)): $1,178

บริษัทผู้สร้าง : Apis Cor
ราคาประมาณ : $10,150
ตำแหน่งที่ตั้ง : รัสเซีย
สร้างเสร็จ: กุมภาพันธ์ 2017

3. ฝรั่งเศส

Constructions-3D เป็นบริษัทในประเทศฝรั่งเศส มีความร่วมมือระหว่าง Machines-3D และสถาปนิกชาวเบลเยียม Gael Collaro โครงการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างบ้านที่สามารถปรับแต่งได้จากวัสดุรีไซเคิลที่มีแหล่งในท้องถิ่น บนพื้นฐานของเทคโนโลยีการสร้างแบบจำลอง ด้วยการผสมและพิมพ์ทับอัดขึ้นรูปคอนกรีตทีละชั้น เพื่อสร้างโครงสร้าง เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติช่วยให้การก่อสร้างอาคารและโครงสร้างอื่น ๆ เสร็จในเวลาไม่กี่ชั่วโมง เปิดทางเลือกในภาคการก่อสร้าง ยิ่งไปกว่านั้นสามารถสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน ซึ่งไม่สามารถสร้างได้ด้วยวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม โดยครอบครัวแรกของโลก อยู่ที่ประเทศฝรั่งเศสได้ย้ายเข้าไปอาศัยอยู่ในบ้านที่พิมพ์แบบ 3 มิติ คือครอบครัวของ Ramdanis

Ynhova house มีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมขนาด 95 ตารางเมตร สร้างขึ้นสำหรับครอบครัวขนาด 5 ห้อง และพื้นที่ส่วนกลางขนาดใหญ่ โดยใช้เทคโนโลยีที่จดสิทธิบัตร 3D printing method เรียกว่า BatiPrint3D ใช้กระบวน Additive Manufacturing เป็นหลัก ซึ่งเกิดจากการพัฒนางานวิจัยจาก University of Nantes และได้รับความร่วมมือจาก Housing association ของประเทสฝรั่งเศส ทำให้ได้บ้านราคาถูกกว่าการก่อสร้างแบบเดียวกัน 20% ด้วยราคาประมาณ 176,000 ปอนด์ แต่ต้องใช้เวลาในการพิมพ์ 54 ชั่วโมง โดยมีผู้รับเหมาเพิ่มอีก 4 เดือน ในการตกแต่งเพิ่มเติมสิ่งต่างๆ เช่น หน้าต่าง ประตู หลังคา เป็นต้น

4. อิตาลี (Italian)

WASP ผู้ผลิตจากประเทศอิตาลี ได้พัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่เป็นคอนกรีตที่ใหญ่ที่สุดในตลาดในปัจจุบัน เครื่องพิมพ์ 3 มิติสูง 12 เมตร และกว้าง 7 เมตร สามารถปรับความยาวได้สูงสุด 6 เมตร เครื่องพิมพ์นี้เรียกว่า BigDelta มีวัตถุประสงค์เพื่อตอบสนองต่อวิกฤติราคาที่อยู่อาศัย เป็นการสร้างบ้านราคาถูกโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับประเทศกำลังพัฒนา เป้าหมายระยะยาวของโครงการคือ BigDelta จะพัฒนาความสามารถที่จะพิมพ์ด้วยฟาง ดิน และอื่นๆ ดังนั้นบ้านจึงสามารถสร้างบ้านด้วยวัสดุที่มาจากธรรมชาติ อย่างไรก็ตามในตอนนี้เครื่องสามารถขยับได้สูงถึง 200 กิโลกรัม แต่แนะนำให้ใช้ 40-50 กิโลกรัม

Gaia เป็นบ้านที่อยู่อาศัยที่สร้างขึ้นจริงจาก 3D Printer จุดสนใจหลักคือ “ต้นทุนต่ำ” ใช้เวลาในการสร้างบ้านหลังนี้ 10 วัน พื้นที่ 9 ตารางเมตร มีความสูง 12 เมตร

  • บริษัทผู้สร้าง : WASP
  • ราคาประมาณ : $900
  • ตำแหน่งที่ตั้ง : อิตาลี ตอนเหนือ
  • สร้างเสร็จ: ตุลาคม 2018
เทคโนโลยีการสร้างบ้าน อาคาร ด้วย 3D Printer

(https://www.3dwasp.com/en/3d-printed-house-gaia/)

ผู้ผลิตของอิตาลีน่าสนใจอีกหนึ่งบริษัทอย่าง D-Shape เป็นเครื่องพิมพ์ 3D ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่สามารถสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่ ด้วยการใช้เทคโนโลยีของ Binder jetting กับวัสดุที่ผสมทราย น้ำ และสารยึดเกาะของแมกนีเซียม ทำให้ D-Shape สามารถสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่จากวัสดุที่คล้ายหินนี้ กระบวนการนี้สร้างขึ้นโดย Italian Enrico Dini ในปี 2006 หรือที่เรียกว่า ‘the man who prints buildings’  

5. เนเธอร์แลนด์

CyBe Construction เป็นบริษัทจากประเทศเนเธอร์แลนด์ที่มีภารกิจในการปฏิวัติการพิมพ์ 3 มิติให้เป็นรูปธรรมด้วยแอพพลิเคชั่นเพื่อการก่อสร้างบ้าน โดยผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติคอนกรีตออกมา 2 รุ่น คือ CyBe RC 3Dp และ The CyBe R 3Dp รวมถึงวัสดุมอร์ตา (Mortar) เครื่องพิมพ์ 3D ที่ใช้ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เหล่านี้ต้องการผู้ปฏิบัติงานสองคนเพื่อควบคุมการผลิต แต่เครื่องพิมพ์สามารถพิมพ์โครงสร้างขนาดใหญ่ได้ในเวลาเพียง 20 นาทีเนื่องจากความรวดเร็วในการพิมพ์ 200 มม. / วินาที

6. สหรัฐอเมริกา

Contour Crafting เป็นบริษัทเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่พัฒนาโดย Behrokh Khoshnevis ที่ University of Southern California ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากศักยภาพในการสร้างบ้านได้อย่างรวดเร็ว เพื่อสร้างเมืองที่ได้รับผลกระทบจากภัยพิบัติทางธรรมชาติ ซึ่งการก่อสร้างบ้านจะดำเนินการโดยคอมพิวเตอร์ที่มีการพิมพ์ 3 มิติ เพื่อสร้างโครงสร้างทั้งหมดได้อย่างรวดเร็ว และปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์ โดยนำหลักการทำงานแบบ Contour Crafting มาใช้ และการตั้งค่าที่รวดเร็ว ผลออกมาเป็นรูปธรรมเหมือนคอนกรีต จะถูกวางแบบทีละชั้นจนกว่าการสร้างจะเสร็จสิ้น สามารถเพิ่มชิ้นส่วนทางเทคนิคต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นท่อประปา และสายไฟขณะที่ชั้นกำลังถูกสร้างหรือพิมพ์ขึ้นได้ด้วย
การสร้างบ้านจากเทคโนโลยี 3D Printer มีอายุการใช้งานนาน ไม่ต่างจากการทำด้วยคอนกรีต จึงควรใช้เวลาพอสมควรกว่าจะต้องซ่อมแซมและบำรุงรักษา จึงเหมาะกับการอยู่อาศัยอย่างต่อเนื่องระยะยาวประมาณ 40-50 ปี

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest

สนใจเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เรามีเครื่องที่ตอบโจทย์การใช้งานทุกประเภท ตั้งแต่บุคคลเริ่มต้นจนไปถึงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ พร้อมให้คำแนะนำการใช้งาน และวัสดุที่เหมาะสม เพื่อให้คุ้มค่าการลงทุนมากที่สุด

ติดตามข่าวสารและบทความ

บทความน่าสนใจอื่นๆ

3D Printing Materials

Natural Material ในเทคโนโลยี Selective Laster Sintering (SLS)

นิยามของวัสดุธรรมชาติในเทคโนโลยี SLS 3D Printing สำหรับบทความนี้อ้างอิงเฉพาะวัสดุในกลุ่มพอลิเมอร์ (Polymer) ที่มีวัสดุสำหรับธรรมชาติจำนวนมากในปัจจุบัน ปัจจุบันมีหลายคำศัพท์ที่ทำให้ผู้อ่านสับสนได้

อ่านต่อ
3D Printing Materials

ข้อมูลเทคโนโลยี Copper 3D Printing การใช้งาน และแนวโน้มในอนาคต

วัสดุทองแดงหรือ Copper คืออะไร ทองแดงเป็นโลหะชนิดหนึ่งที่มีการนำมาใช้งานมากและนานที่สุด มีสมบัติเด่นหลายอย่าง อาทิเช่น มีค่าการนำไฟฟ้าสูง ราคา

อ่านต่อ