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