Apakah House 3D Printing Akhirnya Berhasil?

Di luar industri manufaktur aditif (AM), orang akan sering melihat konsep konstruksi aditif yang disebut sebagai "pencetakan 3D rumah" atau "konstruksi cetak 3D." Lihat saja hasil dari GoogleGOOG
alat kata kunci di bawah ini. Sebagian, ini menunjukkan tingkat kesadaran yang dimiliki masyarakat umum terhadap sektor khusus ini, karena sebagian besar berita utama mencakup peningkatan jumlah rumah yang sekarang dibuat dengan teknik pencetakan 3D beton. Namun, konstruksi aditif sekarang mencapai titik di mana sektor ini dihargai untuk perumahan cetak 3D dan seterusnya.

Konstruksi Aditif Akhirnya Berhasil

Ini ditandai dengan sejumlah perkembangan, terutama jumlah pemain yang sangat besar yang telah memasuki ruang. Banyak berita utama yang kita lihat hari ini dihasilkan oleh beberapa perusahaan rintisan kecil, termasuk ICON dan COBOD, yang membangun sistem pencetakan 3D konstruksi. Namun, pelanggan mereka adalah beberapa yang terbesar di planet ini.

Misalnya, COBOD—bersandaran oleh PERI Group senilai $1.8 miliar—adalah pemasok untuk GE, yang baru-baru ini membangun fasilitas konstruksi aditif terbesar di dunia untuk basis beton cetak 3D untuk turbin angin. Holcim, raksasa semen senilai $28 miliar dalam produksi air panas penawaran dengan ISIS di Suriah, adalah pelanggan COBOD lainnya. Ini menggunakan mesin COBOD untuk mencetak 3D rumah dan sekolah di Afrika melalui grup nirlaba 14 pohon.

Pelanggan ICON bisa dibilang lebih besar. Selain berkolaborasi dengan pengembang perumahan yang lebih kecil, mitra utama ICON adalah NASA dan Departemen Pertahanan AS. Untuk Angkatan Darat AS, ICON memiliki cetakan 3D tempat penampungan kendaraan dan barak besar.

Sementara itu, konglomerat lain masuk ke sektor ini, termasuk Cemex, perusahaan bahan bangunan terbesar ke-5 di dunia; Sika, raksasa kimia Swiss dengan kapitalisasi pasar saat ini sebesar $38 miliar; dan Saint-Gobain, salah satu perusahaan multinasional bahan konstruksi tertua dan terbesar di dunia dengan pendapatan sekitar $47 miliar.

Dari Manakah Konstruksi Aditif Berasal?

Wohlers Associates, didukung oleh ASTM International, adalah perusahaan konsultan tertua dan paling dihormati di industri percetakan 3D. Pada April 2022, ahli pencetakan 3D konstruksi Stephan Mansur bergabung dengan Wohlers sebagai konsultan asosiasi, menawarkan tanda lain bahwa konstruksi aditif telah berhasil. Kita tahu bahwa pencetakan 3D konstruksi lebih dari sekadar "pencetakan 3D rumah", tetapi dari mana asalnya? Mansour punya beberapa jawaban.

Menurut spesialis, konstruksi aditif mendapat dorongan signifikan dari Timur Tengah, di mana Uni Emirat Arab mengumumkan Visi 2030 dan Arab Saudi meluncurkannya proyek NEOM. Mantan berusaha untuk membuat 25 persen bangunan 3D Dubai dicetak pada tahun 2030, sedangkan yang terakhir menyuntikkan $500 miliar untuk perencanaan dan konstruksi dari Dana Investasi Publik Arab Saudi dan investor internasional.

“Sebagai tanggapan, kontraktor umum memulai upaya untuk menyelidiki lebih lanjut dan mewujudkan aditif untuk konstruksi sebagai alat untuk mencapai tujuan yang diperlukan,” kata Mansour. “Perusahaan-perusahaan terkemuka dan pemain kunci di wilayah teluk termasuk BAM Infra, BESIX, Freyssinet, Vinci, ACCIONA, dan Perusahaan Kontraktor Konsolidasi. Kemajuan dan pencapaian Eropa dalam aditif untuk konstruksi selama enam tahun terakhir adalah akibat langsung dari perusahaan yang disebutkan sebelumnya. Berbasis di Eropa dan bekerja sama dengan berbagai pemasok material, lembaga teknis, dan perusahaan rintisan pencetakan 3D konstruksi, mereka berupaya mewujudkan aditif untuk konstruksi sebagai alat di sektor ini.”

Ini lebih lanjut didorong oleh kombinasi efek pandemi dan dampak negatif teknologi konstruksi tradisional terhadap ekosistem kita. Menurut Mansour, isu-isu seperti kesenjangan rantai pasokan, penurunan tenaga kerja, peningkatan permintaan untuk konstruksi, kenaikan biaya material, dan biaya keberlanjutan klien “mendorong sektor AEC untuk memikirkan kembali status quo dan bergerak ke arah aditif untuk konstruksi.”

Apa Selanjutnya untuk Konstruksi 3D Printing?

Ketika peningkatan adopsi ini terjadi, ada dua bidang utama yang mewakili tahap pengembangan selanjutnya untuk konstruksi aditif, menurut Mansour: meningkatkan teknologi dan membuatnya lebih berkelanjutan. Di area pertama, kita akan melihat fitur seperti pemantauan cetak otomatis melalui penggunaan sensor dan kecerdasan buatan yang digunakan untuk meningkatkan kualitas cetak. Selain itu, proses commissioning dan dekomisioning untuk peralatan pencetakan 3D, terutama untuk pencetakan di tempat, akan dioptimalkan.

Soal keberlanjutan, kita sudah tahu bahwa jika industri semen adalah sebuah negara, itu akan menjadi ketiga terbesar penghasil karbon dioksida di dunia setelah China dan proyek Mansour AS mengurangi ketergantungan pada bahan ini demi metakaolin, adobe, batu kapur, limbah konstruksi daur ulang, tailing tambang, serpih, dan banyak lagi. Demikian pula, bahan penguat baru akan dieksplorasi, termasuk rebar rami dan rami, graphene, serat tertanam, dan agregat kaca.

Tentu saja, konstruksi aditif tidak hanya digunakan untuk rumah beton cetak 3D, juga tidak akan digunakan di masa depan. Mansour menunjukkan sejumlah aplikasi di luar apa yang tercakup di sebagian besar media arus utama, seperti inventaris digital untuk menangani biaya overhead, waktu tunggu, dan logistik; mengoptimalkan suku cadang dan suku cadang pencetakan 3D untuk peralatan konstruksi yang menua; metode yang lebih berkelanjutan untuk membuat fasad, kelongsong, dan konektor struktural; dan menerapkan pendekatan melingkar dengan menggunakan bahan daur ulang seperti plastik dan limbah kayu untuk furnitur dan perlengkapan pencetakan 3D.

Standar Konstruksi Aditif

Ke depan, kendala terbesar untuk sektor ini mungkin bukan teknologi tetapi terkait dengan standar dalam konstruksi aditif.

“Tidak ada dalam konstruksi yang terjadi tanpa standar. Tidak ada 'pengulangan' dalam konstruksi; sebuah struktur harus dibangun agar aman dan tahan terhadap ujian waktu dan elemen. Sektor konstruksi tidak menolak untuk mengadopsi pendekatan dan teknologi baru tetapi harus yakin bahwa struktur yang 'dicetak' aman dan memenuhi, atau melampaui, persyaratan. Di sinilah standar memainkan peran penting, ”kata Mansour. “Standar memungkinkan adopsi dan penerimaan massal, yang mendorong terciptanya pasar kompetitif yang sehat, yang mendorong pengembangan lebih lanjut dalam bahan dan pendekatan, dan memungkinkan penetapan harga yang kompetitif.”

Untuk alasan ini, Mansour mengambil keputusan sendiri untuk membentuk sebuah komite untuk mengatasi masalah ini pada Maret 2021. Apa yang kemudian menjadi komite ISO/TC 261/JG 80 menyusun rancangan standar, ISO/ASTM 52939, akan menjalani proses peninjauan dan komentar kedua sebelum publikasi resmi pada akhir tahun 2022.

“Ini tepat waktu, karena berperan dalam beberapa inisiatif yang dipimpin pemerintah seperti proposal Komisi Eropa baru-baru ini pada 30 Maret^th, 2022 di mana Aditif untuk Konstruksi secara eksplisit ditangani dan di mana Komite Eropa untuk Standardisasi (CEN dan CENELEC) menyetujui adopsi ISO/ASTM 52939 sebagai standar CEN ISO/ASTM setelah diterbitkan,” kata Mansour.

Seperti yang telah kita lihat dengan standar pencetakan 3D lainnya, ini hanyalah awal dari apa yang akan menjadi proses panjang dan melelahkan yang penting untuk mendorong sektor ini ke depan. Dengan pekerjaan utama ini dilakukan, upaya lain yang diperlukan untuk kemajuan konstruksi aditif adalah pendidikan lanjutan dari para profesional industri. Dalam hal ini, Wohlers Associates, yang didukung oleh ASTM International, akan memberi saran dan mendukung sektor konstruksi global dengan memahami kekuatan dan keterbatasan pencetakan 3D sebagai alat. Organisasi ini menawarkan perspektif strategis pada proses, bahan, inisiatif peraturan, dan pengembangan dan penerapan standar industri.