แนวโน้มเทคโนโลยี 3D Printers ขนาดใหญ่ที่สามารถสร้างบ้านทั้งหลังได้ด้วยเครื่องกลชุดเดียว ถือเป็นแนวโน้มที่ร้อนแรงอย่างมากในวงการรับสร้างบ้านในสหรัฐอเมริกาและยุโรป ที่เทคโนโลยีและวิทยาการใหม่ๆ มีพื้นที่ให้ไอเดียและนวัตกรรมได้เกิดและเติบโตอย่างท้าทายเสมอ
เครื่องพิมพ์ช่วยงานก่อสร้างด้วยเทคโนโลยี 3D Printer หรือ Construction 3D Printer ถือเป็นเทคโนโลยีการผลิตชิ้นงานด้วยเทคนิค Additive Manufacturing… สัปดาห์ก่อนผมนำเสนอไปแล้วในบทความตอนที่ชื่อว่า… Additive Manufacturing… กับแนวโน้มอุตสาหกรรมและอสังหาริมทรัพย์ ซึ่งเทคโนโลยี 3D Printer ก็ไม่ได้มีอะไรซับซ้อนในเชิงเทคนิคที่การทำงานของเครื่องก็ใช้วิธีเดียวกันกับเครื่องพิมพ์เอกสาร หรือ Printer ที่พิมพ์หมึกลงบนกระดาษที่ทุกคนรู็จักกันดีอยู่แล้ว… เพียงแต่ 3D Printer ไม่ได้ใช้หมึกในการพิมพ์… แต่เปลี่ยนไปใช้วัสดุที่ออกแบบเฉพาะงานซึ่งมีตั้งแต่โพลิเมอร์ไปจนถึงสแตนเลสสตีลคุณภาพสูง ที่หลายฝ่ายเชื่อว่า แนวโน้มจะมีวัสดุการพิมพ์สามมิติพัฒนาขึ้นใหม่อีกมากมายในเวลาอันใกล้นี้
ที่สำคัญคือ… การออกแบบทางเดินของหัวพิมพ์แบบ 3D Printer จะมีแกนที่ 3 เพิ่มขึ้นตามแกนอ้างอิงของภาพสามมิติคือ X, Y และ Z
เมื่อนำเทคโนโลยี 3D Printing มาใช้ในการสร้างบ้าน โดยให้เครื่องพิมพ์ช่วยสร้างพื้น ก่อผนังและสร้างหลังคาก็ได้… ซึ่งหัวพิมพ์จะฉีดวัสดุพิมพ์หรือคอนกรีตเพื่องานพิมพ์สามมิติ เรียงเป็นชั้นๆ ไม่ต่างจากการหล่อคอนกรีตแบบเดิม ซึ่งจะทำวนซ้ำไปเรื่อยๆ จนงานเสร็จ
ประโยชน์ของการสร้างบ้านด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
1. เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม… วัสดุพิมพ์บ้าน 3 มิติสามารถสร้างขึ้นจากวัสดุอินทรีย์และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเป็นส่วนใหญ่ มีทั้งไบโอพลาสติก ไบโอโพลิเมอร์ รวมทั้ง Thermo Concrete ซึ่งต่างจากปูนซีเมนต์ทั่วไปที่ได้จากเหมืองหินปูน และขั้นตอนการเผาหินผลิตเป็นปูนซีเมนต์… ยิ่งไปกว่านั้นเครื่องพิมพ์ 3 มิติบางเครื่องใช้พลังงานแสงอาทิตย์และปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำมากระหว่างทำงาน
2. ต้นทุนการก่อสร้างต่ำ… การใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติสร้างบ้าน สามารถสร้างที่อยู่อาศัยได้จำนวนมากในเวลาที่น้อยกว่าการใช้แรงงานคน ที่ส่วนใหญ่ทำงานได้เพียงวันละ 8-12 ชั่วโมงเท่านั้น ในขณะที่เครื่องพิมพ์บ้าน 3 มิติสามารถทำงานต่อเนื่องได้หลายชั่วโมงติดต่อกันโดยไม่หยุดพัก หากไม่มีเหตุขัดข้องอื่นใดระหว่างทำงาน… จึงส่งผลให้ราคาบ้านต่อยูนิต ถูกลงมากในระยะยาว
3. ปรับแบบและขนาดได้ Real Time… ซึ่งการพิมพ์ 3 มิติจะไม่มีปัญหาเรื่องสั่งของผิดแบบ หรือปรับแบบต้องทิ้งของเหมือนการสั่งวัสดุก่อสร้างหรือชิ้นส่วนประกอบบ้าน ที่ขั้นสุดท้ายของงานก่อสร้างอาจจะมีการปรับปรุงหรือแก้ไขแบบแปลน
4. ประสิทธิภาพสูงสุด… เนื่องจากวัสดุพิมพ์แบบ 3 มิติถูกใช้ก่อสร้างแบบ Additive Construction ที่วัสดุก่อสร้างมีขยะและของเหลือน้อยมากจนเกือบเป็นศูนย์ ซึ่งต่างจากการก่อสร้างแบบ Subtracted Process ที่สั่งวัสดุกึ่งสำเร็จรูปมาหั่นออกหรือตัดออกทิ้งบางส่วนใช้บางส่วน
5. ความยืดหยุ่นในการออกแบบ… ด้วยเครื่องพิมพ์บ้านและงานก่อสร้างจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ที่มีความสามารถในการสร้างชิ้นงานด้วยรูปทรงที่หลากหลาย ส่งผลให้การออกแบบบ้านสามารถทำลายข้อจำกัดทั้งทางสถาปัตยกรรมและทางวิศวกรรมแบบดั้งเดิมลงได้มาก… งานยากๆ อย่างผนังโค้งมากๆ หรือซุ้มอันวิจิตรบรรจงที่สลับซับซ้อนก็สามารถสร้างขึ้นได้ง่ายๆ และรวดเร็วโดยไม่ต้องพึ่งเทคนิคพิเศษอื่นๆ ในการสร้างสรรค์
ข้อจำกัดของการก่อสร้างด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ
1. การลงทุนเริ่มต้นสูง… เครื่องพิมพ์บ้าน 3 มิติ ถือเป็นเครื่องจักรขนาดใหญ่ ที่มีทั้ง Hardware และ Software พร้อมเทคโนโลยีชั้นสูงมากมาย รวมทั้ง Artificial Intelligence และ Machine Learning ที่เครื่องจักรทั้งระบบมีราคาแพงกว่าตัวบ้านที่เครื่องผลิตได้หนึ่งหลังมาก
2. ปัจจุบันยังสร้างบ้านได้เพียงบางส่วนของบ้านหรืออาคาร… เครื่องพิมพ์บ้าน 3 มิติในปัจจุบัน สร้างได้เฉพาะโครงสร้างทดแทนส่วนงานหล่อคอนกรีตที่รับภาระเชิงกลศาสตร์ได้ประมาณหนึ่ง…ส่วนงานระบบประปาไฟฟ้าและอื่นๆ รวมทั้งโครงสร้างที่ต้องรับน้ำหนักและยึดตรึงทางกลศาสตร์เพื่อความแข็งแรงพิเศษในหลายๆ กรณีคงต้องใช้เวลาอีกพอสมควรในการพัฒนา… ซึ่งข้อมูลในมือผมระดับงานต้นแบบและการศึกษาวิจัยชี้ว่า หลายอย่างที่เกี่ยวกับที่อยู่อาศัยแทบจะไม่เหลือเค้าโครงการคิดแบบเดิมอีกแล้ว โดยเฉพาะแนวคิดในอีกสิบปีข้างหน้านับจากนี้
3. พื้นผิวภายนอกขรุขระ… งานขึ้นรูปบ้านด้วยเครื่องพิมพ์คอนกรีต 3 มิติยังไม่สามารถสร้างพื้นผิวเรียบสวยเหมือนการติดตั้งชิ้นส่วนบ้านแบบ Prefabricated… และยังต้องฉาบหรือปิดผิวด้วยเทคนิคหรือวัสดุอื่นๆ ซ้ำหากต้องการชิ้นงานที่เรียบ ไม่สกปรกง่ายเพราะฝุ่นละอองและมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของลมต่ำ
4. ยังไม่ได้รับการรับรองตามกฎหมาย… สถานที่ก่อสร้างและสิ่งปลูกสร้าง ถูกควบคุมโดยกฎหมายและมีมาตรฐานความปลอดภัยที่สำคัญหลายประเภทควบคุมทั้งตัวบ้าน เทคนิคการก่อสร้างและสถาบันวิชาชีพของสถาปนิกและวิศวกร… แต่ความท้าทายนี้ยังมีเวลาอีกมากสำหรับพัฒนาการของเทคนิคการก่อสร้างด้วยเครื่องจักรที่มีอนาคตไกลไปถึงการสร้างบ้านและอาคารด้วยจักรกลปัญญาประดิษฐ์ทุกขั้นตอน
อย่างไรก็ตาม… ข้อเสียอีกประการหนึ่งที่ได้รับการบันทึกไว้ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาก็คือ การพิมพ์ 3 มิติจะทำลายการจ้างงานในอุตสาหกรรมก่อสร้างมหาศาล และมีโอกาสส่งผลกระทบทางสังคมมหาศาลด้วยเช่นกัน
ปัจจุบันมี Startup ด้านการพิมพ์คอนกรีต 3 มิติอยู่ในโลกถึง 8 รายที่เสนอขายเทคโนโลยีการพิมพ์คอนกรีต 3 มิติแล้ว… ท่านที่สนใจรายไหนก็ลองศึกษารายละเอียดดูครับ ผมรวบรวมข้อมูลเบื้องต้นมาไว้ให้แล้วได้แก่
House 3D Printers for Sale หรือเครื่องพิมพ์คอนกรีต 3D พร้อมขาย
1. BetAbram P1
- Build size: 1.6 x 8.2 x 2.5 m
- Material: Concrete
- Country: Slovenia
2. COBOD BOD2
- Build size: 14.62 x 50.52 x 14.62 m
- Material: Concrete
- Country: Denmark
3. Constructions-3D 3D Constructor
- Build size: 13 x 13 x 3.8 m
- Material: Concrete
- Country: France
4. CyBe Construction CyBe RC 3Dp
- Build size: 2.75 x 2.75 x 2.75 m
- Material: Concrete
- Country: Netherlands
5. ICON Vulcan II
- Build size: 2.6 x 8.5 x ∞ m
- Material: Concrete
- Country: United States
6. MudBots Concrete 3D Printer
- Build size: 1.83 x 1.83 x 1.22 m (minimum)
- Material: Concrete
- Country: United States
7. Stroybot2
- Build size: 10 x 15 x 6 m
- Material: Concrete
- Country: United States
8. WASP Crane WASP “Infinity 3D Printer”
- Build size: Ø 6.3 x 3 m
- Material: Concrete/Earth materials
- Country: Italy
Construction Printing Services หรือบริการให้เช่าใช้หรือรับก่อสร้างด้วย 3D Printer
1. Contour Crafting 3D Printing System
- Build size: –
- Material: Concrete
- Country: United States
2. XtreeE 3D Printer
- Build size: –
- Material: Concrete
- Country: France
