大和房屋將利用3D印表機量產住宅外部結構,採用獨家研發的大型噴頭進行列印

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大和房屋工業公司宣布,將採用建築3D列印技術,量產用於獨棟住宅的外牆建材。初步計劃是從2026年春季開始,於住宅建築中應用3D列印技術製作大門圍牆。使用獨自開發的3D列印機製作大門圍牆,在發那科(FANUC)製的機械手臂上,裝配由工具機製造商S.Lab(京都市)與大和房屋共同開發的3D列印用大型噴頭,僅機頭部分重量就約達130公斤,長度約為1.7公尺,堪稱日本國內最大級。

這台3D印表機是透過加熱器將樹脂顆粒熔化,再由噴頭擠出並進行堆疊。為了增加樹脂顆粒的熔融量並提高擠出速度,在擠出頭部位內建大型加熱器,顯著縮短了3D列印大門圍牆的生產時間。若製作大門圍牆所需的列印機運作時間越短,便能有效降低生產成本。

當列印時噴頭如果突然轉向產生晃動則會導致列印精度下降。因此,在預料會發生晃動的列印路徑上,會自動降低速度以確保精度。如果大門圍牆的尺寸為寬1,300毫米,深120至150毫米,高1,500毫米的話大約需要19個小時才能建成。傳統的水泥磚砌門牆,若計入水泥的養護期,現場施工通常需約一週才能完工。但是,透過3D列印機製作的門牆,現場組裝工作可在一天內完成,能大幅縮短原本需花費數天的工序。

為了實現量產,大和房屋還自主開發了原料顆粒,總共有將二氧化碳 (CO2) 固定在混凝土污泥(廢料)中而製成的人工碳酸鈣、房屋和其他建築物施工中剩餘的玻璃棉以及回收的聚丙烯等三種。這些新型顆粒主要由廢棄物衍生材料製成,與傳統的3D列印樹脂顆粒相比,材料成本可降低一半以上,而且更環保。樹脂系列的材料長期戶外使用可能會導致品質下降,然而從大和房屋公司使用其專有顆粒進行的一項測試顯示,15年期間這些顆粒並未出現因紫外線照射引起的變色和粉化(白色粉末狀)現象。3D列印圍牆的優勢在於兼具優異的耐候性與高度的設計自由度。大和房屋迄今為止一直以客製化住宅作為房地產業務的主軸,但今後也將業務推廣至公寓領域。