Οι πρώτοι υπολογιστές δεν διέθεταν οθόνη. Μετά την επεξεργασία των δεδομένων, εμφάνιζαν τα αποτελέσματα απευθείας στο χαρτί μέσω μιας συσκευής εκτύπωσης, του γνωστού printer. Η χρήση της οθόνης όχι μόνο δεν κατήργησε τους εκτυπωτές, αλλά αντίθετα αυτοί συνέχισαν να εξελίσσονται και δημιουργήθηκαν εκτυπωτές laser, (dot matrix), inkjet, Αll-in-one πολυμηχανήματα (ΑΙΟs) που συνδυάζουν αντιγραφή, scanner, εκτυπωτή, και σε ορισμένα μοντέλα, δυνατότητες φαξ σε μία μόνο μονάδα και εκτυπωτικά συστήματα μεγάλων ταχυτήτων.
Τα τελευταία χρόνια έχουν εμφανισθεί οι τρισδιάστατοι (3D) εκτυπωτές, οι οποίοι αντί να εκτυπώνουν, ή να αποτυπώνουν σε δύο διαστάσεις, εκτυπώνουν σε 3 και εναποθέτουν το υλικό σε αλλεπάλληλα στρώματα, στην τρίτη διάσταση, που είναι το ύψος. Είναι, δηλαδή, μία μέθοδος προσθετικής κατασκευής στην οποία κατασκευάζονται αντικείμενα μέσω της διαδοχικής πρόσθεσης επάλληλων στρώσεων υλικού. Η καθοδήγηση και η ακρίβειά τους ρυθμίζεται από το ψηφιακό σύστημα ενός υπολογιστή και έτσι έχουν τη δυνατότητα να φτιάξουν διάφορα αντικείμενα, από μακέτες μέχρι φαγητά.
Η τρισδιάστατη εκτύπωση πρωτοεφευρέθηκε στα 1982 από τον ChuckHull και αρχικά, στην 3η βιομηχανική επανάσταση, με τον 3D printer φτιάχνονταν μικροαντικείμενα, όπως μπιζού, ανταλλακτικά και εργαλεία. Τώρα στην 4η βιομηχανική επανάσταση, έχουν επεκταθεί σχεδόν σε όλες τις φάσεις της βιομηχανίας και κατασκευής και αυτό είναι το θέμα που θα μας απασχολήσει σε αυτό το άρθρο.
Έχετε σκεφτεί ότι το επόμενο σπίτι σας μπορεί να κατασκευαστεί από έναν 3Dprinter; To θεωρώ πολύ σημαντικό, σαν ένα υπερόπλο, στην αντιμετώπιση δύο σημαντικών προβλημάτων που καλείται να λύσει σήμερα η ανθρωπότητα: την έλλειψη κατοικίας και την κλιματική αλλαγή. Περίπου 1,6 δισ. άνθρωποι, περισσότεροι από το 20% του παγκόσμιου πληθυσμού, στερούνται κατάλληλης στέγασης και ο κατασκευαστικός κλάδος είναι υπεύθυνος για το 11% των ανθρωπογενών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα παγκοσμίως, χωρίς το αποτύπωμα άνθρακα στον τομέα αυτόν να δείχνει σημαντική συρρίκνωση, παρά τα όποια μέτρα λαμβάνονται. Όμως, με τη μέθοδο της 3D printer κατασκευής σπιτιών θα μειωθούν σημαντικά οι ρύποι, το κόστος και ο χρόνος παραδόσης. Επί πλέον, θα δοθεί η δυνατότητα σε πολλούς ανθρώπους να φτιάξουν το σπίτι τους σχεδόν μόνοι τους.
Θυμάμαι, όταν εργαζόμουν στην General Electric, σε μία επαρχιακή πόλη της πολιτείας Οχάιο, πολλοί συνάδελφοι κατασκεύαζαν τα σπίτια τους σχεδόν μόνοι τους. Αγόραζαν τα υλικά, με κάποια σχετική προεργασία, έβαζαν προσωπική εργασία για την τοποθέτηση, κυρίως τα βράδια και τα Σαββατοκύριακα, και το σπίτι ήταν έτοιμο· και με την αφεντιά μου το ίδιο συνέβη, μετατρέψαμε μια σάλα σε τρία διαμερίσματα. Όμως τότε χρειαζόταν πολλή εργασία γιατί τα υλικά δεν ήταν ακριβώς “κομμένα και ραμμένα” στα μέτρα που ταίριαζαν και είχαν πολλή φύρα (υπόλοιπα, ρετάλια κ.λπ.). Τώρα με τη νέα μέθοδο, όλα τα υλικά είναι κατασκευασμένα με μεγάλη ακρίβεια. ΄Όπως προανέφερα, η 3D εκτύπωση ήταν γνωστή από τις αρχές της δεκαετίας του ᾽80, αλλά τώρα αποκτά άλλες διαστάσεις. Ήδη χρησιμοποιείται για την κατασκευή αντικειμένων, όπως ορθοπεδικά εμφυτεύματα και εξαρτήματα για αεροσκάφη. Οι λεπτομέρειες διαφέρουν ανάλογα με τα προϊόντα και τις εργασίες που εμπλέκονται, αλλά η βασική αρχή είναι ίδια: η διαδοχική πρόσθεση επάλληλων στρώσεων υλικού. Δηλαδή, ένα στρώμα υλικού τοποθετείται και με κάποιο τρόπο στερεώνεται στη θέση του. Στη συνέχεια, τοποθετείται ένα άλλο στρώμα από πάνω κ.ο.κ. Μεταβάλλοντας το σχήμα και μερικές φορές τη σύνθεση του υλικού του στρώματος, κατασκευάζουν αντικείμενα που θα ήταν δύσκολο έως αδύνατο να παραχθούν με τις συμβατικές τεχνικές. Επί πλέον, σε αντίθεση με τις συμβατικές διαδικασίες κατασκευής, δεν υπάρχει σπατάλη σε κανένα υλικό. Στην περίπτωση κατασκευής σπιτιών, οι εκτυπωτές είναι μεγαλύτεροι σε μέγεθος από αυτούς που απαιτούνται για τα τεχνητά γόνατα και για τις άκρες των φτερών των αεροπλάνων, τα υλικά είναι κάπως πιο ακατέργαστα, αλλά παρά ταύτα, και πάλι η αρχή είναι ίδια. Τα ακροφύσια του εκτυπωτή εξωθούν μία πάστα από σύνθετο υλικό, το οποίο εκχέουν με τη βοήθεια του προγράμματος του υπολογιστή και στη συνέχεια αυτό παστώνεται και σκληρύνεται με υπεριώδη ακτινοβολία που είναι και αυτή κατάλληλα ρυθμισμένη.
Με αυτή τη διαδικασία τυπώνονται διάφορα μέρη σπιτιών, οροφές, διαχωριστικοί τοίχοι, κουφώματα, χωρίς να χρειάζονται καλούπια. Εδώ πρέπει να διευκρινίσω ότι με την παλαιά μέθοδο, για να φτιάξουμε ένα πλαστικό αντικείμενο χρειαζόμαστε ένα καλούπι και διάφορα άλλα μηχανήματα κατασκευής και επεξεργασίας, όπως πρέσα κ.ά. Αυτά τα ίδια, έχουν μεγάλο αρχικό κόστος επένδυσης, οπότε μπορεί κανείς να υπολογίσει πόσο ασύμφορη θα ήταν η κατασκευή π.χ. πρέσας και καλουπιού για κάθε αντικείμενο-υλικό που τοποθετείται σε ένα σπίτι.
Όσοι έχουμε παρακολουθήσει κατασκευές ακινήτων, γνωρίζουμε πόση προεργασία χρειάζεται. Τα υλικά συγκεντρώνονται σε έναν χώρο, ρίχνουν πρώτα τα θεμέλια και ακολουθεί η βάση. Με τη νέα, πρωτοποριακή μέθοδο, ακόμα και τα θεμέλια μιας κατοικίας γίνονται με τον ίδιο τρόπο, χωρίς καλούπια, σπατάλη υλικών, ξύλων κ.λπ. Η τρισδιάστατη εκτύπωση προσφέρει ευελιξία, ταχύτερη κατασκευή, χαμηλότερο κόστος και είναι πολύ πιο φιλική προς το περιβάλλον σε σύγκριση με τις συμβατικές κατασκευές.
Ο αυτοματισμός εξασφαλίζει τεράστια εξοικονόμηση σε όλες τις φάσεις κατασκευής Μία εταιρεία στην Καλιφόρνια που ήδη εφαρμόζει αυτή τη μέθοδο, μπορεί να κατασκευάσει έως και το 80% ενός σπιτιού και χρειάζεται μόνο το 5% του εργατικού δυναμικού σε σύγκριση με τον συνηθισμένο τρόπο.
Επίσης, δύο άλλες εταιρείες, πάλι στην Καλιφόρνια, μπορούν να ανεγείρουν ένα σπίτι σε λιγότερο από 24 ώρες αθροιστικά, ενώ χρειάζονται τουλάχιστον μερικές εβδομάδες για την κατασκευή μιας κατοικίας από τούβλα και κονίαμα. Μπορούν και το κάνουν τόσο γρήγορα επειδή όλα τα κομμάτια (τοίχοι, οροφές, πατώματα) κατασκευάζονται με ακρίβεια στο εργοστάσιο για το συγκεκριμένο σπίτι και συναρμολογούνται στον τόπο ανέγερσης του σπιτιού. Αυτό από μόνο του δεν είναι μια καινούργια ιδέα, αλλά στον συγκεκριμένο τρόπο ανέγερσης τα εξαρτήματα που χρειάζονται είναι κατασκευασμένα με την απόλυτη ακρίβεια και τον αλάνθαστο τρόπο του προγράμματος του υπολογιστή και του εκτυπωτή.
Ο αυτοματισμός, λοιπόν, επιφέρει τεράστια εξοικονόμηση κόστους κατασκευής, ειδικά τώρα που συνδυάζεται με τον 3D εκτυπωτή. Η πλειοψηφία των δομών εκτύπωσης χρησιμοποιεί σκυρόδεμα και διαφημίζει ότι είναι πλέον σε θέση να εκτυπώσει (προσέξτε τη διατύπωση, εκτυπώσει όχι κατασκευάσει) ένα σπίτι σε 12 ώρες αθροιστικά και με κόστος κάτω από 10.000 δολάρια. Επίσης η ίδια εταιρεία ισχυρίζεται ότι με την εναπόθεση της ακριβούς ποσότητας τσιμέντου που απαιτείται και τη μείωση των απορριμάτων, λόγω της 3D εκτύπωσης, παράγεται μόνο το 30% διοξειδίου του άνθρακα σε σχέση με τις συμβατικές κατασκευές.
Ωστόσο, η παραγωγή των κονιαμάτων που χρησιμοποιούνται, δεν είναι μια “πράσινη” διαδικασία. Ο ασβέστης (οξείδιο ασβεστίου) λαμβάνεται από την πύρωση σε κατάλληλους κλιβάνους των ασβεστόλιθων (ανθρακικό ασβέστιο), με αφαίρεση του διοξειδίου του άνθρακα. Κατά τη χημική αυτή αντίδραση αναπτύσσεται έντονη θερμότητα. Πιο συγκεκριμένα κατά την παραγωγή τσιμέντου και σκυροδέματος που είναι το κύριο προϊόν του, εκλύονται ποσότητες CΟ2 ικανές να προκαλέσουν περιβαλλοντικά προβλήματα. Επίσης, η κατασκευαστική βιομηχανία είναι από τις πιο ενεργοβόρες. Η χρήση της ενέργειας μοιράζεται μεταξύ της παραγωγής, διακίνησης και χρήσης των οικοδομικών υλικών.
Ανοίγω μία παρένθεση για να αναφέρω ότι μία επιστημονική ομάδα στο Texas University, ακολουθεί έναν τρόπο κατασκευής οικολογικών σπιτιών, με την ευρύτερη έννοια. Για να κτίσει ειδικά σε απομακρυσμένα και απρόσιτα μέρη, χρησιμοποιεί τα υλικά που υπάρχουν στο έδαφος και το υπέδαφος του συγκεκριμένου τόπου. Τα θρυμματίζει, τα κάνει σκόνη και τα αναμειγνύει με πυρητικά άλατα. Το μείγμα συμπιέζεται μέσω ενός ακροφυσίου, με το οποίο σταθεροποιείται γρήγορα και αποκτά ισχυρή συνοχή, έτσι ώστε να διατηρήσει το σχήμα του και να αντέξει το βάρος του επόμενου στρώματος. Η διαδικασία είναι διπλά “πράσινη”: αποφεύγει τη χρήση τσιμέντου και μηδενίζει την ανάγκη μεταφοράς, ειδικά σε μεγάλες αποστάσεις, των υλικών που απαιτούνται.
Η συγκεκριμένη 3D τεχνολογία επεκτείνεται και σε άλλες χώρες, όπως η Σαουδική Αραβία, που προτίθεται να κατασκευάσει 1,5 εκατ. τέτοια σπίτια την επόμενη δεκαετία. Εάν είναι επιτυχής η κατασκευή της 3D εκτύπωσης για τις κατοικίες, είναι πιθανόν να χρησιμοποιηθεί για γραφεία, εμπορικά κέντρα, αποθήκες κ.λπ.
Και πέρα από τις γήινες κατασκευές, η NASA, η διαστημική υπηρεσία των ΗΠΑ, χρησιμοποιεί την τεχνική της 3D εκτύπωσης για να κατασκευάσει βάσεις προσγείωσης, καταλύματα και δρόμους στον Άρη και στη Σελήνη, δεδομένου ότι σε αυτά τα ουράνια σώματα δεν μπορούν να μεταφερθούν υλικά από τη γη και επίσης δεν υπάρχει χώμα, αλλά ένα υλικό που ονομάζεται ριβόλιθος.
Με την κρίση και τη δυσκολία στην εξεύρεση στέγης, θεωρώ ότι η κατασκευή φτηνών κατοικιών είναι μια αχτίδα αισιοδοξίας για πολλούς ανθρώπους. Ειδικά για τα νέα ζευγάρια, το να αποκτήσουν δικό τους σπίτι, έστω και με προσωπική εργασία, είναι όνειρο ζωής, που δύσκολα πραγματοποιείται. Συνήθως πρέπει να δουλεύουν μια ζωή για να αποπληρώσουν την απόκτησή του. Γι᾽ αυτό θεωρώ πολύ σημαντική αυτή τη νέα τεχνολογία, που θα λύσει αυτό το ακανθώδες πρόβλημα. Εκτός αυτού, είναι μια μεγάλη ηθική ικανοποίηση να συμμετέχεις ενεργά στην κατασκευή του σπιτιού σου.
Βέβαια, όπως έχουν διαμορφωθεί οι πόλεις λόγω της αστυφιλίας, η νέα αυτή τεχνική αν επικρατήσει, θα εφαρμοστεί κυρίως στην επαρχία. Όμως, γι᾽ αυτόν ακριβώς τον λόγο, γιατί να μη γίνει ένα κίνητρο για τους νέους να στήσουν το σπίτι και τη ζωή τους στην επαρχία, δεδομένου ότι όλες οι χώρες πλέον προσπαθούν να ωθήσουν τους ανθρώπους της πόλης να ζήσουν σε πιο ολιγάριθμες κοινωνίες; Θεωρώ ότι η φθηνή 3D εκτύπωση κατοικιών θα είναι το έναυσμα ώστε να μειωθεί η αστυφιλία, πάντα με τη συμβολή του κράτους. Πολλές περιοχές στην Ελλάδα παραμένουν ακατοίκητες. Στη Χίο, από ένα χωριό μέχρι την παραλία, δεν υπάρχει ούτε ένα σπίτι σε απόσταση πέντε χιλιόμετρων. Σε έναν πανέμορφο τόπο, γιατί να μη χτιστούν βάσει σχεδίου, “έξυπνα” σπίτια ώστε να αξιοποιηθεί ο φυσικός πλούτος της χώρας; Αντί να ενθαρρύνουμε τις κατασκευές, τις δυσκολεύουμε με τους περιορισμούς για τα μικρά οικόπεδα, και τις γνωστές αγκυλώσεις και παράλληλα νομιμοποιούμε εκ των υστέρων αυθαίρετες οικοδομές που βλάπτουν το περιβάλλον.
Η 3D εκτύπωση σπιτιών, που μπορεί να νομοθετηθεί να ανήκουν στην κατηγορία των λυομένων, φαίνεται να είναι το μέλλον, αρκεί να την αξιοποιήσουμε.
Πηγές: Μπάρμπα-Google, Bloomberg, The economist, Time
