首个 100% 生物基 3D 打印房屋在缅因大学亮相

近日，缅因大学先进结构与复合材料中心 (ASCC) 推出了 BioHome3D，这是第一座完全由生物基材料制成的 3D 打印房屋。BioHome3D 是在美国能源部缅因州大学和橡树岭国家实验室之间的 Hub and Spoke 计划的资助下开发的。合作伙伴包括 MaineHousing 和缅因州技术学院。 

这座 600 平方英尺的原型采用 3D 打印的木纤维和生物树脂地板、墙壁和屋顶。这座房子完全可回收，高度隔热，采用 100% 木质隔热材料和可定制的 R 值。由于打印过程的精确性，建筑垃圾几乎被消除。

“我们的州正面临住房危机和劳动力短缺的完美风暴，但缅因大学再次挺身而出，表明我们可以用缅因州标志性的独创性应对这些严峻挑战，”州长珍妮特米尔斯说。“凭借其创新的 BioHome3D，UMaine 的高级结构和复合材料中心正在创造性地思考我们如何解决住房短缺问题，加强我们的林产品工业，并为人们提供安全的居住场所，以便他们为我们的经济做出贡献。虽然还有更多工作要做，但今天的发展是向前迈出的积极一步——我很自豪能够通过我的缅因州就业与恢复计划和我的预算来支持这一举措。我向缅因大学及其合作伙伴表示祝贺和感谢，我期待着继续以创新的解决方案解决这些问题。”

“随着今天世界上第一座由回收森林产品制成的 3D 打印房屋的生产，缅因大学继续展示其在创新和科学研究方面的全球领导地位，”参议员柯林斯说。“这项非凡的成就归功于 Habib Dagher 博士、他的团队和缅因州高级结构与复合材料中心的学生的坚韧和专业知识。我赞扬他们为缅因州的林产品行业开创了这个新的市场机会，这有助于缓解我们国家的住房短缺问题。他们开创性的工作将为经济适用房的未来奠定基础，并有助于在我们州创造新的就业机会。”

该技术旨在解决劳动力短缺和供应链问题，这些问题正在推动高成本并限制经济适用房的供应。由于使用自动化制造和场外生产，现场建造和装修房屋所需的时间更少。使用丰富的、可再生的、本地采购的木纤维原料进行印刷减少了对受限供应链的依赖。 这些材料支持当地林产品行业的振兴，并且更能抵御全球供应链中断和劳动力短缺。 

橡树岭国家实验室的制造示范设施是先进制造领域的领导者，与 ASCC、 森林生物制品研究所 和森林资源学院所在的缅因州大学在大规模生物基 3D 打印领域是天然的合作伙伴。缅因州 技术学院 支持原型设计，MaineHousing 是开发和审查符合低收入住房标准的房屋规格的重要合作伙伴。

“这个项目展示了科学合作解决关键国家需求的力量，”孙说。“将 ORNL 的能力和设施与 UMaine 的专业知识和创新动力相结合，我们共同实现了可持续材料和制造技术发展以及建筑行业脱碳的重要里程碑。”

大规模增材制造的进步以及这些合作伙伴关系产生的生物基材料化学创新使这项努力成为可能。

BioHome3D 的成功打印建立在 ASCC 在先进制造、设计和建模方面的卓越表现之上。该原型是在世界上最大的聚合物 3D 打印机上打印的，该打印机在 2019 年生产了 世界上最大的 3D 打印船 。 

随着未来绿色工程和材料 (GEM) 研究工厂的开放，ASCC 将能够扩大其在房屋建筑方面的先进制造研究。完成后，GEM 将成为支持 AI 的大规模数字混合制造的枢纽。未来工厂将推动缅因州以创新为主导的经济复苏，其工厂致力于扩大住房生产，例如 BioHome3D，以及造船业，这是缅因州的重要产业。 

先进结构和复合材料中心是世界领先的研究、教育和经济发展跨学科中心，涵盖材料科学、先进制造以及复合材料和结构工程。该中心位于一个 100,000 平方英尺的 ISO-17025 认证设施内，因其引领和影响新兴产业的尖端研究项目而在国内和国际上得到认可，这些新兴产业包括海上风能和海洋能源、民用基础设施、生物基复合材料、大型-规模 3D 打印、士兵保护系统和创新的国防相关应用。