3D tisk ve stavebnictví

Trojrozměrný tisk je novou technologií, která spočívá ve vytvoření objektu z digitálního návrhu prostřednictvím stroje - 3D tiskárny. Tento způsob se začíná uplatňovat ve zpracovatelském průmyslu po celém světě.

Na konci roku 2009 vstoupila technologie 3D tisku do stavebnictví, kde umožňuje tvorbu speciálních architektonických prvků nebo efektivních rezidenčních staveb. Růst světové populace a s tím spojená potřeba stavět domy rychle a udržitelně dala impuls k vytvoření vhodnějších a efektivnějších technologií pro stavbu domů, jako je 3D tisk. Na jeho výzkum se v současnosti zaměřují vývojová centra ve Spojených státech, Nizozemí a Číně.

Bezdrátová robotická paže pro stříkání betonu

3D tisk již byl používán pro tvorbu středně velkých modelů menších předmětů denní potřeby. Technologie se zakládá na počítačově řízeném procesu výroby, ve kterém se originální tvar a rozměr vytvoří v software programu a tiskové zařízení následně vyrobí požadovaný objekt ve 3D. Řada univerzit po celém světě zkoumá postupy pro použití 3D tisku v průmyslovém měřítku, aby bylo možné tvořit vrstvy extrudovaného betonu velkými stavebními stroji za účelem stavby domů.

První testování

V roce 2015 započala fakulta architektury Univerzity v Grazu velmi zajímavý projekt zaměřený na kombinaci bezdrátové robotické paže s malovýrobním systémem stříkání betonu MiniShot společnosti Sika. Původně byl systém MiniShot vyvinut pro testování směsí stříkaného betonu použitím ultrazvukového impulzu za účelem časových a nákladových úspor ve srovnání s testy ve velkém měřítku. Univerzita Graz se zajímala o MiniShot čerpací systém pro kontinuální tisk stavebních prvků bez pulzací.

Jako mix na maltu

Sika napomáhala Univerzitě Graz s instalací čerpacího systému MiniShot, provedením prvních laboratorních testů, vyřešení nejčastějších problémů vztahujících se k čerpadlu a přidání speciální trysky pro Sigunit® accelerator (chemický produkt pro zkrácení času tuhnutí malty pro získání vyšší počáteční pevnosti).

Kritickou částí technické podpory byl návrh mixu tak, aby extrudovaný beton bylo možné čerpat úzkou hadicí. Součástí mixu byl cementový superplastifikátor (Sika® ViscoCrete®), thixotropní tmel (SikaThixo-14) a 0-1 mm písku a vody. Vzhledem k malé velikosti agregátů může být popsán jako mix na maltu.

První laboratorní zkoušky

Student architektury dostal v zadání projektu vytvořit v laboratoři metodou 3D tisku vysoce precizní modely a geometrické tvary použitím extrudovaného betonu. První laboratorní testy musely být provedeny pod bezpečnostním dohledem, což znamenalo, že Sika inženýři byli 10 hodin denně přítomni v laboratoři, aby mohli projekt zajistit z hlediska technické podpory.

Kombinace robotického systému, software programu a čerpacího systému MiniShot

Kombinace robotického systému, software programu a čerpadla MiniShot byla skvělou myšlenkou, pokud vezmeme v úvahu přesnou práci stříkací trysky. Požadavkem projektu bylo vytvoření 3D tisku pomocí několika vrstev rychltuhnoucího cementového materiálu.

Partnerství mezi společností Sika a Univerzitou TU Graz nebylo založeno pouze na rozšíření obchodních možností. Těšilo nás účastnit se závěrečné práce k absolutoriu studia architektury a prezentací ostatních studentů s různými náhledy na stejný projekt.