Materiál pro Prvoka

Střední část – dřevostavba – doplněná ozeleněním (foto: archiv Stavební spořitelny Buřinka (převzato z videa))

Před Prvokem

Co se týče vlastního materiálu pro 3D tisk a jeho vývoje, musíme se vrátit do roku 2016. V tomto roce obdržela naše společnost poprvé v České republice poptávku na dodávku mate­riálu pro 3D tisk ve stavebnictví. Tehdy to ještě nebyla poptávka od současného partnera. Začátky nebyly vůbec jednoduché. Jen naše základní otázka: Jaké mají být základní vlastnosti tohoto materiálu?“ neměla jednoznačné odpovědi. Jediné zadání tak znělo: Ať se s tím materiálem dá tisknout.“ Požadavky na konzistenci, dobu zpracovatelnosti, čerpatelnost či počáteční pevnosti nebyly definovány, a proto jsme je museli víceméně sami predikovat dle dostupných informací a např. i dle videí z internetu. Naše základní představa stran parametrů materiálu zněla – měl by být dobře čerpatelný, vysoce tixotropní a zároveň rychle tuhnoucí. V roce 2017 proběhly první reálné zkoušky s naší směsí. Na vývoji se dále pokračovalo a zkoušely se různé verze, ale již jen v laboratoři, neboť zájem soukromé společnosti opadl. Materiál na tisk byl připraven, ale to je jen část z celé mozaiky 3D tisku ve stavebnictví. Samotná tiskárna, pak čerpadlo, míchačka… a spousta dalších detailů a souvislostí zůstávala s velkým otazníkem. Škoda, že to tehdejší soukromá stavební firma vzdala, ale ani se jí nedivíme. Neznámých bylo ještě hodně a reá­lná možnost komerčního využití byla vzdálená. My jsme však v budoucnost této technologie věřili a z laboratoře jsme se posunuli až k testování ve výrobě. Tak jsme vyrobili první šarže materiálu MasterRoc 3DP. Materiál tehdy ještě neobsahoval polypropylenová mikrovlákna, jeho doba zpracovatelnosti byla cca 15 až 25 min. v závislosti na okolních teplotních podmínkách, dal se dobře čerpat, byl vysoce tixotropní a jednotlivé vrstvy se během tisku spojovaly. Jeho pevnost v tlaku byla již v této počáteční fázi vysoká, po 28 dnech dosahovala více než 40 MPa.

Materiál pro Prvoka

Dalšího cca půl roku se nic nedělo. Poté jsme shodou okolností byli přizváni, abychom byli nápomocni Michalovi Trpákovi s jeho sochařskými počátky 3D tisku. Poptával se zejména po našich mikrovláknech MasterFiber, aby se pokusil vylepšit směsi od konkurenčních dodavatelů, kteří se mu sami nabízeli. Po první schůzce jsme se dohodli na spolutestování našeho materiálu MasterRoc 3DP. První reakce ze strany celého týmu Scoolpt byly nadšené. Náš materiál byl použit na sympoziu s názvem Umění ve městě v Českých Budějovicích, kde vznikly velice povedené první veřejně tištěné výtvory v rámci ČR. Po sympoziu jsme se domluvili na další spolupráci a začali definovat další požadavky a navrhovat vylepšení vlastností materiálu, zjednodušení aplikace atd. Začala opět práce ohledně testování a ladění“ receptury.

Základní parametry použitého materiálu

Dnes je tedy i shodou náhod a okolností na světě materiál nesoucí název MasterFlow 3D 100, který je sestaven z lokálních surovin a je vyráběn v závodě skupiny MBCC Group v Chrudimi. Základní parametry materiálu (pevnosti v tahu za ohybu a v tlaku stanovené podle ČSN EN 1015-11 a ČSN EN 12190) jsou uvedeny v tabulce, zkou­šky byly provedeny na trámečcích o rozměrech 160 × 40 × 40 mm. Tento tixotropní materiál je čerpa­telný standardními šnekovými čerpadly, má dobu zpracovatelnosti 25 min. (za laboratorních podmínek při teplotě cca 20 až 25 °C), maximální velikost zrn je 0,5 mm, je objemově stálý a obsahuje polypropylenová mikrovlákna MasterFiber 012.

Závěr

Vzhledem k dynamice celého projektu Prvok a především díky nadšení týmu Scoolpt jsme se v technologii 3D tisku ve stavebnictví posunuli o krok dále. Dodalo nám to elán do další práce a nyní už pracujeme na další variantě použitého cementového materiálu. Pohráváme si i s myšlenkou, kam posunout celý 3D tisk a jak konečně začít tisknout s betonem. Stále však hledáme zatřídění, kam naši směs zařadit, protože o beton se podle specifikace v normě nejedná, neboť neodpovídá definici dle ČSN EN 206 (obsahuje pouze drobné kamenivo do 4 mm, avšak nikoliv hrubé kamenivo nad 4 mm ).

Večerní pohled s Národním divadlem a Smetanovým nábřežím (foto: Stanislav Krupař, archiv Stavební spořitelny Buřinka)
Autoři

Prvok, big experiment in the field of 3D printing

The first house of organic shapes in the Czech Republic, ʻPrvok’ (Protozoan), which was printed using a cement composite was formally revealed on a pontoon moored at Střelecký Island in Prague on August 18, 2020. The article provides more detail in the form of an interview with the author of the design, with text from its co-creators.

5/2020 Architektura | 15. 10. 2020 | Materiály a technologie

Prvok aneb velký experiment na poli 3D tisku

18. srpna 2020 byl na pontonu kotvícím u Střeleckého ostrova v Praze slavnostně představen Prvok – první dům organických tvarů, který byl v České republice vytištěn z cementového kompozitu. V navazujících článcích jej blíže představujeme formou rozhovoru s autorem jeho návrhu...
5/2020 Architektura | 15. 10. 2020 | Materiály a technologie

Prvok je obytná socha

Rozhovor s autorem Prvoka Michalem Trpákem o návrhu, spolupráci a plánech do budoucna.
5/2020 Architektura | 15. 10. 2020 | Materiály a technologie

Příběh prvoka

V článku je přiblížen vznik společnosti Scoolpt zaměřující se na 3D tisk z betonu, která stojí za Prvokem, začátky spolupráce, proces softwarového modelování, první zkoušky tisku a především vlastní tisk Prvoka.