3D tiskárna COBOD BOD2 — Inovativní projekt výrobce tradičního bednění

Celý svět se mění. Ve stavebnictví se to kromě jiného projevuje nedostatkem pracovních sil a vyššími nároky personálu stavby. Velkou výzvu pro stavební průmysl představuje také digitalizace.

První pokusy o stavbu domů pomocí 3D tiskárny proběhly již před 25 lety. Tato inovativní technologie otevírá dříve nevídané možnosti, a to jak ve výstavbě in situ, tak při výrobě speciálních prefabrikátů. Beton lze díky ní „vytvarovat“ rychle a efektivně i bez nasazení bednění. Osvíceným firmám může tato automatizovaná výrobní metoda nabídnout rychlejší, levnější a ekologičtější výstavbu domů a jejich personálu pracovní pozice zajímavé pro 21. století. Další předností 3D tisku betonu je přínos pro udržitelné životní prostředí díky optimalizovanému použití materiálu.

COBOD BOD2 je 3D tiskárna betonu společnosti PERI, jež využívá technologii 3D tisku dánské společnosti COBOD. Je jednou z nejrychlejších tiskáren svého typu – výroba 1 m² dvojité stěny trvá cca 5 min. Jedná se o portálovou tiskárnu, jejíž systém se skládá z více modulů. Každý modul je 2,5 m dlouhý a může být v každé ze tří os prodloužen – maximální rozměry jsou 15 m na šířku, 10 m na výšku, délka může být libovolná. Počet modulů a rozměry tak mohou být individuálně nastaveny pro různá použití a projekty. Vzhledem k modulové konstrukci se stroj dá snadno instalovat, čistit i udržovat. Tisková hlava se pohybuje ve třech osách na pevně instalovaném kovovém rámu, v němž se může pohybovat i uvnitř realizované konstrukce. Kalibrována musí být pouze jednou, což vede k enormní časové úspoře ve srovnání s 3D tiskárnou s robotickým ramenem, u které každé kalibrování zabere několik hodin.

Jako jedna z mála se COBOD BOD2 řadí již k 2. generaci 3D tiskáren. Díky mnoha zkušebním sériím a testovacím projektům je technicky vyzrálejší a obzvláště bezpečná. Má kompletní certifikaci CE a mnohé bezpečnostní prvky, jako je ochrana proti přiskřípnutí, zařízení pro nouzové vypnutí a snímače hmotnosti. Disponuje také certifikovaným kabelovým systémem IP67. Tisková hlava a výsledky tisku jsou sledovány kamerou a vzhledem k vysokému stupni automatizace je pravděpodobnost vzniku chyb značně zredukována.

Instalace tiskárny je velmi flexibilní. Může být umístěna na základech nebo pohyblivých betonových blocích. Rychlost montáže závisí na individuálním uspořádání tiskárny. U tiskárny o délce 17 m, šířce 12 m a výšce 8 m trvá montáž a demontáž pouze jeden pracovní den.

K hlavním oblastem použití 3D tiskárny COBOD BOD2 patří bytová výstavba. V průběhu tisku je schopna zohlednit všechny později instalované kabely a přípojky, např. vodovodní a elektrické rozvody. Výhodou přitom je, že i během tisku je možné v tištěných místnostech pracovat. Manuální práce jako pokládání trubek nebo přípojek jsou jednoduše zahrnuty do tiskového procesu.

Vytištěný materiál má pevnost až 50 MPa a vytištěné duté stěny splňují potřebné statické požadavky. Kromě spojovacích třmínků není v materiálu obsažena žádná další výztuž.

V červenci loňského roku byl v německém městě Beckum dokončen první rodinný dům, jenž byl pomocí tiskárny COBOD BOD2 postaven. „Společně s naším dánským partnerem COBOD jsme dokázali, že je technologie 3D tisku připravena vstoupit na trh v oblasti bytové výstavby. Dům v Beckumu je pro nás všechny milníkem,“ říká vedoucí inovací a marketingu PERI Thomas Imbacher. Pod návrhem domu je podepsáno architektonické a inženýrské studio MENSE KORTE.

Záhy nato byl v srpnu 2021 ve městě Wallenhausen pomocí tiskárny COBOD BOD2 dokončen třípatrový dům pro pět rodin s celkovou obytnou plochou 380 m², podrobnější informace ohledně zúčastněných jsou uvedeny v tabulce). Je to doposud největší vytištěný dům v Evropě, je kompletně podsklepen a má tři patra. Nejedná se o výzkumný nebo ukázkový projekt, byty jsou pronajímány, pouze jeden slouží i nadále jako vzorový byt. S rychlostí 1 m/​​s je COBOD BOD2 v současné době jednou z nejrychlejších 3D tiskáren betonu na trhu. Celková doba tisku domu trvala pouhých šest týdnů, přičemž tiskárnu obsluhovaly pouze dvě osoby a tiskovou hlavu a výsledky tisku kontrolovala po celou dobu kamera.

„Projekt ve Wallenhausenu byl pro tým z oddělení 3D tisku betonu dalším důležitým krokem a firma si tak v této oblasti upevnila svou vedoucí pozici,“ přiznává Thomas Imbacher. „Tiskem prvního bytového domu v Německu jsme dokázali, že je tato nová stavební technologie vhodná také pro větší obytné celky. Pro 3D tisk betonu se tak otevírají další oblasti využití.“

Použitý materiál „i.tech 3D“ byl vyvinut speciálně pro 3D tisk. „Vlastnosti i.tech 3D jsou přizpůsobeny speciálním požadavkům 3D tisku betonu,“ říká Dr. Jennifer Scheydt, vedoucí inženýrství a inovací u firmy Heidelberg-Cement. „Náš materiál je snadno čerpatelný a vytlačitelný a s tiskárnou BOD2 funguje velmi dobře.“

„Náš rodinný podnik dosahuje úspěchů v branži již 25 let a má v regionu mnoho spokojených zákazníků. Pokud jde o 3D tisk betonu, máme velký náskok ve znalostech a spoustu zkušeností,“ říká Fabian Rupp, generální ředitel dceřiné společnosti investora. Jeho bratr Sebastian doplňuje: „Zároveň počítáme s rozvojem této technologie do budoucna a chceme být u toho. Přes veškerou tradici našeho řemesla jsme také inovativní a nevyhýbáme se novým výzvám.“