Pochopit 3D tisk betonu

10. 3. 2022 - Technologie | | Stáhnout článek v PDF

Rozhovor pro Digital Construction Hub s architektem Luaim Kurdim, o tom, že pro úspěšnou realizaci objektu zhotoveného pomocí 3D tisku z betonu je potřeba pochopit chování materiálu a respektovat současné možnosti technologie

Proč 3D tisk betonu?

Souvisí to s mým vzděláním a zkušenostmi v architektuře. Viděl jsem stavebnictví z mnoha stran a udělal jsem si obrázek o tom, jak se věci dělají tradičně. Jako mladý inženýr jsem se vždy zajímal o robotiku a nové technologie a snažil jsem se najít příležitosti, kde by se daly spojit s architekturou. V reálném světě mi ale příklady této synergie chybí. A právě 3D tisk může přístup k architektuře, navrhování i samotné konstrukci dramaticky změnit.

Jaké mezery se snažíte vyplnit v oboru 3D tisku betonu?

Mnoho výrobců betonu se začíná zajímat o 3D tisk, aby pochopili tuto technologii i její potenciál. Jsme svědky pomalého a postupného přechodu od tradiční výroby betonu k pokročilejším technologickým řešením, jako je právě 3D tisk. Některé prefa výrobny nás žádají, abychom jim technologii 3D tisku představili, popř. pomohli s přechodem na ni. Vyvíjíme také nové materiály, takže namísto použití tradiční betonové směsi se snažíme vyvíjet směsi, které více odpovídají dnešnímu udržitelnému přístupu. V naší výrobě se zaměřujeme na inženýrské projekty, jako jsou šachty, kanály, potrubí, menší tunely apod.

Vytištěno ve spolupráci s Luaim Kurdim pro společnost Besix v Dubaji; tento projekt se skládá z 880 betonových tištěných fasádních panelů pro dvě kancelářské budovy a je považován za největší 3D betonový tištěný fasádní projekt na světě (foto: Besix)

A co architektura – budeme svědky toho, že se díky 3D tisku stane kreativnější?

Když mluvím s architekty o 3D tisku, vidím, jak jsou nadšení. Jednou z největších překážek je však chabá znalost této technologie, často jí opravdu nerozumí. Pokud architekti nemají s 3D tiskem osobní zkušenost, nejsou ve skutečnosti schopni přijít s návrhy, které jsou proveditelné, nebo naopak s návrhy, které by technologii 3D tisku plně využily.

Jaká je ta mezera ve znalostech? Na co se neptají?

Jednou z důležitých součástí 3D tisku jsou limity materiálu. V mnoha ohledech jde o inovativní materiál, který však má jako každý jiný svá vlastní omezení, zejména pokud jde o konstrukční pevnosti (především ohybové) a tisknutelnost. Jsou architekti, kteří se o 3D tisk zajímají, ale pak vytvoří návrh, který je neproveditelný. Jedním z největších omezení je např. sklon, resp. úhel tisku materiálu. Spodní vrstva nese vrstvu horní, a pokud máte extrémní úhel, horní vrstva se bez podpory neudrží. To je způsobeno nedorozuměním, protože mnoho návrhů vychází ze znalostí o termoplastickém 3D tisku, kde můžete vytisknout vodorovný objekt bez podpory pod ním, což u 3D tisku betonu možné není. Pro správné navrhování je třeba pochopit chování materiálu. Dalším omezením jsou konstrukční vlastnosti materiálu – zda jsou vytištěné prvky nosné nebo nenosné a jak budou potom spolupůsobit s tradičně realizovanými částmi projektu.

Co dál s 3D tiskem? Jak se stane široce akceptovaným?

Architekti a stavební inženýři musí zohlednit možnosti 3D tisku již v návrhu, resp. na samotném začátku projektu, technologie musí být integrovanou součástí stavebního procesu. Často se setkávám s tím, že je realizován projekt, který pro zhotovení pomocí 3D tisku betonu navržen nebyl, a pak je potřeba tuto technologii složitě zakomponovat do návrhu tradičního. Dokud si spolu nesedneme v počátečních fázích návrhu a nevybudujeme koncept s pochopením a respektem k možnostem této technologie, nebudeme schopni dosáhnout jejího širšího přijetí.

Pro časopis Beton připravil Ing. Michal Zámečník,
redakčně upraveno.

Luai Kurdi je architekt, který se aditivní výrobě a robotice věnuje více než tři roky. Ve spolupráci s největšími firmami na poli 3D tisku betonu se měl možnost podílet na návrhu a tisku projektů ve Spojených arabských emirátech, z nichž nejvýznamnější jsou kompletně 3D vytištěná budova, včetně nosné konstrukce, o rozloze 70 m2 v Abú Dhabí a doposud největší kancelářská budova s betonovou 3D tištěnou fasádou v Dubaji. V březnu 2021 si založil v České republice start-up Print4D, jenž poskytuje podporu a konzultace v oboru, zajišťuje dodávky celých systémů 3D tisku z betonu na klíč jako řešení plug & play a nabízí i zakázkovou výrobu pro zájemce z celého světa. Produkty z betonu tohoto start-upu tvoří architektonické prvky, venkovní betonový nábytek, zahradní architektura či prvky pro inženýrské stavby.

Autor
1/2022 Technologie | 10. 3. 2022 | Úvodník

Může být stavebnictví atraktivní obor pro mladé?

Nadměrná spotřeba způsobuje enormní využívání zdrojů Země. Následky mají mnoho negativních podob. Dochází k proměně krajiny i celých oblastí v průmyslové zóny, zhoršují se klimatické podmínky, pociťujeme nedostatek zdrojů přírodních surovin, zvyšuje se počet přírodních katastr...
1/2022 Technologie | 10. 3. 2022 | Téma

3D tisk z betonu ve stavebním průmyslu

Úroveň automatizace a robotizace ve stavebnictví je v porovnání s ostatními průmyslovými obory téměř beze změny, a tak není divu, že se produktivita ve stavebnictví za posledních 50 let vlastně vůbec nezvýšila. Naději ke změně tohoto trendu však dává použití aditivní výroby, r...
1/2022 Technologie | 10. 3. 2022 | Téma

Striatus — oblouková lávka z 3D tištěných betonových dílců

Striatus je nevyztužená oblouková lávka složená z betonových dílců vytištěných na 3D tiskárně, které jsou sestaveny bez použití malty. Konstrukce o rozměrech 16 × 12 m, postavená pro účely benátského bienále architektury 2021 v italském městě Giardino della Marinaressa, je prv...