Nabierając rozpędu
Na przestrzeni dziejów, branża budowlana w dużej mierze pozostała niezmieniona, a większość konstrukcji nadal wymaga od pracowników nakładania na siebie warstw cegieł lub innych materiałów budowlanych. Jednak w dzisiejszych czasach, konwencjonalne podejście staje się przestarzałe, ponieważ w dużej mierze opiera się na indywidualnych umiejętnościach, generuje duże ilości odpadów i hałasu oraz zapewnia niską wydajność.
Na to terytorium wkracza druk 3D, który obiecuje budować domy szybciej, taniej i dokładniej. Z korzyściami takimi jak te, nic dziwnego, że budownictwo z wykorzystaniem druku 3D nabiera rozpędu. Aby spojrzeć na sprawę z odpowiedniej perspektywy, w 2016 r. premier Zjednoczonych Emiratów Arabskich zadeklarował, że do 2030 r. jedna czwarta wszystkich budynków w Dubaju będzie drukowana w 3D.
W obliczu rosnącej liczby budynków drukowanych w 3D, zaczynamy się zastanawiać, kto buduje te konstrukcje?
Małe Kroczki
Sceptycy wciąż wątpią w sensowność domów drukowanych w 3D. Firmy budowlane zajmujące się drukiem 3D otrzymują jednak wiele pozytywnych opinii.
Jak dotąd nie ma uniwersalnych standardów dotyczących stosowanych metod i materiałów. Co więcej, większość lokalnych kodeksów budowlanych nie przewiduje domów drukowanych w 3D, co oznacza, że w niektórych obszarach technologia ta wciąż nie ma zastosowania. W 2018 r. firma budowlana ICON jako pierwsza w Ameryce uzyskała pozwolenie na budowę i wybudowała drukowany w 3D dom w Austin w Teksasie.
Większość firm zajmujących się drukiem 3D domów, jest wciąż na wczesnym etapie wdrażania swoich rozwiązań. Niemniej jednak, niektóre z nich organizują pokazy i pozwalają potencjalnym klientom oglądać ich wydrukowane w 3D domy. Na przykład firma taka jak Winsun, zawsze zaprasza klientów do zwiedzania swoich obiektów, a nawet nawiązała współpracę z architektami, aby edukować ich w zakresie włączania projektów drukowanych w 3D do ich pracy.
Apis Cor
- Siedziba główna: Rosja
- Rodzaj konstrukcji: Budynki niskie, ale firma pracuje nad stworzeniem sprzętu dla budownictwa wysokościowego
- Region działania: Globalny
- Drukarka: Drukarka 3D Apis Cor (8,5 x 1,6 x 1,5 m)
Apis Cor jest pierwszą firmą, która stworzyła specjalistyczny sprzęt zdolny do wydrukowania całego budynku (ścian i konstrukcji) na miejscu. Ich misją jest opracowanie w pełni autonomicznego sprzętu, który będzie w stanie drukować budynki na Ziemi i poza nią.
Ich rozwiązanie do druku 3D, pozwala na wydrukowanie całego domu w dowolnej lokalizacji w ciągu 24 godzin. Rozwiązanie składa się z mobilnej drukarki 3D, której rozstawienie zajmuje zaledwie 30 minut oraz “mobilnej, zautomatyzowanej jednostki mieszania i dostarczania materiału”. Drukarka Apis Cor 3D ma łączną powierzchnię 132 m² i tworzy ściany warstwa po warstwie z wymieszanego betonu. Jej system stabilizacji umożliwia instalację na prawie każdej powierzchni z różnicą wzniesień mniejszą niż 10 cm. (Większość innych drukarek wymaga płaskiego i równego podłoża betonowego).
W 2017 r., Apis Cor trafił na pierwsze strony gazet, gdy zbudował pełnowymiarowy dom w zaledwie 24 godziny. Wydrukowany w 3D dom został zbudowany w Rosji, a aby dostosować się do warunków pogodowych, Apis Cor użył “suchego materiału izolacyjnego na jednej części domu i poliuretanowej kompozycji wypełniającej na drugiej.”
Na początku 2019 r., Apis Cor ogłosił, że będzie współpracował z Gerdau w celu drukowania 3D domów w USA. Partnerstwo to może przyspieszyć zastosowanie technologii budowy 3D Apis Cor w USA i Ameryce Południowej.
Gerdau wspierał wcześniej Apis Cor w “3D Printed Habitat Challenge”, organizowanym przez NASA. Celem było promowanie rozwoju nowych technologii, które mogłyby addytywnie wytwarzać siedliska przy użyciu lokalnych materiałów. Apis Cor i SEArch + Team zdobyli pierwsze miejsce w kategorii Construction Level 1 oraz czwarte miejsce w kategorii Virtual Design Level 1.
Obecnie Apis Cor pracuje nad tym, aby ich sprzęt był jak najbardziej autonomiczny, ponieważ jest to najlepszy sposób na szybkie rozpowszechnienie technologii na całym świecie.
ICON
- Siedziba główna: Teksas (USA)
- Typ konstrukcji: Budynki o niskiej zabudowie
- Region działania: Globalny
- Drukarka: Drukarka 3D Vulcan (11,5 stopy wysokości, 33 stopy szerokości)
ICON, to deweloper zaawansowanych technologii budowlanych, w tym robotyki, oprogramowania i materiałów budowlanych, mający swoją siedzibę w Teksasie.
Vulcan II jest pierwszą konstrukcyjną drukarką 3D, zaprojektowaną specjalnie do produkcji mocniejszych, bardziej przystępnych cenowo budynków, z większą swobodą projektowania, rozszerzając możliwości drukowania do około 600 metrów kwadratowych.
Vulcan może stworzyć cały dom w około 24 godziny przy użyciu opatentowanego materiału Lavacrete. Pierwszy dom ICON został dopuszczony i zbudowany w Austin w Teksasie w 2018 roku, a teraz firma, we współpracy z lokalną organizacją non-profit Mobil Loaves & Fishes, buduje całe osiedle dla bezdomnych w rejonie Austin. Znana jako Community First! Village, zawiera skupisko domów z jedną sypialnią o powierzchni 400 stóp kwadratowych, wykonanych za pomocą firmowej drukarki 3D Vulcan II drugiej generacji.
ICON buduje również dla armii amerykańskiej i otrzymał rządowy kontrakt Small Business Innovation Research (SBIR), w tym fundusze z NASA na rozpoczęcie badań i rozwoju kosmicznego systemu konstrukcyjnego, który mógłby wesprzeć przyszłą eksplorację Księżyca.
XtreeE
- Siedziba główna: Francja
- Typ konstrukcji: Budynki o niskiej zabudowie
- Region działania: Globalny
- Drukarka: Duże 6-osiowe ramię robotyczne
Firma XtreeE została założona pod koniec 2015 roku, aby stać się pionierem w dziedzinie wytwarzania addytywnego z betonu na skalę przemysłową – wcześniej był to jedynie projekt uniwersytecki.
Skupiając się na wielkoskalowym wytwarzaniu addytywnym, firma działa poprzez dwie usługi: wynajem swoich wielkoskalowych systemów drukujących lub pomoc klientom we wspólnym projektowaniu i produkcji prototypów na dużą skalę. W latach 2017-2018, na przykład, XtreeE współpracowało z berlińskim Studio 7.5, aby wymyślić serię drukowanych w 3D betonowych ławek do kolekcji mebli miejskich. Firma wykorzystała tkany wzór (zarówno ze względu na jego wydajność strukturalną, jak i wartość estetyczną) i wykonała siedziska przy użyciu minimalnej ilości betonu.
Obecnie XtreeE wykorzystuje do drukowania gigantyczne ramię robotyczne, które może tworzyć obiekty o wysokości 3 m i długości 5 m, bez konieczności zmiany ich położenia. Tymczasem ich specjalnie opracowany beton potrzebuje tylko 20 godzin, aby się utwardzić i osiąga wytrzymałość na ściskanie ponad 80 MPa.
Dzięki takiemu konstruktywnemu połączeniu, celem firmy jest stworzenie ogólnie dobrze działającego systemu dla branży budowlanej. Nowy system powinien zindywidualizować rozwiązania, poprawić bezpieczeństwo i zmniejszyć wpływ na środowisko.
Francuski start-up pracuje również nad uruchomieniem jednostek produkcyjnych na całym świecie, aby do 2025 roku posiadać sieć ponad 50 drukarek. Założyli już pilotażowy zakład produkcyjny w Paryżu, a teraz budują kolejny w Dubaju, który będzie obsługiwany przez Concreative, dubajskiego projektanta i producenta unikalnych betonowych struktur drukowanych 3D. Firma bada również możliwość otwarcia dwóch kolejnych jednostek produkcyjnych w Azji.
W 2019 roku XtreeE uruchomiło “XtreeE Printing as a Service”, czyli platformę cyfrową, która łączy klientów ze społecznością inżynierów, projektantów produktów, architektów i technologią druku XtreeE.
Winsun (Yingchuang Building Technique)
- Siedziba główna: Chiny
- Rodzaj konstrukcji: Budynki niskie i wysokie
- Region działania: Globalny
- Drukarka: Drukarka 3D o długości 492 stóp
Firma Winsun zaczynała jako dostawca materiałów, aż w 2014 r. trafiła na pierwsze strony gazet, dzięki wydrukowaniu dziesięciu domów w ciągu jednego dnia. Od tego czasu Winsun zaangażował się w kilka ciekawych projektów, które przyniosły mu uwagę mediów. Jednym z takich projektów było wydrukowanie stylowego biura w Dubaju w 2016 roku. W 2017 r. Winsun wykorzystał materiały z recyklingu do wydrukowania w 3D przystanku autobusowego w Chinach, a obecnie firma twierdzi, że standardowy dom może zostać zbudowany w jeden dzień za 4.800 USD.
Winsun doskonale zdaje sobie sprawę ze sceptycyzmu wobec druku 3D w budownictwie, a firma dokonuje znacznych inwestycji w tworzenie rzucających się w oczy, złożonych prototypów. Aby udowodnić przydatność druku 3D w budownictwie wysokościowym, Winsun planuje wybudować w pobliżu Szanghaju 100-metrowy budynek demonstracyjny o powierzchni 200.000 metrów kwadratowych.
Winsun posiada kilka prototypów, które klienci mogą zwiedzać poza główną fabryką, w tym sześciopiętrowy budynek mieszkalny. Do tej pory sprzedano już ponad 100 domów.
Ich drukarka wykorzystuje proces “warstwa po warstwie”, który jest uzupełniany przez piasek, cement i włókna, które nadają ścianom odpowiednią wytrzymałość. Drukarka nie pracuje jednak na miejscu, ściany powstają w fabryce, a następnie są transportowane na miejsce budowy.
Firma kontynuuje rozwój technologii druku 3D i jest obecnie właścicielem 151 patentów. Oczekuje się nawet, że utworzy zespół badawczo-rozwojowy, który zajmie się rozwojem technologii druku 3D, które zostaną wykorzystane przy budowie systemu Hyperloop Elona Muska.
CyBe Construction
- Siedziba główna: Holandia
- Rodzaj konstrukcji: Budynki niskie i wysokie
- Region działania: Globalny
- Drukarki: CyBe RC 3Dp, CyBe R 3Dp
CyBe Construction to holenderska firma, której celem jest zrewolucjonizowanie druku 3D z betonu. Zostali wybrani do drukowania 3D domów w Zjednoczonych Emiratach Arabskich.
Firma jest odpowiedzialna za dwie drukarki – CyBe R 3Dp i CyBe RC 3Dp – oraz własny materiał do zaprawy. Drukarki o prędkości druku 200 mm/s są w stanie drukować duże konstrukcje w ciągu zaledwie 20 minut, ale wymagają dwóch operatorów.
Model RC jest drukarką mobilną, wyposażoną w gumowe gąsienice, które pozwalają jej swobodnie poruszać się po placu budowy. Według CyBe, drukarka ta może sprawdzić się również przy produkcji innych rzeczy, takich jak przyczółki, podłogi, ściany, szalunki i studzienki kanalizacyjne. Pierwszy wydrukowany w 3D dom w ZEA powinien być gotowy w trzecim kwartale 2019 r.
Przed projektem w ZEA, CyBe ukończyło inny projekt w Dubaju, gdzie miało za zadanie wydrukować 3D laboratorium badawczo-rozwojowe dla dronów o powierzchni 168 metrów kwadratowych. Laboratorium zostało wydrukowane na miejscu w ciągu trzech tygodni, przy użyciu mobilnej maszyny do druku 3D.
Założona w 2013 r. firma CyBe istnieje już od jakiegoś czasu i ma na swoim koncie ciekawe osiągnięcia. Oto kilka wartych uwagi projektów:
- Dom z jedną sypialnią o powierzchni 80 metrów kwadratowych na Pustyni Saudyjskiej, nazwany “3D Studio 2030” i wydrukowany w tydzień.
- Villa (3D Housing 05), willa o powierzchni 100 metrów kwadratowych z czterema pokojami, pokazana na tygodniu designu w Mediolanie
- Kompleks apartamentów G+3: Ten projekt jest nadal w toku w Bombaju, w Indiach. Do tej pory CyBe Construction sfinalizowało projekt i wykonuje obliczenia konstrukcyjne, a także produkuje drukarkę 3D do betonu, która ma być używana.
Ambitna firma CyBe Construction wydrukowała już nawet sztuczną rafę we Francji. Stworzona przez człowieka podwodna struktura jest wykorzystywana do promowania życia morskiego, kontrolowania erozji, poprawy surfingu, blokowania użycia sieci trałowych i blokowania przejścia statków.
Mighty Buildings
- Siedziba główna: Kalifornia (USA)
- Typ konstrukcji: Niskie budynki modułowe
- Region działania: Globalny
- Drukarka: niestandardowa
Mighty Buildings, to firma technologiczna z siedzibą w Oakland w Kalifornii, która wprowadza innowacje w branży budowlanej, tworząc domy, które są piękne, niedrogie i zrównoważone przy użyciu druku 3D, robotyki i automatyki. Technologia druku 3D firmy umożliwia produkcję domów modułowych i komponentów budowlanych szybciej niż tradycyjne budownictwo. Jej drukarki 3D wykorzystują termoutwardzalny materiał kompozytowy o nazwie Light Stone Material (LSM), który twardnieje pod wpływem promieniowania UV, co czyni go bardziej efektywnym materiałem budowlanym. Cała konstrukcja odbywa się w fabryce Mighty Building, a następnie elementy są transportowane na miejsce budowy.
Obecnie, jako jedyna firma posiadająca certyfikat w ramach kalifornijskiego programu Factory Built Housing do budowy jednostek przy użyciu druku 3D, firma jest również pierwszą firmą, która uzyskała certyfikat w ramach standardu UL 3401 do oceny konstrukcji i zespołów budowlanych.
WASP
- Siedziba główna: Włochy
- Rodzaj konstrukcji: Budynki o niskiej zabudowie, ale firma pracuje nad rozszerzeniem swojego portfolio
- Region działania: Głównie Włochy
- Drukarki: Big Delta, Crane Wasp
World Advanced Saving Project, czyli WASP, sprzedaje drukarki, a przychody przeznacza na inwestycje w badania i rozwój zintegrowanych projektów, które mogą zrewolucjonizować produkcję. W rzeczywistości wszystkie zrealizowane do tej pory projekty samofinansują się w 100%.
WASP opracował prawdopodobnie największą betonową drukarkę 3D dostępną obecnie na rynku. Wspomniana drukarka, nazwana Big Delta, ma 12 m wysokości i 7 m szerokości, z regulowanymi ramionami, które mogą rozciągać się do 6 m. Celem końcowym WASP jest wykorzystanie Big Delty do wytłaczania słomy i ziemi do produkcji domów zbudowanych z naturalnie pozyskiwanych materiałów.
Ważnym kamieniem milowym dla WASP, był projekt Gaia. Oprócz ziemi użytej do produkcji głównej konstrukcji, dom o powierzchni 30 metrów kwadratowych wykorzystywał naturalne materiały odpadowe z produkcji ryżu, co zostało zaprezentowane na konferencji “A call to save the world”.
Gaia, to ekologicznie zrównoważony dom zaprojektowany i zbudowany przy użyciu Crane WASP, modułowej drukarki 3D, która może tworzyć domy w różnych formatach i rozmiarach. Dom został wydrukowany na miejscu w Massa Lombardo i jest wynikiem 7 lat badań w dziedzinie architektury i druku 3D. Jego celem jest zademonstrowanie potencjału druku 3D w architekturze.
Źródło: https://all3dp.com
