Drukowanie 3D z betonu to innowacyjna metoda, która pozwala na szybkie i precyzyjne wytwarzanie różnego rodzaju elementów konstrukcyjnych.
W przeciwieństwie do tradycyjnych metod wytwarzania betonowych elementów, drukowanie 3D pozwala na znaczne skrócenie czasu i kosztów produkcji.
Zaletą drukowania 3D z betonu jest także możliwość wytwarzania elementów o skomplikowanej i niestandardowej geometrii, co jest bardzo skomplikowane do osiągnięcia przy użyciu tradycyjnych metod. Drukowanie 3D z betonu jest wykorzystywane w budownictwie, przemyśle oraz sztuce i architekturze.
Pomimo pewnych wyzwań związanych z drukowaniem 3D z betonu, ta technologia staje się coraz bardziej popularna i może przyczynić się do rewolucji w sposobie wytwarzania elementów betonowych.
Firma Rebuild dostała zlecenie od Instytutu Techniki Budowlanej na wykonanie trzech domków o wymiarach zewnętrznych 2,4 m x 3,4 m x 2,2 m.
Miały to być obiekty przeznaczone do testów ogniowych i oceny palności wydruków z betonu, gdzie każdy z nich spoczywał na prefabrykowanej żelbetowej płycie o wymiarach 2,5 m x 3,5 m x 0,2 m i masie 4 ton.
Była to typowa z rodzaju wydruk na zlecenie. Do wytworzenia obiektów użyto drukarki Rebuild V3, która już stała zmontowana i gotowa do pracy. Szacowany czas ustawienia (zmontowania) takiej maszyny przy 4 osobowej załodze to około 12 godzin i tyle samo powinien zająć demontaż. Do tego należy doliczyć około 3-4 godziny samej kalibracji. Przy tym konkretnym zleceniu cały proces był skrócony, ze względu na wydruk w siedzibie Rebuild. Po wykonaniu obiektów miały one zostać przetransportowane na ciężarówkach do klienta:).
Zgodnie z projektem i oczekiwaniami klienta, domki miały posiadać otwór drzwiowy, nadproże oraz przyścienny filar. Jednocześnie konstrukcja nie miały posiadać dachu.
Do wytworzenia obiektów w procesie drukowania użyto okrągłej dyszy o średnicy 40 mm. Cay wydruk miał sporządzić się przy użyciu 88 warstw betonu o grubości 25 mm. Pojedyncza ścieżka rozkładała się na szerokości 50 mm. Przy takich parametrach trzy domki miały być wyprodukowane w przeciągu 2 godzin. Szybko, nieprawdaż? 🙂
Jeśli chodzi o mieszankę cementową to dostarczyła ją na specjalne zamówienie (do druku 3D) firma Atlas i w sumie do całego procesu zużyto 18 ton materiału. Przy takich parametrach, prędkości i czasie drukowania przepustowość 670 kg mieszanki betonowej na godzinę. Podczas druku, pomiędzy wybrane warstwy, wkładane były termopary do pomiaru temperatury. Łącznie w każdy domek włożono 40 termopar.
Budowana konstrukcja została dodatkowo wzmocniona prętami o średnicy 6 mm, układanymi co pięć warstw i zagiętymi w kształt litery “U”.
Ściany wydrukowanych obiektów miały grubość 240 mm i w zależności od miejsca składały się jedynie z obrysu lub z obrysów z wypełnieniem w kształcie litery “Z”. Wypełnienie oczywiście zwiększa wytrzymałość budowli, zaś powstałe gdzieniegdzie puste przestrzenie zostały wypełnione różnymi typami izolacji termicznej.
Na zamieszczonych zdjęciach doskonale widać wewnętrzne i zewnętrzne obrysy konstrukcji oraz częściowe wypełnienie między zbudowanymi ściankami.
Efekt końcowy jest naprawdę imponujący, szczególnie jak na 27 godzin czasu produkcji. Wytwarzanie obiektów budowlanych w takim przedziale czasowym i przy użyciu dwóch osób obsługujących zasługuje na pełny szacunek. W tej technologii można w znacznym stopniu ograniczyć ilość odpadów budowlanych. Zmniejszają się też koszty transportu i koszty pośrednie związane z tradycyjnymi materiałami budowlanymi, wykorzystywanymi na większości placów budowy.
Przy takim zleceniu należy brać pod uwagę transport wytworzonych obiektów. Właśnie do tego potrzebne były wspomniane wcześniej pyty z żelbetu. Pełnią one nie tylko zintegrowana z całością podstawę wydruku, ale również ułatwiają transportowanie obiektów do miejsca przeznaczenia.
Autor: Łukasz Niedźwiadek
