Druk 3D w budownictwie
Koncepcja druku 3D w budownictwie wpisuje się w ideę budowania szybko i wydajnie.
Zasada działania drukarki 3D
Budowanie z zastosowaniem drukarki 3D polega na nakładaniu materiału warstwa po warstwie. Betonowa mieszanka wytłaczana jest przez dyszę prowadzoną przez suwnicę.
Drukarka zaprogramowana jest na wykonanie określonej konstrukcji i zgodnie z programem (CAD lub BIM), w oparciu o trójwymiarowy model komputerowy, rozprowadza materiał, którym może być beton, metale, plastiki, cement i wiele innych.
Rodzaje drukarek 3D
Do „drukowania” konstrukcji budowlanych stosuje się urządzenia:
- drukarki 3D z suwnicą
- drukarki delta
- drukarki z mechanicznymi ramionami
Drukarki z suwnicą umożliwiają drukowanie budynku sekcjami lub w całości. Są zbudowane z bramki, trzech suwnic oraz głowicy drukującej.
Drukarki delta doskonale nadają się do skomplikowanych konstrukcji. Głowica drukująca zamocowana jest na dźwigniach przytwierdzonych do poziomych prowadnic.
Drukarki z mechanicznymi ramionami bazują na pracy robota lub sieci robotów.
Zalety druku 3D
Zastosowanie tej nowatorskiej metody pozwala uzyskać szereg korzyści w budownictwie. Kluczowe z nich to:
- zero waste – ilość materiału jest praktycznie całkowicie zgodna z zapotrzebowaniem, nie ma strat i odpadów
- mniejsze zużycie energii – drukowanie bazuje na lokalnych, naturalnych materiałach, które lepiej radzą sobie w miejscowych warunkach klimatycznych i nie wymagają transportu na duże odległości
- realizacja niestandardowych projektów, uzyskanie skomplikowanych kształtów trudnych do wykonania tradycyjną metodą
- większe bezpieczeństwo i zmniejszenie liczby błędów – wysoka automatyzacja i programowalność procesu pozwalają na uzyskanie wyższej precyzji i wydajności, eliminując jednocześnie poważne wypadki w miejscu pracy
- oszczędność czasu i pieniędzy – znacznie większa wydajność, praca bez przerw przyspiesza proces budowy, nie wymaga dodatkowych prac przygotowawczych jak stawianie rusztowań czy konstrukcja szalunków; szacuje się, że zastosowanie drukarki 3D może zmniejszyć koszty budowy o 35-60%
- zyskanie przewagi konkurencyjnej, uzyskanie rozpoznawalności
Druk 3D – wady
Wizjonerskie technologie przyszłości nie są pozbawione ograniczeń i minusów.
Eksperci wskazują przede wszystkim na:
- wysoki koszt badań i rozwoju
- silne przywiązanie do tradycyjnych technologii powoduje opór odbiorców i klientów
- niedobór wykwalifikowanych pracowników specjalizujących się w pracy z zastosowaniem druku 3D
- ograniczenia spowodowane czynnikami pogodowymi, środowiskowymi
- brak przepisów i regulacji jasno określających odpowiedzialność za wykonaną przez maszynę pracę
- trudność integracji z elementami, które nie mogą powstać w technologii 3D
Możliwości druku 3D w budownictwie
Przewaga druku 3D nad tradycyjnym budownictwem w zakresie choćby czasu realizacji inwestycji czy możliwości tworzenia niestandardowych projektów okazuje się bardzo wartościowa w pewnych szczególnych sytuacjach.
Szybka odbudowa zniszczeń po klęskach żywiołowych takich jak pożary, powodzie, trzęsienia ziemi pozwoli w krótszym czasie zniwelować skutki kryzysów humanitarnych i odbudować domostwa.
Podobnie szybkie budownictwo na dużą skalę może pomóc w rozwiązaniu problemu bezdomności w skrajnie ubogich rejonach globu.
Druk 3D miałby być również wsparciem w eksploracji kosmosu. Wysłanie uprzednio specjalistycznego sprzętu pozwoliłoby przy zastosowaniu lokalnych surowców przygotować pomieszczenia mieszkalne dla potencjalnych badaczy i kolonizatorów.
Druk 3D – spektakularne realizacje
Pomimo, że wiele realizacji 3D ma charakter koncepcyjny, istnieje wiele zamieszkałych budowli.
Największy budynek wykonany w tej technologii znajduje się w Dubaju. Jego powierzchnia zajmuje 640 m2. Swoją lekką konstrukcję zawdzięcza wykorzystaniu mieszanki gruzów budowlanych, cementów oraz innych odpadków z recyklingu. „Wydrukowana” konstrukcja osadzona jest na tradycyjnie zbudowanych fundamentach.
Drukarki 3D dotarły do niezurbanizowanej części Meksyku – Tabasco. Powstało tam osiedle, w którym zamieszkali biedni mieszkańcy regionu nękanego dodatkowo przez częste trzęsienia ziemi oraz intensywne opady.
W Amsterdamie powstał most-kładka dla pieszych. Wykonany został ze specjalnej stali, wymagającej nieustającej kontroli poprzez system wbudowanych czujników, zbierających dane o obciążeniach, wibracjach czy ewentualnych odkształceniach. 12-metrowy most waży 4500 kg.
Treści powiązane

Środki antyadhezyjne i ich rola

Budowa Zakopianki

Rozwój budownictwa prefabrykowanego

Włókna do betonu

Beton podwodny

Cement ekologiczny

Nowe prawo budowlane w 2023 roku

Rodzaje stropów

Projekt domu – gotowy czy indywidualny?

Wyroby wibroprasowane

Odwierty rdzeniowe – badanie konstrukcji

Projektowanie mieszanki betonowej

Domy prefabrykowane

Rodzaje i zastosowanie cementów

Beton posadzkowy

Budowa tunelu w Świnoujściu

Klasy betonu

Zastosowanie węzłów betoniarskich

Rynek budowlany 2022 – raport Spectis

Proces produkcji kostki brukowej

Budynki inteligentne

Autoklawizowany beton komórkowy

Kostka brukowa – rodzaje

Osiedle z prefabrykatów w Toruniu

Budowa terminalu LNG w Świnoujściu

Zakładowa Kontrola Produkcji

Rynek inwestycji – budowa dróg w Polsce 2022-2023

Zrównoważony rozwój w budownictwie

Kruszywa - rodzaje i zastosowania

Sytuacja rynku budowlanego

Nawierzchnie betonowe czy asfaltowe?

Geopolimery – beton nowej generacji

Posadzki żywiczne – rodzaje, właściwości, zastosowania

Budowa tunelu w ciągu drogi S19

Beton wyrobem budowlanym

Jaki cement budowlany wybrać i jak go stosować?

Moje ciepło – program dofinansowania pomp ciepła

Concretete Roads 2023 - „Betonowe drogi do zielonego świata”

Dom pasywny

Zielone budownictwo

Naprawa betonu

Badanie betonów

Betonowanie zimą

Beton zwykły kontra beton towarowy

Pielęgnacja betonu

Agresja chemiczna wody względem betonu

Domieszki do betonu

Pompy do betonu

Posadzki anhydrytowe

Jak rysuje się przyszłość branży prefabrykacyjnej?

Rynek pracy w budownictwie

Technologia BIM w projektowaniu i budowaniu

Prefabrykowany most – ze Szczecina do Danii

What’s up doc? - wywiad z dr inż. Krzysztofem Poganem, właścicielem firmy KP-Project




