- Časopis Quark - https://www.quark.sk -

Zasaď strom, vytlač dom

Dom z 3D tlačiarne belgickej firmy Kamp C

Koľko času prešlo od konštrukcie prvého laseru po prvé CD prehrávače alebo od prvého integrovaného obvodu k prvému stolnému počítaču? Technológia trojrozmernej tlače sa po prvý raz objavila v 80. rokoch 20. storočia. Bolo načase, aby prenikla aj do staviteľstva.

A nielen prenikla: nehovorí sa o výrobe nejakých dielcov, ktoré sa ťažko vyrábajú tradičným opracúvaním materiálov. Na svete sú prvé projekty kompletných domov z 3D tlačiarní. Vývoj priniesol v stavebníctve množstvo nových technológií a materiálov, jedno však mali stále spoločné – na rôznych postoch v celom procese musel fyzicky figurovať človek-stavbár. Keď začnú nové budovy vychádzať z 3D tlačiarní, ľudia na stavbe budú takmer zbytoční.

Detail steny vytlačenej betónovou 3D tlačou

Dom z tlačiarne

Belgická firma Kamp C – centrum pre udržateľnosť a inovácie v stavebníctve využila v lete 2020 najväčšiu 3D tlačiareň dostupnú v Európe na unikátny projekt. Na ploche 90 m² nechala vytlačiť osem metrov vysoký prvý dvojpodlažný dom na svete v jednom kuse. Tento dom je unikátny tým, že sme ho vytlačili na stacionárnej 3D betónovej tlačiarni, uviedol podľa internetového magazínu o dizajne Inhabitat Emiel Ascione, projektový manažér Kamp C. Domy ktoré boli vo svete doteraz vytlačené v jednom kuse, majú iba jedno podlažie. Navyše, v mnohých prípadoch boli komponenty vytlačené niekde v továrni a potom na stavbe zmontované dohromady. Na rozdiel od nich sme vytlačili celú budovu v kuse priamo na mieste. Podľa predstaviteľov firmy chce Kamp C svojím projektom zvýšiť záujem o betónovú 3D tlač, keďže stavebníctvo patrí k odvetviam, na ktoré sú vyvíjané najväčšie tlaky vzhľadom na ich energetickú náročnosť a environmentálnu záťaž. Na jednej strane sa po stavebníctve žiada čo najväčšmi znížiť množstvo emisií CO2 a iného odpadu, na druhej strane rastie záujem ľudí o veľmi kvalitné a zároveň cenovo dostupné bývanie.

Rôzne možné postupy

Pravdepodobne prvý, kto dal myšlienke 3D tlače technickú podobu, bol Hideo Kodama z výskumného ústavu v japonskej Nagoji. V roku 1981 opísal proces, akým možno fotopolyméry, čo sú materiály tuhnúce po vystavení UV žiareniu, použiť na výrobu pevných prototypov (napríklad niektorých strojárskych súčiastok). Proces, pri ktorom sa na seba kladú vrstvy materiálu rôznej hrúbky tak, aby vytvorili trojrozmerný pevný objekt, dostal pomenovanie stereolitografia. Kodama, sám patentový právnik, z nepochopiteľných príčin nestihol lehotu, v ktorej mal svoj vynález prihlásiť, a tak oficiálne autorstvo pripadlo iným. O tri roky neskôr francúzski konštruktéri Alain Le Méhauté, Olivier de Witte a Jean Claude André podali svoj vlastný patent, vzápätí však boli nútení prácu na rozvoji tejto technológie opustiť: podľa portálu 3Dsourced ich nadriadení zo štátnych elektrární usúdili, že technológia nemá dostatočnú obchodnú perspektívu… V tom istom roku podal svoj patent na stereolitografiu aj americký strojár Charles Hull. Vynález pritom obohatil o rôzne technické vylepšenia, ktoré mu umožnili v roku 1987 skonštruovať prvú funkčnú 3D tlačiareň na svete. Stereolitografia pomocou UV žiarenia nie je jediným možným postupom. Technológia SLS (Selective laser sintering) namiesto UV svetla používa laser. Momentálne najrozšírenejšou je technológia FDM (Fused deposition Modeling), ktorá namiesto práškových fotopolymérov využíva vlákna z termoplastického materiálu. Vlákno prechádza cez horúcu hlavicu, kde sa mení na stavebnú látku, ktorá sa dýzou nanáša na požadované miesta. Smer a rýchlosť pohybov hlavice sú kontrolované počítačom. Väčšina komerčne dostupných domácich 3D tlačiarní v súčasnosti využíva práve technológiu FDM.

Pokračovanie článku si môžete prečítať v časopise Quark 01/2021. Ak chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov, prihláste sa. Ak ešte nie ste naším predplatiteľom, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.

R, Foto Kamp C & Jasmien Smets

Komentáre