Dom vyrobený z 3D tlačiarne - to znie pre mnohých ako sen o budúcnosti alebo sci-fi. Prvé domy z 3D tlačiarne boli zostavené v Číne pred šiestimi rokmi.
3D tlač, kedysi roztomilý trik, z ktorého sa dajú vyrábať malé krúžky na kľúče, si našla cestu. Medzitým sa dokonca na 3D tlačiarni stavia celý dom: Obrie 3D tlačové roboty vyrábajú betónové klobásy po celom svete a s pomocou ľudských stavebných robotníkov umožňujú dorásť surové základové múry. Prvé domy z 3D betónových tlačových prvkov sa montovali v Číne už v roku 2014. V tom istom roku navštívil vtedajší americký prezident Barack Obama „3D Print Canal House“ v Amsterdame, prototyp novej technológie. A v Kodani v roku 2017 ruská a dánska spoločnosť spoločne postavili prvý obývaný dom z 3D tlačiarne v Európe. Mladý priemysel je medzinárodný: v USA bol v roku 2018 vyrobený dom s rozlohou 32 metrov štvorcových z 3D tlačiarne americkou spoločnosťou Icon v texaskom Austine,Nadpisy. Spoločnosť Icon čoskoro spolu s humanitárnou organizáciou v Strednej Amerike chce založiť dedinu s 50 domami vyrobenými z 3D tlačiarne - každý s rozlohou 58 metrov štvorcových - pre tých, ktorí to potrebujú. Ikona vypočítava škrupinovú cenu 4 000 amerických dolárov. Čas výstavby je zodpovedajúcim spôsobom krátky: 3D tlač škrupiny zo striekacej trysky trvá maximálne 24 hodín.
Nová technológia si ale poradí aj s väčšími formátmi rýchlosťou blesku: V Číne postavili z 3D tlačiarne obrovský dom len za 45 dní - vila má rozlohu 400 metrov štvorcových! Aj tam vykonala väčšinu práce 3D betónová tlačiareň. Robotizované stroje, pomocou ktorých je možné špeciálny betón nanášať a tvarovať (odborný výraz: extrúzia), sa líšia v závislosti od stavebného projektu a dodávateľa.
Nové príležitosti vďaka 3D tlači
To otvára veľa možností: Od automatizovanej hromadnej výroby jednoduchých komponentov, ktoré sa kombinujú iba do budovy na stavbe, až po mobilných robotov, ktorí na stavbe pracujú autonómne a môžu dokonca vyrábať budovy so zakrivenými stenami alebo so zaoblenými rohmi. Stroje sú nielen rýchle: umožňujú umelecké tvarové prvky, ktoré by boli veľmi nákladné, ak by ich vyrobili ľudské ruky. Otvory a dutiny pre káble možno ľahko integrovať do tlačených stien.
Viac udržateľnosti vďaka 3D tlači
Jedna z najväčších výhod digitálnej výstavby: často sa na ňu spotrebuje menej materiálu ako pri tradičných stavebných metódach a dá sa použiť čoraz viac recyklovateľných alebo degradovateľných plastov. Pretože v závislosti od procesu 3D tlače a materiálu často nie je potrebné debnenie, vzniká menej odpadu.
A: Bez debnenia a lešenia je podľa štúdie TU Dresden eliminovaných okolo 35 percent nákladov na konštrukciu škrupiny - okrem rýchlosti, udržateľnosti a cenovo dostupného prispôsobenia ďalší argument pre dom vyrobený z 3D tlačiarne. Nikita Chen-Yun-Tai, zakladateľ a generálny riaditeľ americko-ruskej spoločnosti zaoberajúcej sa výrobou 3D tlačových robotov Apis Cor, už hovorí o tom, že je možné v budúcnosti vytvoriť všetky domy, od malých domov až po nehnuteľnosti, pomocou 3D tlačiarne .
Spustiť fotogalériu 
5 Zobraziť všetko 
Prototyp: V budúcnosti budú ľudia v núdzi v texaskom Austine žiť v takýchto domoch vyrobených z 3D tlačiarní. Spoločnosť Icon plánuje spolu s mimovládnymi organizáciami vytvoriť lacné domy a celé osady na celom svete pomocou 3D tlačiarní.
Na koľajniciach: „Vulcan II“ môže tlačiť na ploche až 185 metrov štvorcových. 3D tlačiareň sa pohybuje po koľajniciach tam a späť po základoch a dodáva konkrétne klobásy. Vrstvu po vrstve.
Ľahká konštrukcia: Dom DFAB so svojou priesvitnou ľahkou fasádou sa nachádza vo výskumnej budove NEST neďaleko Zürichu: flexibilný fasádny systém s membránami a aerogélovou izoláciou, známy z mníchovskej Allianz arény.
Roboti na stavbu dreva: Architektúra, robotika a remeselníci spolupracujú: drevené rámy boli prefabrikované dvoma spolupracujúcimi robotmi v ETH Zürich. Videli lúče a presne ich umiestnili do vesmíru. Remeselníci diely zoskrutkovali.
Voľný tvar stropu: Strop domu DFAB pozostáva z jedenástich konkávnych voľných dielov, ktoré optimalizované špeciálne vyvinutým softvérom šetria okolo 60 percent betónu v porovnaní s bežným betónovým stropom.
Nové stavebné technológie
Niektorí z priekopníkov novej budovy už našu planétu psychicky opustili. Pomocou aditívnych výrobných postupov chce NASA v budúcnosti vytvoriť biotopy pre astronautov - z miestnych surovín na Mesiaci alebo Marse. Prvé pokusy už prebiehajú.
Na druhej strane „dom DFAB“ (digitálna výroba) neďaleko Zürichu, ktorý bol uvedený do života v roku 2019 v roku 2019, je stále na zemi, ale takmer cezhranične. boli prenesené do reálnych aplikácií.
„Na rozdiel od stavebných projektov, v ktorých sa používa iba jedna digitálna technológia, ako je napríklad dom vyrobený z 3D tlačiarne, dom DFAB House spája rôzne nové technológie,“ vysvetľuje Matthias Kohler, profesor architektúry a digitálnej výroby na švajčiarskom federálnom technologickom inštitúte. Univerzita v Zürichu a iniciátorka domu DFAB.
Úzky trojposchodový dom bol integrovaný ako jednotka do výskumnej budovy NEST (Next Evolution in Sustainable Building Technology) v ETH Zürich. NEST je navrhnutý ako modulárna platforma, na ktorú môžu zakotviť rôzne domy, ktoré sa tu nazývajú „jednotky“ a ktoré sú všetko testovacími laboratóriami pre budúcnosť života. Všetko, čo má v súčasnosti sedem jednotiek spoločné, je to, že skúmajú interakciu medzi ľuďmi, vesmírom a technológiami.
Zdroj
Ústredným záujmom je hospodárne využitie zdrojov, takže všetky modulárne domy sú pripojené k „chrbtovej kosti“, ktorá dodáva vodu, teplo, elektrinu a internet, vyhodnocuje údaje o spotrebe a reguluje likvidáciu. Testujú sa nové riešenia pre inteligentnú domácnosť a internet vecí, a to aj v dome DFAB, ktorý je domovom akademických hostí: zariadenia a systémy budov sú vzájomne prepojené a schopné učenia, čo by malo zaistiť pohodlie bývania, ale predovšetkým čo najväčšiu možnú energetickú účinnosť. Projekt majáka pre budovanie a bývanie zajtrajška.
Na dosiahnutí tohto cieľa spolupracovalo veľa architektov, inžinierov a remeselníkov. Osem rôznych profesúr z ETH Zürich, inštitútov, priemyselných partnerov a projektantov z viac ako 30 spoločností je zapojených iba do domu DFAB.
Tímová práca
„Pracovný profil architektov, projektantov a remeselníkov sa zmení,“ je si istý Matthias Kohler. Dom DFAB ukazuje, ako by to mohlo vyzerať: Roboty a ľudskí remeselníci tu tiež úzko spolupracujú. Pre elegantne zakrivenú nosnú stenu postavil robot, mobilný „Fabricator“, najskôr na mieste konštrukciu z oceľového drôteného pletiva, ktorá slúžila ako výstuž a debnenie. 2 metre vysoký robot sa pomocou svojich senzorov pohybuje autonómne na húseniciach. Mriežkovú konštrukciu robotníci vyplnili špeciálnym betónom a koniec steny vyhladili ručne.
Deka z 3D tlačiarne
Procesom „Smart Slab“ je možné vytvárať aj jednotlivé a zložité betónové konštrukcie. Napríklad ľahká podlahová doska, pre ktorú obrovská 3D tlačiareň piesku vyrobila tvarovacie prvky, ktoré sa zaliali vláknobetónom. Roboti dokonca hrali dôležitú úlohu pri drevenej konštrukcii domu DFAB House: dva spolupracujúce stroje prefabrikovali nosnú drevenú konštrukciu horných poschodí v „Robotic Fabrication Lab“ v ETH Zürich. Jeden robot vzal jeden prvok pre drevený trámový strop a pridržiaval ho na mieste, zatiaľ čo druhý uvidel, aby sa zmestil. Potom druhé rameno robota vyvŕtalo otvory na spojenie lúčov. Nakoniec obaja roboti umiestnili lúčovú štruktúru do presného priestorového usporiadania. S takýmito pomocníkmi má stolár veľa času,v pokoji sledovať a kontrolovať kvalitu práce. Kým nebude môcť nakoniec všetko dokopy.
Od veľkých manipulátorov a mobilných stavebných robotov
Mobilné stavebné roboty sú menšie ako veľkí manipulátori, ale môžu vykonávať aj iné práce.
Pokiaľ ide o plášť domu z 3D tlačiarne, musia ho architekti najskôr navrhnúť na počítači pomocou softvéru pre 3D architektúru (CAD). Tieto údaje CAD sú základom pre kontrolné údaje, ktoré sa prenášajú do 3D tlačiarne.
3D betónová tlačiareň je často priemyselný robot, ktorý má na ramene ako nástroj namontovanú tlakovú trysku, pomocou ktorej vytláča 50 až 70 milimetrov široké betónové klobásy - korálik na koráliku.
Ostatní robotníci na stavbe robotov, ktorí sa nazývajú portálové roboty, sú vyšší ako plánovaná stavba (podobne ako kontajnerový žeriav). Sú pripevnené alebo sa pohybujú na vodiacich lištách a môžu z jedného kusu vyrobiť z 3D tlačiarne celú škrupinu domu. Tieto veľké manipulátory sú niekedy vysoké viac ako 10 metrov a dlhé a široké niekoľko metrov. Naproti tomu sa mobilné stavebné roboty namontované na húseniciach alebo na nákladných vozidlách javia ako dosť malé. Na tento účel môžu niektorí tiež položiť tehly autonómne pomocou dlhého predlžovacieho ramena.
Ako zmes stavebných materiálov sa používa bežný betón, rýchlo tvrdnúci špeciálny betón alebo plasty. Nájsť najlepšiu kombináciu pre 3D tlač betónu je kľúčovou výzvou.
