3D statyba: nuo korėto suoliuko iki…

2016 m. birželio 30 d.

Sonata Ramanauskienė.

 

3D spausdinama ne tik iš plastiko ar kitos „minkštesnės“ medžiagos, bet ir iš metalo. Tai atveria galimybes šią technologiją taikyti statybos pramonėje. Viskas vyksta taip: klojamas betoną primenančio mišinio sluoksnis, šiam apdžiūvus – kitas sluoksnis. Tiesa, galutinis produktas kol kas neįprastas akims, tačiau tai laikina ir tobulinama, nors pats technologijos principas iš esmės nežada kisti.

Technologija išgyvena pakylėjimą

3D spausdinimo technologija egzistuoja jau apie 30 metų. Tačiau šiandien ji išgyvena praktinio pritaikymo bumą, kurį išprovokavo sparčiai populiarėjanti įvairiausia technologinė įranga.

Ši technologija yra puikus įrankis, tinkamas naudoti pagal pačias įvairiausias paskirtis. Pavyzdžiui, jau dabar lietuviai gali 3D spausdintuvu nesunkiai išspausdinti sudėtingas lenktas kolonas. Svarbiausia sugalvoti formą, nes formų neriboja niekas!

Šiuo metu Lietuvoje mokslininkai optimizuoja itin stiprų betoną. Su tokia medžiaga jie jau spausdina, pavyzdžiui, korėtus suoliukus, atsparius atsisėdusiųjų svoriui. Kol kas sunkesnius daiktus įmanoma spausdinti tik toje vietoje, kur jie numatyti stovėti.

Kyla klausimas: kam lietuviams kurti 3D spausdinimą, jei kinai ir amerikiečiai jį jau išrado? KTU mokslininkas Mantas Lazauskas atkerta, kad tuomet reikėtų uždaryti ir mūsų šalyje veikiančius popieriaus fabrikus – juk kinai prieš 2000 metų išrado ir popierių. Novatoriais 3D srityje lietuviai netaps, tačiau be šių technologijų nebus ir statybinės pažangos.

Statymo sparta žymiai didesnė

Akivaizdu, kad, pasitelkus 3D spausdinimo technologijas, statymo sparta yra akivaizdžiai didesnė už tradicinį būdą. Pavyzdžiui, kinai savo sukurtuoju namus spausdinančiu spausdintuvu 100 m2 namą sugeba išspausdinti maždaug per 48 val.!

Iš pradžių parą ar dvi spausdinimas namo karkasas. Paskui padirbėjama su šiltinimu, apdaila, būtinai iš anksto apsisprendus, kaip bus išvedžioti visi techniniai mazgai, ypač vamzdžiai, kurie guldomi dar spausdintuvui dirbant. Antras dalykas – stipriai pagerėja darbų sauga, nes darbuotojams nereikia atlikti sudėtingų fizinių statybinių ar įrengimo darbų. Trečia, mažinama aplinkos tarša: kuo trumpesnis statybos procesas, tuo mažiau sunaudojama įvairiausių išteklių. Ketvirta, betono mišiniui galima panaudoti perdirbtas medžiagas ir atliekas, tarkime, perdirbto betono atliekas savaime susitankinančio betono gamybai, pelenai irgi tinka naudoti spausdinant 3D. Svarbus faktas – reikalingas kuo didesnis tikslumas ir optimizacija, 3D spausdinimas labai palengvina užduotį pereiti prie BIM, nes prie šios duomenų bazės 3D spausdinimo technologiją pritaikyti paprasta. Juolab kad nuo šių metų įsigaliojo viešuosius pirkimus reglamentuojanti ES direktyva, rekomenduojanti statybos paslaugas pirkti pasitelkiant BIM aplinką. Antai statybos procesus skaitmenizavusios šalys kaip Danija ar Didžioji Britanija skaičiuoja, kad BIM leidžia sutaupyti 20–30 % projekto vertės. Šis modelis gyvuoja iki pastato nugriovimo. Lietuvos statybininkų asociacijos prezidentas Dalius Gedvilas statybos pramonės šakos perėjimą prie skaitmeninės 3D statybos prilygina perėjimui nuo skaitytuvų prie kompiuterių.

Ką kuria 3D statyboms lietuviai?

KTU mokslininkai jau sukūrė savą – lietuvišką – 3D spausdintuvo prototipą. Projektas yra tarpdisciplininis, susiejęs skirtingų specialybių žmones – nuo laboratorijoje reikalingų IT specialistų iki statybos krypties studentų. Sukurta atviro tipo programinė įranga „Cura“, naudojama valdyti prietaisams ir mechaniniams elementams. Šiuo trimačiu spausdintuvo prototipu jau išspausdintas bandomasis betono sienos fragmentas iš jų pačių sukurto betono mišinio, kurį galima naudoti spausdinant namus.Šį mišinį daugiausia sudaro vanduo, aliuminio cementas, smėlis ir greitiklis, pagreitinantis betono džiūvimą. Įprastas betonas kietėti pradeda per valandą, na, o naujoji medžiaga rišasi jau po 10–15 minučių. Keičiant greitiklio santykį, džiūvimo procesą galima pagreitinti iki 5 min. arba palėtinti iki 30 min. Ši medžiaga yra tvirta, greitai stingstanti ir pigi – jai gaminti naudojamos įvairių perdirbamų uolienų (granito, dolomito) atliekos, smėlis. Medžiagos tvirtumo visiškai pakanka vienaaukštei statybai. Keramzito blokelių, kuriuos įprasta naudoti individualių namų statyboje, stiprumas siekia iki 5–7 MPa, o 3D spausdintuve naudojamos medžiagos stiprį galima parinkti nuo kelių iki 30–40 MPa. Tokio 3D statybiniam spausdintuvui naudojamo betono kaina būtų panaši į įprasto.

Šiuo metu dirbama su pagrindiniu Lietuvai iššūkiu – kuriama spausdinimo mišinio medžiaga, tinkama mūsų klimatui, t. y. atspari ir nesuyranti dėl atmosferos poveikio.

Kai kas sako, kad šiandien ir taip užtenka itin greitai surenkamų namų iš šiaudinių skydų ar aliuminio plokščių. Tačiau skydinių būstų dalis reikia gaminti gamykloje, o 3D spausdinimo elementus po valandos nuo išspausdinimo jau galima surinkti! Spausdinant namą svarbi temperatūra – keičiantis oro sąlygoms 3D technologija turi leisti pakeisti mišinio savybes, būti adaptyvi.

Užsieniečiai kol kas žingsniu priekyje

3D spausdinimo technologijas statyboms pritaikyti bandoma visame pasaulyje: Olandijoje, Švedijoje, Kinijoje ir kitur. Jau mėginta spausdinti sienas, lubas. O keturi studentai iš „Bartlett“ architektūros mokyklos, formavimo lazeriu sujungę du populiariausius 3D spausdinimo metodus, iš specialios skystos medžiagos ir specialių miltelių sukūrė naują būdą 3D spausdinimo metodu formuoti dideles betono struktūras. Iš pradžių skystąja medžiaga suformuojamas struktūros karkasas, paskui jis aplipinamas milteliais. Toks metodas leidžia sukurti daug didesnius ir patvaresnius daiktus, nei buvo įmanoma iki šiol. Patį spausdinimo darbą atlieka specialus robotas, formuojantis struktūras, – lieka tik prižiūrėti procesą ir stebėti, kad specialūs 3D spausdinimo milteliai būtų paskirstyti tolygiai. Taigi, užuot gaminus standartizuotus betono blokus, su naująja technologija galima kurti visiškai unikalius gaminius. Su tokiu spausdintuvu atsiras galimybė gaminti sienas, grindis ar lubas.

Tuo tarpu Dubajuje jau atidarytas pirmasis pasaulyje 3D spausdintuvu išspausdintas pastatas, kuriame įrengti funkcionalūs biurai. Juose laikinai įsikūrė šį projektą įgyvendinęs Dubajaus ateities fondas, o netrukus čia duris atvers Dubajaus ateities muziejus. Pastatas pastatytas naudojant milžinišką 3D spausdintuvą ir specialų cemento mišinį, kurio patikimumo bandymai buvo atlikti Didžiojoje Britanijoje ir Kinijoje. Šiuo statiniu įrodyta, kad, naudojant 3D spausdintuvus, statybos laiką galima sutrumpinti 50–70 %, o darbo sąnaudas – 50–80 %. Vieno aukšto pastato plotas 250 m2, jis pastatytas vos per 17 d., o statybos ir darbo sąnaudos siekė vos 140 tūkst. JAV dolerių. Pagal Dubajaus planus numatyta, kad iki 2030 m. ketvirtadalis pastatų Jungtiniuose Emyratuose bus statomi naudojant 3D spausdintuvus.

Ne kasdien galima išvysti 3D spausdintuvą, galintį sukurti tiltą. Antai Olandijos 3D spausdinimo technologijų bendrovė MX3D, kurianti robotus, galinčius spausdinti įvairių formų plastiko ir metalo objektus, žada panaudoti savo robotą tilto Amsterdame statybai. Šiuo projektu bus pamėginta įrodyti, kad 3D spausdinimas įžengia į neribotų formų galimybes. MX3D robotas nėra apribotas spausdinti tik už save mažesnius objektus – tai šešių ašių robotinė ranka, kurią galima užprogramuoti pagaminti bet kokios formos objektą ją supančioje aplinkoje. Per Amsterdamo kanalą tiltas bus nutiestas naudojant Delfto universiteto sukurtą tvirtesnę už plieną medžiagą per maždaug du mėnesius. Jį atidaryti planuojama 2017 metais. Projekto detales ketinama viešai pristatyti rugsėjį, o šiuo metu naujajam tiltui ieškoma tinkamos vietos.

Kinų bendrovė „WinSun“ jau stato namus savo ilgamečiu darbo vaisiumi – 10 m ilgio ir 6,6 cm aukščio 3D spausdintuvu. Ekologiški būstai statomi pagal klientų užsakymus, o tradicinį betoną keičia greitai džiūstantis cementas, gaminamas iš kasyklose randamų medžiagų.


Temos:

https://structum.lt/wp-content/uploads/2020/12/baneris_soninis_iphone.gif

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *

Būk pirmas!