Liberečtí vědci chtějí použít 3D tisk na vícepodlažní budovy

Tiskárna pro vytvoření prototypu 3D domku, foto: archiv Technické univerzity v Liberci

Víte, co je Prvok? Z biologie si pamatujeme, že to jsou jednobuněčné organismy. Bude to však i název prototypu 3D tištěného domku ze speciálního betonu, který by měl do léta vyrůst v Českých Budějovicích. Na Technické univerzitě v Liberci teď vyvíjí robotické rameno pro 3D tisk, které umožní i výrobu vícepodlažních budov přímo na staveništi.

Tiskárna pro vytvoření prototypu 3D domku, foto: archiv Technické univerzity v Liberci

Jiří Suchomel (vpravo), foto: archiv Technické univerzity v Liberci
Přestože je 3D tisk stále rozšířenější, jeho využití ve stavebnictví je zatím ve fázi experimentů. Projekt 3D Star vyvíjený na liberecké univerzitě by měl ale umožnit tisk výrazně větších budov. Na místo stavby bude navíc možné roboty převézt bez použití robustní dopravní techniky. Podrobnosti o projektu prozradil Jiří Suchomel z Fakulty umění a architektury.

"Kromě ramene vyvíjíme technologii jako celek. Nejen tu robotickou část, ale i materiály a stavebně konstrukční souvislosti. Napjatě čekáme, až bude rameno zprovozněno na Kloknerově ústavu během několika málo týdnů, protože potom můžeme začít tisknout vzorky konstrukcí. Ty konstrukce namáhat, demolovat, měřit, vyhodnocovat."

Vyvíjíte také materiál. V čem bude jiný? Budou domy z betonu?

"Spíš než beton by platilo označení cementová malta, protože ta směs je oproti betonu velmi jemnozrnná. Jsou tam i rozptýlená vlákna a chemikálie, které dokáží ovlivňovat rychlost tuhnutí a tvrdnutí té směsi."

Foto: Lucie Fürstová, archiv ČRo
To je pravda, kdyby byla směs řídká, tak se ten dům zhroutí.

"To je ono, to je přesně problém lidí, kteří se tím zabývají. Musíte vyřešit celou technologii tak, aby směs od míchačky k vyústění toho robota zůstala prakticky nekonečně dlouho měkká. Ale jakmile opustí tu hlavici, tak by měla okamžitě ztvrdnout. Navíc si musíte představit, že když tisknete jednotlivé vrstvy na sebe, tak chceme, aby co nejdřív ztvrdly, jinak celá tištěná stavba zůstává měkká a může zkolabovat."

V tištěném domě bych rád bydlel, říká Jiří Suchomel

Otočné a posuvné rameno umožní na stavbě tisk až do vzdálenosti 5,6 metru a výšky 3,2 metru. Projekt spojil odborníky z několika institucí. Do Kloknerova ústavu ČVUT v Praze se zařízení přesune na testy, protože laboratoře technické univerzity jsou nízké. Ani tady však nevznikne dům. Liberečtí vědci zatím mají model robotického ramene v měřítku 1:4, dodal Jiří Suchomel.

Foto: archiv Technické univerzity v Liberci
"Pracovní prostor toho zařízení je 3,5 metru na délku, metr na šířku a metr třicet na výšku. Čili jsme schopni tisknout jakési vzorky konstrukcí, stěn, stropů a tak dál. Doufáme, že se nám nakonec podaří pár kousků na sebe narovnat a tím pádem předvést, že z toho může cosi jako dům vzniknout."

Jaké mohou být vlastnosti těchto domů? Dokážete odhadnout, kdy budou tištěné domy běžnou součástí výstavby?

"Těžko říct. Já doufám, že co nejdříve. Ale to nejdříve bude za několik let. Musí být vyřešena celá řada technických a legislativních problémů. Tato technologie je stavebnímu právu neznámá. Ta technologie, a všichni se na to těšíme, by měla vést k větší tvarové svobodě. Rozhodně to povede k osvobození od konvenčních konstrukcí a staveb."

Mají se obávat zedníci, že je nahradí roboti?

"Nemyslím si, že by zedníky nahradili roboti. Zedníci budou mít pořád dost práce. Tahle technologie je určitě nevytlačí."

Chtěl byste bydlet v tištěném domě?

"Klidně. S radostí."

3D tisk umožňuje šetřit materiál i životní prostředí. Domy by měly být z lehkých tenkostěnných konstrukcí. Vědecký tým chce navíc dosáhnout tiskové přesnosti dvou až tří milimetrů, která není ve stavebnictví běžná.