Nye arkitektoniske muligheder i 3D-betonprint
Ifølge Teknologisk Institut kan de nye 3D-printteknologier få større betydning for byggeriet end blot at bidrage hurtigere opførelse
Teknologisk Institut har gennem de seneste tre år undersøgt mulighederne med at 3D-printe med beton med henblik på at tilvejebringe nye teknologier og ydelser til gavn for hele den danske byggebranche. Projektleder Thomas Juul Andersen ser et stort potentiale i teknologien, men vil gerne væk fra det ensidige fokus på hastighed og produktivitet:
- Globalt set er der igangsat mange initiativer, hvor der udvikles metoder til at kunne 3D-printe med beton til byggebranchen. Når vi kigger på USA, Rusland og især Kina er de kommet forholdsvis langt med at printe beton i bygningsskala. Men tendensen i disse lande er, at der er stort fokus på at forbedre produktiviteten i byggeriet, hvilket ses gennem en række 3D-printede bygningsdele i beton, som ved første øjekast ligner traditionelle bygningsdele, men ved nærmere eftersyn har en overfladetekstur med 3D-prints karakteristiske lagdeling. Det synes vi er lidt ærgerligt, for potentialet i teknologien er langt større, siger Thomas Juul Andersen.
Arkitekturen udforskes
Også i Europa er der sat gang i en lang række initiativer omkring 3D-betonprint. Men i Europa synes fokus ikke kun at være rettet mod produktivitetsforbedring.
- Tendensen i den europæiske udvikling er mere en udforskning af den nye teknologis arkitektoniske muligheder. En afsondring, som jeg mener kan vise sig at være rigtig vigtig, hvis 3D-betonprint skal finde sin relevans i fremtidens byggeri, siger Thomas Juul Andersen og understreger, at 3D-betonprint er en kompleks teknologi, som kræver ekspertise indenfor flere områder, hvis man skal både forstå og udnytte teknologien til fulde:
- At arbejde med 3D-betonprint kræver viden indenfor især arkitektur, bygningskonstruktion, betonteknologi samt robotteknologi. Herudover adskiller 3D-betonprint sig væsentligt fra traditionel betonproduktion, fordi betonen gennemgår flere faser i en printproces, og hver fase kræver forskellige egenskaber indenfor relativt kort tid. Ud over at betonen skal være tilpas flydende til at kunne pumpes, skal den være tilpas fast til at holde sin form efter ekstrudering, den skal opbygge hurtig styrke til at kunne bære de efterfølgende lag samt sikre en god vedhæftning mellem de printede lag. Desuden skal den printede beton naturligvis også opfylde øvrige krav, som ved traditionelle støbninger såsom styrke, holdbarhed, modstandsdygtighed overfor eksempelvis frost osv., forklarer Thomas Juul Andersen.
Fri formgivning og debat
Som udgangspunkt tillader 3D-betonprint en fuldstændig fri formgivning. Og det er ikke nødvendigvis mere kompliceret at printe avancerede geometrier ift. traditionel formgivning. Det betyder bl.a., at form ikke koster ekstra, hvilket ellers altid gør sig gældende ved traditionel betonproduktion. Derfor kan det med rette postuleres, at jo mere geometrisk variation, desto mere konkurrencedygtig er 3D-betonprint på prisen sammenlignet med traditionel betonproduktion.
- En 3D-printet betonoverflade er typisk karakteriseret af de horisontale linjer, som resultat af lag-på-lag-printmetoden. Dermed adskiller den sig fra andre konstruktionstyper og -metoder herunder også traditionel betonfremstilling og kan betragtes som et nyt materiale med dets egne karakteristika. Indtil nu har eksperimenter med printede betonoverflader medført en del kritik, som primært går på, at overfladerne har dårlig kvalitet og lag-på-lag-metoden giver mindelser om stablede pølser. I flere tilfælde er kritikken måske berettiget, men den bør også føre til en interessant diskussion af, hvilke nye æstetiske kvaliteter 3D-printede betonoverflader kan give i fremtidens byggeri, siger Thomas Juul Andersen og understreger, at et af de helt store potentialer med 3D-betonprint er at skabe materialebesparende konstruktioner:
- Med 3D-betonprint er der ikke samme restriktioner til udformning og design som ved traditionel støbning i støbeform, hvilket selvfølgelig skaber en udvidet arkitektonisk frihed i formgivningen. Endvidere skal der ved 3D-betonprint ikke udfyldes et hulrum som i en støbeform, og det er derfor naturligt at optimere processen og kun udlægge materiale dér, hvor der er brug for det. Derfor er printede konstruktioner typisk ikke massive, men har hulrum som både sparer materiale, printtid og vægt, siger han.
Nogle af de særlige udfordringer ved 3D-betonprint, hvor der endnu ikke findes industrialiserede robuste løsninger, er indenfor armering og åbninger/udhæng.
- Der findes flere gode eksempler på, hvordan armering af betonkonstruktioner kan implementeres i printprocessen, men der mangler fortsat mere udvikling på området, før det fulde potentiale af armerede 3D-printede betonkonstruktioner kan forløses, lyder det fra Thomas Juul Andersen.
-kj
