Letos v červenci se při stavbě nové čtvrti na místě bývalého pražského Modřanského cukrovaru udál v tuzemském stavitelství dosud nebývalý experiment. Během dvou hodin tu robotická tiskárna vytvořila přímo na staveništi kompletní místnost pro toalety na terase bytového domu. Bylo to vůbec poprvé v Česku, kdy 3D tisk z betonu našel využití na běžné stavbě bytového objektu. Ve světě je tato praxe běžná, ovšem na tuzemských stavbách se doposud 3D tisk využíval hlavně pro prefabrikaci, tedy k přípravě dílů, které se tisknou mimo staveniště a následně se přepravují a instalují už hotové.
„Technologie 3D tisku se rychle šíří do mnoha odvětví a vnímáme, že i ve stavebnictví má velký potenciál. Zatímco v zahraničí se využívá čím dál častěji, v Česku jsme v tomto oboru stále na začátku cesty,“ říká Petr Dušta, senior projektový manažer Skanska Residential, která projekt Modřanský cukrovar staví. „Pokud se tato technologie osvědčí i u takto náročného typu stavby, mohly by 3D tiskárny betonu do budoucna přispět k efektivnějším postupům výstavby i dalších rezidenčních projektů,“ doufá Dušta.
Pomohl robot české výroby
3D tiskárnu, která se dočasně instalovala do čtvrtého patra na sdílené komunitní terase a vytiskla z betonu atypickou místnost pro hygienické zázemí, poskytla Skansce česká technologická společnost ICE Industrial Services. Ta se zabývá průmyslovou automatizací v různých částech světa a běžně do výrobních linek implementuje šestiosé roboty. I v tomto případě použila takového robota, tentokrát od firmy Kuka, který tvořil základ tiskárny.
„Na jeho konec se připojí jedna z námi vyvinutých tiskových hlav, tedy extrudér. Materiál z betonárny pak přelijeme z domíchávače do badie (nádoba na přepravu betonu – pozn. red.), ta se nasadí na stojan nad čerpadlo a hadicí se hmota dopravuje až do hlavy, kde se smíchá s dalšími aditivy. Robot pak po přesně dané trajektorii začne tisknout,“ popisuje Jiří Vambera, inovační designér v ICE Industrial Services.
Tiskárnu obsluhují dva operátoři – jeden dohlíží na činnost robota, tisk a bezpečnost a druhý doplňuje materiál. „V závislosti na komplexnosti výtisku se mohou, ale nemusí při tisku hodit i další pracovníci, například na vkládání výztuže či čištění stroje po tisku,“ dodává Vambera.
Beton je kvůli udržitelnosti lokální
Tiskne se z jemnozrnného betonu se zrnem o velikosti do čtyř milimetrů. Tento beton lze vyrobit v podstatě na každé betonárce z jejich lokálních kameniv a běžně používaných silikátových pojiv.
„V používání lokálních surovin vidíme udržitelnost a budoucnost. Alternativně umíme tiskárnu upravit na prefabrikované směsi, ty se však ve velké míře dovážejí přes půl Evropy a jsou násobně dražší. Do budoucna máme v plánu vyzkoušet i ekologičtější alternativy kameniv, jako jsou betonové či cihelné recykláty, alternativní pojiva do betonu nebo například geopolymery,“ plánuje Vambera.
Hlavní aditivum urychluje tuhnutí a tvrdnutí betonu a stará se o to, aby výtisk v průběhu procesu držel daný tvar. Tiskárny jsou umístěné ve vývojové hale ve Žďáře nad Sázavou. „Kvůli malé nosnosti jeřábů jsme bohužel nemohli nasadit naši mobilní verzi tiskárny, kde máme pro změnu nainstalované šestiosé rameno od firmy ABB. Pro tiskárnu není problém vytisknout zeď o délce přes pět metrů a výšce přes tři metry,“ udává Vambera. V ICE Industrial Services už nyní mají vyvinuté napojování výtisků a dokážou také postupně vytisknout celý půdorys stavby, společně s tím, jak se robot přemisťuje.
Robot, který se dokáže sám rozhodnout. Nezastaví ho ani nepřesnosti
Umí pracovat i s recyklovanou sutí
Cílem Skansky bylo tímto pokusem při stavbě Modřanského cukrovaru zjistit, jestli 3D tisk splní potřeby stavebního projektu. Soustředili se na to, zda je technologie vhodná i pro další plánované stavební úkoly.
Stáhněte si přílohu v PDF
„Vyhodnocovali jsme proto celou řadu faktorů a kritérií, včetně kvality a rychlosti tisku, přesnosti tištěných částí, zatížení, spotřeby materiálu a dalších,“ vyjmenovává Dušta. Výzvou jsou podle něj především rozměry výsledných objektů a náročnost technologie na povětrnostní podmínky – nesmí moc foukat. V Modřanech ale i přes tyto limity potvrdili další možné využití a plány. „Na dalším objektu chceme využít 3D tisk na konstrukce, které se běžně dělají prefabrikovanou cestou, jako jsou například balkony,“ zmiňuje Dušta.
Skanska nepředpokládá, že by 3D tisk přímo na stavbě byl zásadně levnější než dovoz prefabrikátů. Hlavní výhody vidí především ve vyšší efektivitě, bezpečnosti práce a menším dopadu na životní prostředí. Už například proto, že není potřeba na stavbu dovážet konvenční stavební materiály, což šetří emise z paliv nákladních vozů a zároveň se nevytváří stavební odpad v podobě obalů, ořezů a podobně.
Tisková hmota je navíc cirkulární, v některých případech se totiž dá pracovat s recyklovaným stavebním odpadem, jako jsou cihly, beton, malta nebo omítky.
Článek byl publikován ve speciální příloze HN Strojírenský veletrh.
