Dům vyrobený z 3D tiskárny - to zní pro mnohé jako sen o budoucnosti nebo science fiction. První domy z 3D tiskárny byly sestaveny v Číně před šesti lety.
3D tisk, kdysi roztomilý trik, který by mohl být použit k výrobě malých kroužků na klíče, si udělal svou cestu. Mezitím se na 3D tiskárně dokonce staví celý dům: Obří 3D tiskové roboty vyrábějí po celém světě konkrétní klobásy a s pomocí lidských stavebních dělníků umožňují dorůst surové základové zdi. První domy z 3D betonových tiskových prvků byly smontovány v Číně již v roce 2014. Ve stejném roce navštívil tehdejší americký prezident Barack Obama v Amsterdamu „3D Print Canal House“, prototyp nové technologie. A v Kodani v roce 2017 ruská a dánská společnost společně postavily první obydlený dům z 3D tiskárny v Evropě. Mladý průmysl je mezinárodní: V USA byl v roce 2018 vyroben dům o rozloze 32 metrů čtverečních z 3D tiskárny americkou společností Icon v Austinu v Texasu,Nadpisy. Icon brzy spolu s organizací pomoci ve Střední Americe chce zřídit vesnici s 50 domy vyrobenými z 3D tiskárny - každý o rozloze 58 metrů čtverečních - pro potřebné. Ikona vypočítá cenu skořápky 4 000 amerických dolarů. Doba výstavby je odpovídajícím způsobem krátká: 3D tisk pláště ze stříkací trysky trvá maximálně 24 hodin.
Nová technologie si však poradí is většími formáty rychlostí blesku: V Číně byl z 3D tiskárny postaven obrovský dům za pouhých 45 dní - vila má rozlohu 400 metrů čtverečních! Tam také většinu práce udělala 3D betonová tiskárna. Robotizované stroje, kterými lze speciální beton nanášet a tvarovat (odborný termín: extrudovat), se liší v závislosti na projektu stavby a poskytovateli.
Nové příležitosti díky 3D tisku
To otevírá mnoho možností: od automatizované hromadné výroby jednoduchých komponent, které se kombinují pouze do budovy na staveništi, až po mobilní roboty, které na staveništi pracují samostatně a mohou dokonce vyrábět budovy se zakřivenými stěnami nebo se zaoblenými rohy. Stroje jsou nejen rychlé: umožňují umělecké volné tvary prvků, které by byly velmi nákladné, pokud by byly vyrobeny lidskou rukou. Otvory a dutiny pro kabely lze snadno integrovat do tištěných stěn.
Více udržitelnosti díky 3D tisku
Jedna z největších výhod digitální konstrukce: často používá méně materiálu než tradiční stavební metody a lze použít stále více recyklovatelných nebo rozložitelných plastů. Vzhledem k tomu, že v závislosti na procesu 3D tisku a materiálu často není nutné bednění, vzniká méně odpadu.
A: Bez bednění a lešení je podle studie TU Dresden vyloučeno přibližně 35 procent nákladů na konstrukci skořepiny - kromě rychlosti, udržitelnosti a cenově dostupného přizpůsobení, další argument pro dům vyrobený z 3D tiskárny. Nikita Chen-Yun-Tai, zakladatel a generální ředitel americko-ruské společnosti zabývající se 3D tiskem robotů Apis Cor, již hovoří o tom, že je možné v budoucnu vytvořit všechny domy, od malých domů po nemovitosti, ve 3D tiskárnách .
Spustit fotogalerii 
5 Zobrazit vše 
Prototyp: V budoucnu budou lidé v nouzi v texaském Austinu žít v takových domech vyrobených z 3D tiskáren. Společnost Icon plánuje spolu s nevládními organizacemi vytvořit levné domy a celé osady po celém světě pomocí 3D tiskáren.
Na kolejích: Tiskárna „Vulcan II“ může tisknout na ploše až 185 metrů čtverečních. 3D tiskárna se pohybuje po kolejích po základně a dodává konkrétní klobásy. Vrstva po vrstvě.
Lehká konstrukce: Dům DFAB se svou průsvitnou lehkou fasádou se nachází ve výzkumné budově NEST poblíž Curychu: flexibilní fasádní systém s membránami a izolací aerogelu, známý z mnichovské Allianz arény.
Roboti pro stavbu dřeva: Architektura, robotika a řemeslníci spolupracují: dřevěné rámy byly prefabrikovány dvěma spolupracujícími roboty v ETH Curych. Viděli paprsky a přesně je umístili do prostoru. Řemeslníci přišroubovali jednotlivé díly k sobě.
Volný strop: Strop domu DFAB se skládá z jedenácti konkávních volných tvarových dílů, které optimalizované speciálně vyvinutým softwarem ušetří přibližně 60 procent betonu ve srovnání s běžným betonovým stropem.
Nové stavební technologie
Někteří z průkopníků nové budovy již psychicky opustili naši planetu. Pomocí aditivních výrobních technik chce NASA v budoucnu vytvořit stanoviště pro astronauty - z místních surovin na Měsíci nebo na Marsu. První pokusy již probíhají.
Na druhou stranu „dům DFAB“ (digitální výroba) poblíž Curychu, který byl slavnostně otevřen v roce 2019 v roce 2019, je stále na zemi, ale téměř přeshraniční, obytná budova, která byla postavena s celou řadou digitálních technologií pomocí několika procesů, které byly poprvé použity laboratoří byly přeneseny do reálných aplikací.
„Na rozdíl od stavebních projektů, kde se používá pouze jedna digitální technologie, jako je dům vyrobený z 3D tiskárny, dům DFAB spojuje různé nové technologie,“ vysvětluje Matthias Kohler, profesor architektury a digitální výroby na švýcarském federálním technologickém institutu Univerzita v Curychu a iniciátor domu DFAB.
Úzký třípodlažní dům byl integrován jako celek do výzkumné budovy NEST (Next Evolution in Sustainable Building Technology) v ETH Curych. NEST je navržen jako modulární platforma, na kterou mohou zakotvit různé domy, které se zde nazývají „jednotky“ a které jsou testovacími laboratořemi pro budoucnost života. Všech sedm současných jednotek má společné to, že zkoumají interakci mezi lidmi, vesmírem a technologiemi.
zdroj napájení
Ústředním zájmem je ekonomické využívání zdrojů, takže všechny modulární domy jsou připojeny k „páteři“, která dodává vodu, teplo, elektřinu a internet, vyhodnocuje údaje o spotřebě a reguluje likvidaci. Testují se nová řešení pro inteligentní dům a internet věcí, mimo jiné v domě DFAB, který je domovem akademických hostů: zařízení a systémy budov jsou propojeny do sítě a jsou schopné se učit, což by mělo zajistit pohodlí bydlení, ale především co nejvyšší energetickou účinnost. Projekt majáku pro stavbu a bydlení zítřka.
K dosažení tohoto cíle spolupracovalo mnoho architektů, inženýrů a řemeslníků. Osm různých profesur od ETH Curych, institutů, průmyslových partnerů a projektantů z více než 30 společností je zapojeno pouze do DFAB House.
Týmová práce
„Změní se pracovní profil architektů, projektantů a řemeslníků,“ je si jistý Matthias Kohler. Dům DFAB ukazuje, jak by to mohlo vypadat: Roboti a lidští řemeslníci zde také úzce spolupracují. Pro elegantně zakřivenou nosnou zeď postavil robot, mobilní „Fabricator“, nejprve na místě konstrukci z ocelového drátu, která sloužila jako výztuž a bednění. 2 metry vysoký robot se pomocí svých senzorů pohybuje autonomně na housenkách. Mřížovou konstrukci vyplnili dělníci speciálním betonem a konec stěny byl ručně vyhlazen.
Deka z 3D tiskárny
Procesem „Smart Slab“ lze také vytvářet jednotlivé a složité betonové konstrukce. Například lehká podlahová deska, pro kterou obrovská 3D tiskárna písku vyrobila tvarovací prvky, které byly nality betonem vyztuženým vlákny. Roboti dokonce hráli důležitou roli v dřevěné konstrukci domu DFAB House: dva spolupracující stroje prefabrikovaly nosnou dřevěnou konstrukci horních podlaží v „Robotic Fabrication Lab“ v ETH Curych. Jeden robot vzal jeden prvek pro dřevěný trámový strop a podržel jej, zatímco druhý ho viděl, aby se vešel. Potom druhé robotické rameno vyvrtalo otvory pro připojení paprsků. Nakonec oba roboti umístili paprskovou strukturu v přesném prostorovém uspořádání. S takovými pomocníky má tesař spoustu času,v klidu sledovat a kontrolovat kvalitu práce. Dokud nakonec nebude všechno dohromady.
Od velkých manipulátorů a mobilních stavebních robotů
Mobilní stavební roboti jsou menší než velcí manipulátory, ale mohou dělat i jiné práce.
Pro plášť domu z 3D tiskárny musí architekti nejprve navrhnout na počítači pomocí softwaru pro 3D architekturu (CAD). Tato data CAD jsou základem pro řídicí data, která se přenášejí do 3D tiskárny.
3D betonová tiskárna je často průmyslový robot, který má na rameni namontovanou tlakovou trysku jako nástroj, pomocí kterého vytlačuje 50 až 70 milimetrů široké betonové klobásy - korálek na korálku.
Ostatní robotičtí dělníci, nazývaní portálové roboty, jsou vyšší než plánovaná stavba (podobně jako kontejnerový jeřáb). Jsou stacionární nebo se pohybují na vodicích kolejnicích a mohou z jednoho kusu vyrobit celou skořápku domu z 3D tiskárny. Tito velkoplošní manipulátory jsou někdy přes 10 metrů vysoké a několik metrů dlouhé a široké. Naproti tomu mobilní stavební roboti, namontovaní na housenkách nebo na nákladních automobilech, se zdají být poměrně malí. K tomu mohou někteří také samostatně položit cihly pomocí dlouhého prodlužovacího ramene.
Jako směs stavebních materiálů se používá normální beton, rychle tuhnoucí speciální beton nebo plasty. Nalezení nejlepší směsi pro 3D tisk betonu je klíčovou výzvou.
