Ett nytt danskt samarbete för 3d-skrivarteknik i byggbranschen bjöd i slutet av februari in till en temadag på danska Teknologisk Institut utanför Köpenhamn. Temat – står byggbranschen inför en disruption – försökte man besvara dels genom att redogöra för pågående forskning inom ramen för samarbetet, dels genom en rad gästföreläsare och experter. Det enhälliga svaret är JA – men det kommer att ta lite tid.
Henrik Lund-Nielsen från återförsäljaren 3DPrinthuset berättade om de 41 projekt på området som just nu pågår världen över. Alla befinner sig i ett tidigt stadium. De som kommit längst på vägen mot kommersialisering är samtidigt de som använder minst 3d-skrivarteknik. Europa och Asien är dominerande, även om USA var tidigt ute. Enligt Lund-Nielsen beror det på att en av de amerikanska pionjärerna mutat in området med en rad patent, vilket försvårar för utvecklingen.
Här i Europa är det Nederländerna som sticker ut. I landet pågår inte mindre än sju olika projekt av total 24 inom Europa. Freek Bos från universitetet i Eindhoven gick i sin presentation genom dessa sju projekt i detalj. Han visade bland annat att man fokuserat på betongutskrifter. Det man idag undersöker är hur betongmaterialets sammansättning, skrivhuvudet storlek och form samt avståndet mellan skrivhuvud och objekt, påverkar resultatet. Viktigt är också utskriftshastighet och torktid. Just betongskrivarteknik har en stark ställning och utveckling i landet för tillfället.
Italienaren Enrico Dini är en av pionjärerna inom fullskaliga utskrifter för byggändamål. Hans egenutvecklade skrivarteknik använder olika typer av pulver eller granulat. Ett av hans första kommersiella projekt är en gångbro strax utanför Madrid som delvis är utskriven i 3d. Det han nu hoppas på är att skriva ut hela konstruktioner i organiska former, något som dock kommer att ta tid. Själv riktar Dini nu blickarna mot Dubai, som enligt honom är en intressant region för denna teknik.
3d-skrivartekniken har gett upphov till helt nya samarbetet över branscherna – mellan stora och små företag, mellan universitet, och, inte minst, över landsgränserna. Det säger Zouber Lafhaj, professor vid universitetet i Lille i Frankrike.
En av Lafhajs käpphästar är att produktiviteten i byggindustrin fallit de senaste åren, medan den stigit i de flesta andra branscher. Det skapar stor potential för disruption, eller stora, omvälvande förändringar, på ren svenska. Men 3d-skrivartekniken kommer inte att nå framgångar om den inte ses i ljuset av konceptet Industri 4.0. Här brukar även tekniker och innovationer som Big data, automation, molnettjänster, AR, simulering och robotisering ingå.
Martin Tamke på danska Konstakademiens arkitekturutbildning gick i sin presentation igenom hur digitala tekniker förändrar villkoren för hur vi arbetar med konst och design. Hans genomgång av studentprojekt visar hur det i mötet mellan konst och teknik uppstår nya möjligheter för hur vi använder teknik. Det kan berika traditionell industriell produktion. Enligt Tamke kan det för konstruktörer vara svårt att avvika från gängse metoder och processer. Men genom att till exempel låta konstnärer få ta del av teknik uppstår helt nya idéer och kombinationer. Ett sådant exempel är en konstnär som kombinerat 3d-scanning och 3d-utskrift på ojämna ytor. Något som skulle kunna appliceras i byggvärlden.
Jakob Jørgensen, teknisk chef på 3DPrinthuset, och betongexperten Jens Henriksen från Force Technology pekade på utmaningarna när betong används som filament. De presenterade också Danmarks första betongskrivare, utvecklad av just 3DPrinthuset.
Skrivaren i fråga ställdes även ut under dagen. Upphovsmannen Michael Holm berättade att den gick under arbetsnamnet New York eftersom ”If I can print it here –I’ll print it anywhere”. Det är nämligen betydligt svårare att skriva ut i mindre volymer betong än större volymer.
– Här på eventet kör vi ut en modell i skala som ska ge en inblick i hur olika betongtyper beter sig i utskriftsprocessen, säger Michael Holm. Vi vill även visa hur man bäst kan anpassa maskinens olika delar för att optimera process och material.
Den betongskrivare som 3DPrinthuset utvecklat består av standardkomponenter när det gäller mekanik, dator och programvara. Därför ska det också vara enkelt att göra ändringar utan att behöva utveckla en massa på egen hand. Alla anpassade mekaniska komponenter har 3DPrinthuset formgett och skrivit ut själva.
Utöver att utveckla själva betongskrivaren satsar man nu också på att ta fram en betongtyp med mindre cementinnehåll för att därigenom kunna sänka koldioxidutsläppen.
Kåre Flindt Jørgensen, konceptchef på NCC, berättade att NCC fokuserar på automatisering och själva grundkonstruktionen. Det följer av att en tredjedel av kostnaderna och nära hälften av byggtiden går åt till att få upp grund, ytter- och innerväggar. En ökad automatisering kan därför dramatiskt påverka kostnaderna.
Jørgensen ser stor potential inom nya produkttyper som annex eller lekhus. Ökad produktionstakt och leveranssäkerhet vid produktion av byggelement, optimering av materialförbrukning och ökad reproducerbarhet är ytterligare fördelar.
Några av de största utmaningarna enligt Jørgensen är dock att 3d-skrivarteknik och material ännu är omogna. Finish och ytor är ett annat utmaningsområde. Sedan krävs det bättre utveckling av armeringslösningar som fungerar tillsammans med betong- och cementskrivarteknik. Slutligen saknas det dokumentation och goda forskningsresultat att bygga vidare på. Men samtidigt är han övertygad om att vi inom en överskådlig framtid kommer att få se de första 3d-utskrivna byggelementen användas på byggarbetsplatser.
Den avslutande diskussionen uppehöll sig kring hållbarhet och ekonomi. Wilson Ricardo Leal da Silva från Teknologisk institut vädjade till byggbranschen om att släppa sargen och pressa utvecklarna med önskemål, krav och stöd.
Enligt Henrik Lund-Nielsen finns det stor potential för att förbättra både hållbarhet och ekonomi, men än så länge finns det allt för få exempel för att kunna dra några slutsatser.
– Vi är på väg mot en disruption av byggindustrin, men den kommer först när hela värdekedjan är optimerad, avslutade Henrik Lund-Nielsen.
MER OM 3D-SKRIVARE I BYGGBRANSCHEN
Den 11 maj arrangerar 3dp.se konferensen 3dp Build i Stockholm. Det är en heldag om hur 3d-skrivartekniken kan nyttjas för allt från enkla skisser, till komplexa fyrfärgsmodeller. Fokus ligger också på utvecklingen inom betongskrivarteknik för fullskaliga utskrifter. Läs mer på konferensens webbplats
