Forskare vid Syddansk universitet (SDU) har tagit fram 3D-printade betongelement som kräver mindre material och därmed innebär en mindre belastning på miljön än traditionella motsvarigheter.
Inom byggbranschen finns det minst sagt stora möjligheter att minska klimatavtrycket. I en mellanstor fastighet används 40-45 procent av all betong till bärande horisontala ytor som golv. Forskarna vid Det Tekniske Fakultet på SDU ville därför titta närmare på hur dessa element kan produceras på ett smartare sätt med additiv tillverkning.
I forskningsprojektet 3DLightSlab har teamet utvecklat en ny typ av 3D-printat betongelement med en nätstruktur. Det är möjligt genom att använda beräkningsmodeller för att optimera strukturen, vilket gör att den kan tillverkas med betydligt mindre material och anpassas efter den specifika byggnaden och den bärförmåga som krävs i det aktuella fallet.
Optimerade konstruktioner
Exakt hur mycket CO2 som metoden sparar varierar från fall till fall och det är för tidigt att säga en exakt siffra, enligt forskarna.
– I det här projektet har vi utforskat flexibiliteten hos 3D-betongprint för att minska CO2-utsläppen. Vi har introducerat en beräkningsmetod som gör det möjligt att designa betongkonstruktioner automatiskt och på ett sätt som är optimerade för en byggnads specifika belastningar och geometrier, förklarar Roberto Naboni, lektor på Institut for Teknologi og Innovation på SDU och ledare för forskningscentret SDU CREATE.
Forskarna har inspirerats av naturen för att skapa de mest optimala strukturerna.
– En av utmaningarna har varit hur man förutsäger det strukturella beteendet hos betongelementen. Det krävde detaljerad modellering av utskriftssekvensen, materialdistributionen och tillverkningsprocessen och en kombinerad användning av vad som kallas finite element-simuleringar.
Få snabbt ut på marknaden
De 3D-printade konstruktionerna har löpande testats för att kontrollera om de lever upp till de standarder som finns inom byggbranschen. Förhoppningen är att inom en snar framtid se dennalösning ute på byggena.
– Vi räknar med att tekniken är klar för marknaden inom 24 månader. Våra resultat visar att även om det är en ny teknik har den potential att vara ekonomiskt hållbar. Nästa steg blir att göra tekniken redo för industrialisering och hitta några partners inom som vill arbeta innovativt. Vi har redan kontakt med några betydande aktörer i både Danmark och Europa, säger Roberto Naboni.
