W przyszłość konstrukcji dzięki drukowaniu 3D z betonu natryskowego

W budynku fabrycznym pod Hamburgiem nad cyfrową przyszłością budownictwa miejskiego i infrastrukturalnego pracuje start-up z robotami KUKA. Zespół rewolucjonizuje nie tylko produkcję elementów betonowych z wykorzystaniem druku 3D, ale także związane z tym procesy planowania i realizacji.

Nowa metoda druku 3D z betonu z udziałem robotów

Pośrodku pomieszczenia na stalowej palecie umieszczono zbrojenie w kształcie litery L. Kciuk w górę w kierunku operatora oznacza, że może on wysłać sygnał startowy korzystając z panelu dotykowego. Kilka sekund później w hali rozlega się brzęczenie i stukanie mieszalnika do betonu. Powoli niczym dinozaur obudzony ze snu w przestrzeni montażowej „budzi się” maszyna. To scena z Hamburga, a nie z Jurassic Parku. Jednak lśniący bielą robot KUKA, umieszczony we wnętrzu instalacji, nie wzbudza takiego przerażenia jak dinozaur i równomiernie za pomocą dużej dyszy nanosi beton natryskowy na stalowe zbrojenie. Warstwa po warstwie powstaje wilgotny, niebiesko-szary element – na razie jeszcze o falistej strukturze i szorstkiej powierzchni, który następnie zostaje wygładzony przez drugiego robota przy pomocy dużego narzędzia do szpachlowania, nadając mu odpowiedni kształt.

Podczas druku 3D beton natryskowy jest nanoszony bezpośrednio na stalowe zbrojenie.

Beton natryskowy z drukarki 3D gwarantuje nieograniczoną dowolność form

„Robot z dyszą do betonu natryskowego jest prawdziwą gwiazdą w naszej instalacji” – mówi Hendrik Lindemann. Wydrukował już prototypy prefabrykatów, których można by było użyć na przykład do budowy betonowego mostu. Ten robot może też zajmować się produkcją ścian lub innych elementów. Lindemann studiował architekturę i jest ekspertem w dziedzinie produkcji cyfrowej. Razem z Romanem Gerbers, Niklasem Nolte i Alexandrem Türk założył startup Aeditive, który w starej hali fabrycznej w Hamburgu rozwija wizję cyfrowej przyszłości budownictwa.

Pierwszy robot nanosi beton natryskowy z drukarki 3D na zbrojenie, a drugi go wygładza.

Instalacja Concrete Aeditor do użytku stacjonarnego i mobilnego

Sercem naszej instalacji z drukarką 3D do betonu, przeznaczonej zarówno do użytku stacjonarnego, jak i mobilnego, są dwa 6-osiowe roboty KUKA serii KR QUANTEC ultra. Ze względu na maksymalny udźwig 300 kg i zasięg do 3900 mm należą one do najmocniejszych i najbardziej kompaktowych robotów przemysłowych. Wersje Foundry doskonale nadają się zwłaszcza do obszarów o wysokim stopniu zanieczyszczenia, dużej wilgotności i wysokich temperaturach.

Sercem instalacji z drukarką 3D do betonu natryskowego są dwa roboty KR QUANTEC ultra w wersji Foundry.

Dwa roboty, jeden cel: produkcja idealnych prefabrykatów betonu natryskowego na drukarkach 3D

I właśnie o to chodzi w „Concrete Aeditor”, instalacji demonstracyjnej z drukarką 3D, która powstała w Norderstedt. Prowadzona przez pierwszego robota, specjalnie zaprojektowana dysza natryskowa pracuje ramię w ramię – albo lepiej: chwytak w chwytak – z drugim robotem, który zajmuje się końcową obróbką prefabrykatu. „Dzięki naszemu nowemu, zautomatyzowanemu rozwiązaniu możemy produkować nawet betonowe elementy nośne na drukarkach 3D” – mówi Hendrik Lindemann. I to dosłownie z jednego odlewu. Instalacja Concrete Aeditor składa się z modułu produkcyjnego i modułu materiałowego, mieszalnika do betonu z układem doprowadzania wody i układem zasilania energią, a także z układu sterowania ze specjalnie zaprojektowanym oprogramowaniem. „Dlatego nasza instalacja może być zawsze blisko hal z prefabrykatami lub placów budowy podczas wykonywania robót budowlanych” – podkreśla Türk, główny strateg firmy.

Założyciele firmy Aeditive: Roman Gerbers, Niklas Nolte, Hendrik Lindemann i Alexander Türk (od lewej do prawej).

Kompleksowa integracja danych dla maksymalnej przejrzystości procesów i kosztów

Specjalnie zaprojektowane przez Aeditive oprogramowanie pozwala swoim użytkownikom na cyfrowe projektowanie drukowanych podzespołów, nie wymagając przy tym szczególnych umiejętności programistycznych. „Dzięki danym zebranym w trakcie procesu produkcji możemy wspierać użytkowników poprzez zagwarantowanie odpowiedniej jakości i wcześniejsze określenie procesów zużycia” – wyjaśnia Lindemann. Türk nie zgadza się z twierdzeniem, że roboty Aeditive odbiorą ludziom pracę:

Wręcz przeciwnie. W związku z coraz większym brakiem specjalistów, również w budownictwie, automatyzacja gwarantuje utrzymanie istniejących miejsc pracy. Dzięki temu przedsiębiorstwa nie są narażone na ograniczenia mocy produkcyjnych z powodu rosnącej liczby zleceń.

Alexander Türk, współzałożyciel firmy Aeditive