Hiša iz 3D tiskalnika - to mnogim zveni kot sanje o prihodnosti ali znanstvena fantastika. Prve hiše iz 3D-tiskalnika so na Kitajskem sestavili pred šestimi leti.
3D tiskanje, nekoč prisrčen trik, iz katerega bi lahko izdelovali majhne obeske za ključe, se je potrudilo. V tem času v 3D-tiskalniku celo gradijo celo hišo: Ogromni roboti za 3D-tiskanje po vsem svetu proizvajajo betonske klobase in s pomočjo človeških gradbenih delavcev omogočajo, da rastejo surove temeljne stene. Prve hiše iz 3D-betonskih tiskarskih elementov so na Kitajskem sestavili že leta 2014. Istega leta je takratni ameriški predsednik Barack Obama v Amsterdamu obiskal hišo 3D Print Canal House, prototip nove tehnologije. In v Kopenhagnu leta 2017 sta rusko in dansko podjetje skupaj zgradili prvo naseljeno hišo iz 3D-tiskalnika v Evropi. Mlada industrija je mednarodna: v ZDA je ameriško podjetje Icon v Austinu v Teksasu leta 2018 iz 3D tiskalnika izdelalo 32 kvadratnih metrov veliko hišoNaslovi. Kmalu želi Icon skupaj s humanitarno organizacijo iz Srednje Amerike urediti vas s 50 hišami iz 3D-tiskalnika - vsaka s površino 58 kvadratnih metrov - za potrebe. Icon izračuna ceno lupine 4.000 ameriških dolarjev. Čas izdelave je temu primerno kratek: 3D tiskanje lupine iz brizgalne šobe traja največ 24 ur.
Toda nova tehnologija se s hitrostjo strele spopada tudi z večjimi formati: na Kitajskem so iz 3D-tiskalnika v samo 45 dneh zgradili ogromno hišo - vila ima površino 400 kvadratnih metrov! 3D betonski tiskalnik je tudi tam opravil večino dela. Robotizirani stroji, s katerimi je mogoče nanašati in oblikovati poseben beton (tehnični izraz: iztiskanje), se razlikujejo glede na gradbeni projekt in ponudnika.
Nove priložnosti zahvaljujoč 3D tiskanju
To odpira številne možnosti: od avtomatizirane množične proizvodnje enostavnih komponent, ki so kombinirane samo za oblikovanje stavbe na gradbišču, do mobilnih robotov, ki samostojno delujejo na gradbišču in lahko celo izdelujejo stavbe z ukrivljenimi stenami ali zaobljenimi vogali. Stroji niso samo hitri: omogočajo umetniške elemente v prosti obliki, ki bi bili zelo dragi, če bi jih naredili človeške roke. Odprtine in votline za kable je mogoče enostavno vgraditi v natisnjene stene.
Več trajnosti s 3D tiskanjem
Ena največjih prednosti digitalne gradnje: pri njej se pogosto uporablja manj materiala kot pri tradicionalnih gradbenih metodah, uporablja pa se lahko vedno več plastike, ki jo je mogoče reciklirati ali razgraditi. Ker glede na postopek 3D tiskanja in material pogosto ni potreben opaž, nastane manj odpadkov.
In: brez opažev in odrov je v skladu s študijo TU Dresden izločenih približno 35 odstotkov stroškov gradnje školjk - poleg hitrosti, trajnosti in cenovno ugodnih prilagoditev je še en argument za hišo iz 3D tiskalnika. Nikita Chen-Yun-Tai, ustanoviteljica in izvršna direktorica ameriško-ruskega podjetja za 3D tiskarske robote Apis Cor, že govori o tem, da je v prihodnosti izvedljivo vse hiše, od majhnih hiš do nepremičnin, z uporabo 3D tiskalnika .
Začni galerijo fotografij 
5 Prikaži vse 
Prototip: V prihodnosti bodo ljudje v stiski v Austinu v Teksasu živeli v takih hišah iz 3D tiskalnikov. Icon načrtuje skupaj z nevladnimi organizacijami ustvariti poceni hiše in celotna naselja po vsem svetu s pomočjo 3D-tiskalnikov.
Na tirnice: "Vulcan II" lahko tiska na površino do 185 kvadratnih metrov. 3D-tiskalnik se po tirnicah premika naprej in nazaj po podlagi in dostavlja betonske klobase. Plast za plastjo.
Lahka gradnja: Hiša DFAB s prosojno lahko fasado se nahaja v raziskovalni stavbi NEST v bližini Züricha: prilagodljiv fasadni sistem z membranami in izolacijo aerogela, znan iz münchenske Arene Allianz.
Lesni gradbeni roboti: Arhitektura, robotika in obrtniki sodelujejo: lesena ogrodja sta predhodno izdelala dva sodelujoča robota v ETH Zürich. Žare so žagali in jih natančno postavili v vesolje. Obrtniki so privili dele med seboj.
Strop proste oblike: Strop hiše DFAB je sestavljen iz enajstih vbočenih delov proste oblike, ki optimizirani s posebej razvito programsko opremo prihranijo približno 60 odstotkov betona v primerjavi z običajnim betonskim stropom.
Nove gradbene tehnologije
Nekateri pionirji novogradenj so že mentalno zapustili naš planet. NASA želi s tehnikami aditivne proizvodnje v prihodnosti ustvariti habitate za astronavte - iz lokalnih surovin na Luni ali Marsu. Prvi poskusi že potekajo.
Po drugi strani pa je "hiša DFAB" (digitalna izdelava) blizu Züricha, ki je bila odprta leta 2019 leta 2019, še vedno na zemlji, vendar skoraj čezmejna prenesli v resnične aplikacije.
"V nasprotju z gradbenimi projekti, pri katerih se uporablja samo ena digitalna tehnologija, na primer hiša iz 3D-tiskalnika, hiša DFAB združuje različne nove tehnologije," pojasnjuje Matthias Kohler, profesor arhitekture in digitalne izdelave na Švicarskem zveznem inštitutu za tehnologijo Univerza v Zürichu in pobudnik hiše DFAB.
Ozka trinadstropna hiša je bila kot enota integrirana v raziskovalno stavbo NEST (Next Evolution in Sustainable Building Technology) v ETH v Zürichu. NEST je zasnovan kot modularna platforma, na katero lahko pristajajo različne hiše, ki se tukaj imenujejo "enote" in so vsi preskusni laboratoriji za prihodnost življenja. Vsem trenutno sedmim enotam je skupno to, da raziskujejo interakcijo med ljudmi, vesoljem in tehnologijo.
napajanje
Osrednja skrb je ekonomična raba virov, zato so vse modularne hiše povezane z "hrbtenico", ki oskrbuje z vodo, toploto, elektriko in internetom, ocenjuje podatke o porabi in ureja odlaganje. Preizkušajo se nove rešitve pametnega doma in interneta stvari, tudi v hiši DFAB, ki je dom akademskih gostov: naprave in gradbeni sistemi so povezani v mrežo in sposobni učenja, kar naj bi zagotavljalo bivalno udobje, predvsem pa največjo možno energetsko učinkovitost. Projekt svetilnika za gradnjo in življenje jutrišnjega dne.
Mnogi arhitekti, inženirji in obrtniki so sodelovali, da bi to dosegli. Samo v DFAB House je vključenih osem različnih profesorjev iz ETH Zürich, inštituti, industrijski partnerji in načrtovalci iz več kot 30 podjetij.
Skupinsko delo
"Profil delovnih mest arhitektov, načrtovalcev in obrtnikov se bo spremenil," je prepričan Matthias Kohler. DFAB House prikazuje, kako bi to lahko izgledalo: Tukaj tesno sodelujejo tudi roboti in človeški obrtniki. Za elegantno ukrivljeno nosilno steno je robot, premični "Fabricator", na mestu najprej postavil jekleno mrežno konstrukcijo, ki je služila kot ojačitev in opaž. Robot, visok 2 metra, se s pomočjo senzorjev samostojno premika po gosenicah. Konstrukcijo rešetke so delavci napolnili s posebnim betonom, konec stene pa ročno zgladili.
Odeja iz 3D tiskalnika
Posamezne in zapletene betonske konstrukcije je mogoče ustvariti tudi s postopkom "Pametna plošča". Na primer lahka talna plošča, za katero je ogromen 3D peščeni tiskalnik izdelal oblikovalne elemente, ki so jih polili z betonom, ojačanim z vlakni. Roboti so imeli celo pomembno vlogo pri gradnji lesa hiše DFAB: dva sodelujoča stroja sta v predelovalnem laboratoriju za robotizirano izdelavo zgornjih nadstropij v ETH Zürichu izdelala nosilno leseno konstrukcijo. En robot je vzel en element za strop z lesenimi tramovi in ga držal, drugi pa je videl, da je ustrezal. Nato je druga robotska roka izvrtala luknje za povezavo nosilcev. Končno sta oba robota postavila strukturo žarka v natančno prostorsko razporeditev. S takimi pomočniki ima tesar veliko časa,da v miru opazujejo in preverjajo kakovost dela. Dokler na koncu ne bo mogel vse skupaj zajebati.
Od obsežnih manipulatorjev in mobilnih gradbenih robotov
Mobilni gradbeni roboti so manjši od obsežnih manipulatorjev, lahko pa opravljajo tudi druga dela.
Za lupino hiše iz 3D-tiskalnika jo morajo arhitekti najprej oblikovati v računalniku s programsko opremo za arhitekturo 3D (CAD). Ti CAD podatki so osnova za kontrolne podatke, ki se prenesejo v 3D tiskalnik.
3D-betonski tiskalnik je pogosto industrijski robot, ki ima na roki pritrjeno šobo kot orodje, s katerim iztisne 50 do 70 milimetrov široke betonske klobase - kroglice na kroglici.
Drugi gradbeni roboti, imenovani portalni roboti, so višji od načrtovane gradnje (podobno kot kontejnerski žerjav). So pritrjeni ali se premikajo po vodilnih tirnicah in lahko iz 3D-tiskalnika v enem kosu izdelajo celotno lupino hiše. Ti obsežni manipulatorji so včasih visoki več kot 10 metrov in dolgi in široki. Nasprotno pa so mobilni gradbeni roboti, nameščeni na gosenicah ali na tovornjakih, videti precej majhni. V ta namen lahko nekateri opeko samostojno položijo z dolgim podaljškom.
Kot mešanica gradbenih materialov se uporabljajo običajni beton, hitro strjevalni posebni beton ali plastika. Iskanje najboljše mešanice za 3D tiskanje betona je ključni izziv.