i
3D tisk ve stavebnictví

Dominantou stavebnictví a architektury je několik let technologie robotické fabrikace alias 3D tisk. Využívání průmyslových robotů nebylo dlouho ve stavebnictví běžné, ale s postupující automatizací pronikly principy 4.0 robotizace i do tohoto konzervativního odvětví. Kloknerův ústav je známý zkoušením nových technologií, tudíž není divu, že mezi prvními aplikoval i 3D tisk.

Technologická univerzita v Liberci spolupracuje s Kloknerovým ústavem na projektu 3D STAR zkoumajícím možnosti aditivní fabrikace a udává směry, kterými by se mohla budoucí výstavba vydat. Hlavní úlohu zastupují vědečtí a techničtí pracovníci z experimentálního oddělení a oddělení mechaniky.

Materiály využívané při 3D tisku

Nové postupy 3D tisku se zaměřují na inovativní tiskové materiály a způsoby jejich využití. Zkušenosti z tisku na běžných 3D tiskárnách využívajících konvenční materiály (plast) se využívají k vývoji tisku z betonu. Pracovníci experimentálního oddělení vyvíjejí směs cementového kompozitu (betonu) s vlastnostmi ideálními pro aditivní formu 3D tisku.

Obor mechaniky přispívá svými zkušenostmi při navrhování tvaru výrobků, systému extruze a řízení tisku. Důležitým prvkem je i samotný optimalizační software, ve kterém je požadovaný objekt „rozřezán“ na jednotlivé tiskové vrstvy, a trajektorie tiskové hlavy generována tak, aby byl tisk kontinuální. Posunem těžiště práce od tradičního navrhování k programování pohybových drah se začíná profese stavebního inženýra překrývat s profesí programátora robotických systémů.

3D tisk nemá problém s jakýmkoli materiálem

Počítačem řízené stroje nemají problém s jakýmkoliv tvarem, poměrem směsi či přesností v řádech milimetrů, mililitrů či gramů. Exaktní měření a kontrola výstupů výrazně rozšiřují možnosti optimalizace řízení procesu v rámci celého tisku. Tisk probíhá na plotrovém zařízení TEST BED, které vyvinuli pracovníci Technické univerzity Liberec.

V roce 2021 probíhaly testy různých typů tiskových hlav v závislosti na typu tisknuté směsi, tvaru tisknuteho objektu a rychlosti/způsobu tisku. U cementového kompozitu se upravovala konzistence, množství složek a vyztužení rozptýlenou výztuží v závislosti na technologické náročnosti a požadavky na výsledné mechanicko-fyzikální parametry vytištěného objektu.

Rozsáhlé aplikace do budoucna

Tištěné objekty či jejich části se zkoušely v zatěžovacích strojích laboratoře a výsledky sloužily jako podklad pro výpočetní modely, které jsou průběžně zpřesňovány a využívány ke statickým posouzením. V roce 2022 se v rámci projektu připravují rozsáhlejší praktické aplikace. Kromě zkušebních těles se bude tisknout např. lávka pro pěší, která v nejbližší době projde zatěžovacími zkouškami.

Kloknerův ústav

Kloknerův ústav, odloučené a samostatné pracoviště ČVUT, má nezastupitelné postavení v rámci Prahy i celé ČR, zejména v rámci mezinárodní spolupráce ve výzkumu a standardizaci.

Mohlo by vás zaujmout

100 let Kloknerova ústavu

Další příspěvky na blogu

Profesor Holický slaví jubilejních 80 let!

Profesor Holický slaví jubilejních 80 let!

prof. Ing. Milan Holický, DrSc., Ph.D., PhD. Milan Holický je už víc než půlstoletí jedním z nosných pilířů Kloknerova ústavu. Od svého absolutoria na Fakultě stavební ČVUT v roce 1965 se zde s krátkou přestávkou doktorského studia na University of Waterloo v Kanadě...

100 let Kloknerova ústavu

100 let Kloknerova ústavu

Jak je již zcela jistě známé, Kloknerův ústav slaví tento rok své jubileum. Naše činnost má multidisciplinární záběr. Pracovníci se kupříkladu zabývají stavebnictvím, strojírenstvím, energetikou či chemií. Navzdory nelehkým situacím, kterým musel ústav čelit napříč...