Prednosti in pomanjkljivosti 3D tiska v gradbeništvu na primeru izgradnje individualne hiše

Med stikom z različnimi ljudmi, ko jim poskušam med vsakodnevnim pogovorom obrazložiti princip gradnje s 3D tiskom opažam, da jih le malo verjame v prihodnost tega načina gradnje. Zakaj? Verjetno je odgovor v tem, da smo v našem okolju tradicionalisti, opeka in malta sta več kot dovolj… Širom sveta poskušajo raziskovalci različnih podjetij, univerz, tudi zasebniki, prenesti v svet gradbeništva, lahko rečem, že dokaj uveljavljene 3D tiskalnike. Seveda je merilo v svetu gradbeništva precej večje. Tako kot raziskovalci prihajajo iz različnih okolij, tako tudi razvijajo različne 3D tiskalnike, ki uporabljajo različne materiale, različne tehnike 3D tiskanja. A vse veže skupna stvar… kako ustvariti 3D tiskalnik za gradbeništvo, ki bo poenostavil in pocenil gradnjo različnih objektov, od mostov, hiš, tudi stolpnic.

Moje diplomsko delo je primerjava klasične gradnje s 3D tiskom gradbeno tehniko. Ker trenutno v Sloveniji ni takšne gradnje, sem moral del diplomske naloge, ki obravnava 3D tisk, opraviti zgolj teoretično. Osnovne podatke o delovanju 3D tiskalnika, sem dobil pri proizvajalcu le-tega, Abram Jožetu. Iz podatkov, kot so hitrost tiska, višina in širina natisnjenega sloja ter maksimalno granulacijo agregata za tiskan beton sem izračunal količine vgrajenega materiala ter čas tiskanja. Sam projekt, načrte, popis del za klasično gradnjo sem vključil v izračune stroškov gradnje, določene dele tega projekta pa sem spremenil, priredil v način gradnje s 3D tiskom. Tako sem v načinu 3D tiska najprej moral postaviti 3D tiskalnik, za katerega sem zgradil dva pasovna temelja z dovolj nosilnosti za tiskalnik. Vse vertikalne opaže sem nadomestil s tiskanjem dveh vzporednih sten, med katere sem vgradil beton, v primeru temeljne plošče je bila natisnjena le zunanja stena. Ko je bila temeljna plošča gotova, se je lahko začel 3D tisk kletnih sten. Tiskalnik je programiran, da po načrtu natisne po en sloj na celotnem tlorisu, pri čemer pri odprtinah za vrata ali okna zaokroži in s tem preide iz ene stene v drugo vzporedno steno, vmes pa ostaja odprti prostor, katerega kasneje zapolnimo z betonom. Potrebne preklade za vrata in okna predhodno natisnemo na tleh, med posameznimi sloji dodamo betonsko železo, ko pa se posušijo, jih s tiskalnikom, katerega lahko uporabimo kot mostno dvigalo, postavimo na predvideno mesto. Tudi AB stebre natisnemo, v vmesni prazni prostor pa vstavimo betonsko železo in vgradimo beton. Ko so stene zaključene, se postavi opaž za medetažno ploščo, v tem času pa 3D tiskalnik dvignemo za dodatne 3m, da lahko natisnemo stene pritličja in strehe. Postopek tiskanja sten z dvema vzporednima zidoma ponovimo, enako s tiskanjem preklad za vrata in okna. Širina sten je v pritlični etaži večja, kar pomeni tudi več vmesnega prostora, katerega pa v tem primeru napolnimo z izolativno mešanico glinopora in cementa, za boljšo toplotno izolacijo in obenem trdnost. Sledi postavitev strešne nepohodne plošče in tiskanje 70 cm visokih sten na ravni strehi. Ves čas gradnje lahko 3D tiskalnik tudi uporabljamo kot mostno dvigalo za dviganje in prenašanje bremen na gradbišču oz. na samem objektu.

Dejstvo, da v Sloveniji ni investitorja, ki bi gradil s tehnologijo 3D gradnje, me je postavilo pred težko dejstvo, kako realno dokončati zastavljene cilje mojega diplomskega dela, katere sem lahko zgolj teoretično predvidel in izračunal na podlagi danih podatkov. G. Abram ima natisnjenih nekaj slojev, s katerimi demonstrira potencialnim kupcem 3D tiskalnika njegove zmožnosti in samo delovanje, a za pravo gradnjo so v Sloveniji še birokratski zastoji, saj tudi za vzorčno hišo nastopi težava z gradbenimi dovoljenji. Moje mnenje je, da bi na enostavnem terenu s postavitvijo tipskih hiš, kot je to primer v El Salvadorju, kjer nameravajo natisniti celo naselje enostavnih bivališč, lahko ta tehnologija gradnje izkazala za zelo učinkovito in ugodno. Dejansko je možno s 3D tiskanjem ceneje natisniti stanovanjsko hišo, a ker samo natisniti hišo ni dovolj, je zaenkrat 3D tisk še precej dražji od klasične gradnje. Z nadaljnjim razvojem 3D tiskalnikov, z vnosom izboljšanih tehnologij, se bo število operaterjev 3D tiskalnikov zmanjšalo, a že zdaj 3D tiskalniki ne potrebujejo več kot 3-5 oseb, ki upravljajo 3D tiskalnik.

Ugotovitev, da je gradnja s 3D tiskom do 4. gradbene faze cenejša od klasične gradnje pomeni, da se lahko nadejamo širitev 3D tiska med gradbeniki. Moje mnenje je, da je gradnja s 3D tiskom priporočljiva do 4. gradbene faze, smatram, da je 3D tisk lahko prihodnost gradbeništva. Dober primer je načrtovana gradnja celega naselja bivanjskih enot ameriškega podjetja Icon, saj z gradnjo naselja ni potrebno transportirati tiskalnik, saj se le-ta premika po tirnicah od objekta do objekta. S tem pa se lahko veliko prihrani časa in denarja.