Et hus lavet af en 3D-printer - det lyder som en drøm om fremtiden eller science fiction for mange. De første huse fra 3D-printeren blev samlet i Kina for seks år siden.
3D-udskrivning, der engang var en sød gimmick, der kunne bruges til at fremstille små nøgleringe, har fundet vej. I mellemtiden bygges endda et helt hus i 3D-printeren: Enorme 3D-udskrivningsrobotter producerer betonpølser over hele verden og tillader rå grundvægge at vokse op ved hjælp af menneskelige byggearbejdere. De første huse lavet af 3D-betonelementer blev samlet i Kina allerede i 2014. Samme år besøgte den daværende amerikanske præsident Barack Obama “3D Print Canal House” i Amsterdam, en prototype af den nye teknologi. Og i København i 2017 byggede et russisk og et dansk firma sammen det første beboede hus fra 3D-printeren i Europa. Den unge industri er international: I USA blev der i 2018 lavet et 32 kvadratmeter hus fra 3D-printeren af det amerikanske firma Icon i Austin, Texas,Overskrifter. Snart vil Icon sammen med en hjælpeorganisation i Mellemamerika oprette en landsby med 50 huse lavet af 3D-printeren - hver med et areal på 58 kvadratmeter - til de trængende. Ikon beregner en skalpris på 4.000 amerikanske dollars. Konstruktionstiden er tilsvarende kort: 3D-udskrivning af en skal fra sprøjtedysen tager maksimalt 24 timer.
Men den nye teknologi klarer også lynhastighed med større formater: I Kina blev der bygget et kæmpe hus fra 3D-printeren på bare 45 dage - villaen har et areal på 400 kvadratmeter! 3D-betonprinteren gjorde også det meste af arbejdet der. De robotiserede maskiner, hvormed den specielle beton kan påføres og formes (teknisk betegnelse: ekstrudering) varierer afhængigt af byggeprojektet og udbyderen.
Nye muligheder takket være 3D-udskrivning
Dette åbner mange muligheder: Fra automatiseret masseproduktion af enkle komponenter, der kun kombineres til at danne en bygning på byggepladsen, til mobile robotter, der arbejder autonomt på byggepladsen og endda kan fremstille bygninger med buede vægge eller afrundede hjørner. Maskinerne er ikke kun hurtige: de muliggør kunstneriske fritformede elementer, der ville være meget dyre, hvis de blev fremstillet af menneskelige hænder. Åbninger og hulrum til kabler kan let integreres i trykte vægge.
Mere bæredygtighed gennem 3D-udskrivning
En af de største fordele ved digital konstruktion: den bruger ofte mindre materiale end traditionelle konstruktionsmetoder, og mere og mere genanvendeligt eller nedbrydeligt plast kan bruges. Da der afhængigt af 3D-udskrivningsprocessen og materialet ofte ikke er behov for forskalling, genereres der mindre affald.
Og: Uden forskalling og stillads elimineres ifølge en undersøgelse foretaget af TU Dresden omkring 35 procent af skalkonstruktionsomkostningerne - ud over hastighed, bæredygtighed og overkommelig tilpasning er et andet argument for et hus lavet af en 3D-printer. Nikita Chen-Yun-Tai, grundlægger og administrerende direktør for det amerikansk-russiske 3D-udskrivningsrobotfirma Apis Cor, taler allerede om, at det er muligt at oprette alle huse i fremtiden, fra små huse til ejendomme ved hjælp af en 3D-printer .
Start fotogalleri 
5 Vis alle 
Prototype: I fremtiden vil mennesker i nød i Austin, Texas, bo i sådanne huse lavet af 3D-printere. Icon planlægger sammen med ikke-statslige organisationer at skabe billige huse og hele bosættelser over hele verden ved hjælp af 3D-printere.
På skinner: "Vulcan II" kan udskrive på et område på op til 185 kvadratmeter. 3D-printeren bevæger sig frem og tilbage på skinner over et fundament og leverer betonpølser. Lag på lag.
Letvægtskonstruktion: DFAB-huset med sin gennemskinnelige lette facade ligger i forskningsbygningen NEST nær Zürich: et fleksibelt facadesystem med membraner og airgelisolering, kendt fra München Allianz Arena.
Trækonstruktionsrobotter: Arkitektur, robotik og håndværkere arbejder sammen: trærammer blev præfabrikeret af to samarbejdsvillige robotter på ETH Zürich. De savede bjælker og placerede dem nøjagtigt i rummet. Håndværkere skruede delene sammen.
Fritstående loft: Loftet i DFAB House består af elleve konkave fritformede dele, der optimeret med specielt udviklet software sparer omkring 60 procent beton sammenlignet med et konventionelt betonloft.
Nye konstruktionsteknologier
Nogle af pionererne inden for nybygning har allerede forladt vores planet mentalt. Med additiv fremstillingsteknik ønsker NASA at skabe levesteder for astronauter i fremtiden - fra lokale råvarer på månen eller Mars. De første forsøg er allerede i gang.
På den anden side er "DFAB House" (digital fabrikation) nær Zürich, som blev indviet i 2019 i 2019, stadig på jorden, men næsten på tværs af grænser blev overført til rigtige applikationer.
"I modsætning til byggeprojekter, hvor kun en digital teknologi anvendes, såsom et hus lavet af en 3D-printer, samler DFAB-huset forskellige nye teknologier," forklarer Matthias Kohler, professor i arkitektur og digital fabrikation ved det schweiziske føderale institut for teknologi Universitet i Zürich og initiativtager til DFAB House.
Det smalle tre-etagers hus blev integreret som en enhed i forskningsbygningen NEST (Next Evolution in Sustainable Building Technology) på ETH Zürich. NEST er designet som en modulær platform, som forskellige huse kan lægge til, som kaldes "enheder" her, og som alle er testlaboratorier for fremtidens levevis. Fælles for alle de nuværende syv enheder er, at de udforsker interaktionen mellem mennesker, rum og teknologi.
Strømforsyning
Et centralt problem er den økonomiske ressourceudnyttelse, så alle modulære huse er forbundet med en "rygrad", der leverer vand, varme, elektricitet og internet, evaluerer forbrugsdata og regulerer bortskaffelse. Nye løsninger til det smarte hjem og tingenes internet testes, også i DFAB-huset, som er hjemsted for akademiske gæster: enheder og bygningssystemer er netværksbaserede og i stand til at lære, hvilket skal sikre levekomfort, men frem for alt den størst mulige energieffektivitet. Et fyrtårnprojekt til morgendagens bygning og ophold.
Mange arkitekter, ingeniører og håndværkere arbejdede sammen for at opnå dette. Otte forskellige professorater fra ETH Zürich, institutter, industripartnere og planlæggere fra over 30 virksomheder er alene involveret i DFAB House.
Samarbejde
"Jobprofilen for arkitekter, planlæggere og håndværkere vil ændre sig", er Matthias Kohler sikker. DFAB House viser, hvordan det kunne se ud: Robotter og menneskelige håndværkere arbejder også tæt sammen her. Til en elegant buet bærende væg opførte en robot, en mobil "fabrikant" først en ståltrådnetstruktur på stedet, der fungerede som forstærkning og forskalling. Ved hjælp af sine sensorer bevæger den 2 meter høje robot sig autonomt på larver. Gitterkonstruktionen blev fyldt med speciel beton af arbejdere, og enden af muren blev udglattet manuelt.
Et tæppe fra 3D-printeren
Individuelle og komplekse betonkonstruktioner kan også oprettes med "Smart Slab" -processen. For eksempel en let gulvplade, hvor en kæmpe 3D-sandprinter producerede formningselementer, der blev hældt med fiberarmeret beton. Robotter spillede endda en vigtig rolle i DFAB-husets tømmerkonstruktion: to samarbejdsvillige maskiner havde præfabrikeret den bærende tømmerkonstruktion på de øverste etager i "Robotic Fabrication Lab" på ETH Zürich. En robot tog et element til træbjælkeloftet og holdt det, mens et andet så det passe. Derefter borede den anden robotarm huller for at forbinde bjælkerne. Endelig placerede begge robotter bjælkestrukturen i det nøjagtige rumlige arrangement. Med sådanne hjælpere har tømreren meget tid,at se i fred og kontrollere kvaliteten af arbejdet. Indtil han til sidst kan skrue alt sammen.
Fra store manipulatorer og mobile konstruktionsrobotter
Mobile konstruktionsrobotter er mindre end store manipulatorer, men de kan også udføre andet arbejde.
Til skalkonstruktionen af et hus fra 3D-printeren skal arkitekter først designe det på computeren ved hjælp af 3D-arkitektursoftware (CAD). Disse CAD-data er grundlaget for de kontroldata, der overføres til 3D-printeren.
En 3D-betonprinter er ofte en industriel robot, der har en trykdyse monteret på armen som et værktøj, hvormed den presser de 50 til 70 millimeter brede betonpølser ud - perle på perle.
Andre robotkonstruktionsarbejdere, kaldet portalroboter, er højere end den planlagte konstruktion (svarende til en containerkran). De er fastgjort eller bevæger sig på styreskinner og kan producere hele huset af et hus fra 3D-printeren i ét stykke. Disse store manipulatorer er undertiden over 10 meter høje og flere meter lange og brede. I modsætning hertil ser mobile konstruktionsrobotter, monteret på larver eller på lastbiler, ret små ud. Til dette kan nogle også lægge mursten autonomt ved hjælp af en lang forlængelsesarm.
Almindelig beton, hurtighærdende speciel beton eller plast anvendes som byggematerialeblanding. At finde den bedste blanding til 3D-betonudskrivning er en nøgleudfordring.
