KTU mokslininkai sukūrė betono mišinį statybiniam 3D spausdintuvui

Bėgiais juda 3D spausdintuvas ir eilė po eilės, viena po kitos kyla pastato sienos. Pabaigęs vieną namą, robotizuotas „statybininkas“ juda prie kito projekto. Po savaitės kvartalo gatvė užbaigta. Skamba kaip ištrauka iš mokslinės fantastikos knygos? Nebūtinai. „Esu matęs ne vieną „fantastiką“ tampant realybe. Galime prisiminti ir automobilių gamybą – ji jau seniai robotizuota“, – teigia Kauno technologijos universiteto Statybos ir architektūros fakulteto (KTU SAF) profesorius Vitoldas Vaitkevičius.

KTU SAF Statybinių medžiagų katedros vedėjo vadovaujama mokslininkų grupė sukūrė betono mišinį, kurį galima naudoti spausdinant namus. Automobilių pramonės patirtis neišvengiamai persikels į statybų verslą.

Pasak V. Vaitkevičiaus, 3D spausdintuvai – jokia naujovė. Svarbu buvo atrasti medžiagą, kuri leistų 3D spausdinimo technologiją pritaikyti statyboms.

„Šiandien trimatį spausdintuvą galima nusipirkti buities technikos parduotuvėje. Statybose, žinoma, kiti masteliai, tačiau pats principas – toks pat. Pats didžiausias iššūkis buvo išspręsti medžiagos padavimo, jos suvaldymo klausimą“, – teigia mokslininkas.

Ypač greitai kietėjantis betonas

KTU mokslininkų sukurta medžiaga, kurią galima naudoti 3D spausdinimui statyboje, yra tvirta, greitai stingstanti ir pigi – jai gaminti naudojamos įvairių perdirbamų uolienų (granito, dolomito) atliekos, smėlis, kurio Lietuvoje netrūksta. Medžiagos tvirtumo visiškai pakanka vienaaukštei statybai.

„Jei įprastinis betonas kietėti pradeda per valandą, mūsų sukurta medžiaga rišasi jau po 10–15 minučių. Keramzito blokelių, kuriuos įprasta naudoti individualių namų statyboje, stiprumas siekia iki 5–7 MPa, o 3D spausdintuve naudojamos medžiagos stiprį galima parinkti nuo kelių iki 30-40 MPa“, – teigia V. Vaitkevičius.

3D statybiniam spausdintuvui naudojamo betono kaina, V. Vaitkevičiaus teigimu, nebūtų didesnė už įprastinio.

Namo karkasui statybininkų neprireiks

Pagrindiniai 3D spausdinimo technologijų taikymo statybose privalumai, KTU mokslininko nuomone, yra statybų greitis ir žmogaus darbo jėgos sutaupymas. Tikslūs skaičiavimai dar nėra atlikti, be to, reikėtų įskaičiuoti įrangos gamybos ir eksploatacijos kaštus, tačiau viena aišku – žmogaus darbo jėgos naudoti, statant namo karkasą, nereikės. Tai, pasak KTU mokslininko – didelis progresas.

„Robotas klysta daug rečiau nei žmogus. Būtent dėl to, fordui pirmajam įdiegus konvejerinę automobilių gamybą, šis metodas greitai išplito visame pasaulyje. Reikėtų kalbėti ne apie atskiro namo, o apie viso gyvenamojo kvartalo spausdinimą 3D spausdintuvu. Namai nebūtinai turi būti vienodi – projektą kuria architektas, o spausdintuvą galima suprogramuoti pagal projekto reikalavimus“, – pasakoja V. Vaitkevičius.

Statybos – inertiška pramonė

Statyba – viena iš tų darbo sričių, kuriose patiriama daugiausia traumų, net ir mirtinų. Tačiau, nepaisant technologinio progreso, statybininkų darbas iš esmės yra nepakitęs daugelį metų. Pasak V. Vaitkevičiaus, šiai pramonės sričiai labai būdinga inercija.

„Vienas iš didžiausių iššūkių yra žmonių požiūris į naujoves – kiekviena inovacija sutinkama įtariai. Be to, egzistuoja labai daug įstatyminių suvaržymų. Programinę įrangą pritaikyti, sukurti naują medžiagą – įdomu, tačiau, susidūrus su naujos technologijos diegimu į pramonę, atsiranda kitų sunkumų“, – teigia KTU profesorius.

Pasak jo, smagiausia buvo dirbti tarpdisciplininėje mokslininkų komandoje – juos įtikinti imtis projekto, ieškoti įvairių sprendimo būdų, spręsti iškylančius galvosūkius.

„Labai daug iš šio darbo pasisėmiau – šiandien jau žinau, kad sprendimų gali būti pačių įvairiausių, kad jie atsirasti gali labai netikėtai“, – šypsosi V. Vaitkevičius.

Kitas ėjimas – verslo rankose

„3D spausdinimo technologijas statyboms pritaikyti bandoma visame pasaulyje – randame informacijos iš Olandijos, Švedijos, Kinijos, kurioje tokiu būdu yra atspausdinta keletas namų, amerikiečiai taip pat yra gerokai pasistūmėję į priekį. Tačiau kol kas, mano žiniomis, patentuotos technologijos nėra“, – teigia V. Vaitkevičius.

Tarpdisciplininė KTU mokslininkų komanda, remiama universiteto mokslo tyrimų fondo, pagamino trimačio spausdintuvo prototipą, kuriuo jau atspausdino bandomąjį betono sienos fragmentą.

„Turime medžiagą, turime ir spausdintuvo prototipą. Kitas žingsnis bus tobulinti turimą technologiją – medžiagos paviršiaus apdirbimą, tam tikrus spausdinimo technologinius niuansus. Šių darbų neatliksime be verslo įsitraukimo į projektą“, – teigia KTU SAF Statybinių medžiagų katedros vedėjas V. Vaitkevičius.