Du bruger en ældre browserversion. Brug en understøttet version for at få den bedste MSN-oplevelse.

Dansk forskningsprojekt vil printe bygninger i flere etager

Ingeniøren's logo Ingeniøren 5 dage siden Ulrik Andersen
Nyt projekt, støttet af Innovationsfonden, skal udvikle næste generation 3D betonprint, så teknologien for alvor kan gøre sit indtog på byggepladser, som pålidelig og produktivitetsfremmende teknologi sammenlignet med dagens teknologi. Den nye teknologi 3D betonprint i byggeriet skal rykkes fra at være eksperimentel til en reel og pålidelig konstruktionsmetode på linje med andre byggeteknologier. Med projektet N3XTCON skal byggeriets eksperter, sammen med branchen, og støttet af Innovationsfonden, blandt andet udvikle et computer-simuleringsværktøj, og nye betonprintere med tilhørende styring, så 3D betonprint kan indtænkes som pålidelig og ressourcebesparende konstruktionsmetode, der skaber helt nye muligheder ved fremtidige byggerier. - 3D print-teknologien er ikke udviklet og moden nok til at rulle ud i stor stil i byggeriet endnu. En af de store udfordringer er, at det at printe med beton, er en fuldstændig ny og radikal anderledes måde at anvende beton på. Langt de fleste projekter rundt om i verden, som anvender 3D-printet beton, anvender en ”trial and error” tilgang. Dvs. man prøver sig frem mod et godt resultat, og opnår måske en god metode til et betonprint til en specifik opgave. Det er naturligvis ikke hensigtsmæssigt i alle byggeprojekter, siger projektlederen for N3XTCON, faglig leder Thomas Juul Andersen, Teknologisk Institut. Store potentialer i 3D-printet beton Der ligger et stort potentiale i at automatisere fremstillingen af betonkonstruktioner ved anvendelse af betonprintere. Først og fremmest ligger der nogle interessante produktivitetsforbedringer. Når teknologien er udviklet og modnet kan der printes skræddersyede betonkonstruktioner til markant lavere pris end i dag. Betonkonstruktioner som er noget mere – og kan noget mere – end dagens standardiserede betonkonstruktioner som produceres på samlebånd. Samtidig åbner 3D betonprint i byggeriet op for store besparelser på byggematerialer. Målet med N3XTCON er at udvikle 3D printteknologier som muliggør 3D print af fremtidens (næste generation (N3XT) af betonkonstruktioner (CON). Nøglen – og der hvor projektet adskiller sig fra andre projekter – er især simuleringsværktøjet og armeringsstrategierne. På den måde kan en 3D-printproces under givne forhold og til en given opgave forudses, og dermed tilpasses uden brug af bekostelige – og ofte i blinde udførte – ”trial and error” forsøg. Helt nye arkitektoniske løsninger - Vi er overbeviste om, at 3D betonprint giver helt nye arkitektoniske løsninger – hvor tekniske og bæredygtighedsmæssige udfordringer går op i en højere enhed med det strukturelle og dermed arkitektoniske udtryk. Hvis vi ved hjælp af viden om 3D betonprint kan skabe nye løsninger og fx minimere materialeforbrug med samme performance som konventionelle produkter, har vi som en tegnestue, der altid udvikler projekter ud fra et bæredygtigt mind-set, en klar markedsfordel på det globale marked. Her efterspørges netop disse løsninger i større og større grad, siger Project Manager Troels Dam Madsen fra Henning Larsen Architects A/S. Herudover adskiller projektet sig fra langt de fleste projekter og eksperimenter med 3D betonprint i byggeriet ved at indtænke armering i printprocessen. For at opnå flere af betonens store fordele og anvendelsesområder i konkrete og brugbare byggerier, skal betonen armeres. I dag findes der ikke en industrialiseret, brugbar løsning til at armere de 3D-printede betonkonstruktioner. © Cobod International Nyt projekt, støttet af Innovationsfonden, skal udvikle næste generation 3D betonprint, så teknologien for alvor kan gøre sit indtog på byggepladser, som pålidelig og produktivitetsfremmende teknologi sammenlignet med dagens teknologi. Den nye teknologi 3D betonprint i byggeriet skal rykkes fra at være eksperimentel til en reel og pålidelig konstruktionsmetode på linje med andre byggeteknologier. Med projektet N3XTCON skal byggeriets eksperter, sammen med branchen, og støttet af Innovationsfonden, blandt andet udvikle et computer-simuleringsværktøj, og nye betonprintere med tilhørende styring, så 3D betonprint kan indtænkes som pålidelig og ressourcebesparende konstruktionsmetode, der skaber helt nye muligheder ved fremtidige byggerier. - 3D print-teknologien er ikke udviklet og moden nok til at rulle ud i stor stil i byggeriet endnu. En af de store udfordringer er, at det at printe med beton, er en fuldstændig ny og radikal anderledes måde at anvende beton på. Langt de fleste projekter rundt om i verden, som anvender 3D-printet beton, anvender en ”trial and error” tilgang. Dvs. man prøver sig frem mod et godt resultat, og opnår måske en god metode til et betonprint til en specifik opgave. Det er naturligvis ikke hensigtsmæssigt i alle byggeprojekter, siger projektlederen for N3XTCON, faglig leder Thomas Juul Andersen, Teknologisk Institut. Store potentialer i 3D-printet beton Der ligger et stort potentiale i at automatisere fremstillingen af betonkonstruktioner ved anvendelse af betonprintere. Først og fremmest ligger der nogle interessante produktivitetsforbedringer. Når teknologien er udviklet og modnet kan der printes skræddersyede betonkonstruktioner til markant lavere pris end i dag. Betonkonstruktioner som er noget mere – og kan noget mere – end dagens standardiserede betonkonstruktioner som produceres på samlebånd. Samtidig åbner 3D betonprint i byggeriet op for store besparelser på byggematerialer. Målet med N3XTCON er at udvikle 3D printteknologier som muliggør 3D print af fremtidens (næste generation (N3XT) af betonkonstruktioner (CON). Nøglen – og der hvor projektet adskiller sig fra andre projekter – er især simuleringsværktøjet og armeringsstrategierne. På den måde kan en 3D-printproces under givne forhold og til en given opgave forudses, og dermed tilpasses uden brug af bekostelige – og ofte i blinde udførte – ”trial and error” forsøg. Helt nye arkitektoniske løsninger - Vi er overbeviste om, at 3D betonprint giver helt nye arkitektoniske løsninger – hvor tekniske og bæredygtighedsmæssige udfordringer går op i en højere enhed med det strukturelle og dermed arkitektoniske udtryk. Hvis vi ved hjælp af viden om 3D betonprint kan skabe nye løsninger og fx minimere materialeforbrug med samme performance som konventionelle produkter, har vi som en tegnestue, der altid udvikler projekter ud fra et bæredygtigt mind-set, en klar markedsfordel på det globale marked. Her efterspørges netop disse løsninger i større og større grad, siger Project Manager Troels Dam Madsen fra Henning Larsen Architects A/S. Herudover adskiller projektet sig fra langt de fleste projekter og eksperimenter med 3D betonprint i byggeriet ved at indtænke armering i printprocessen. For at opnå flere af betonens store fordele og anvendelsesområder i konkrete og brugbare byggerier, skal betonen armeres. I dag findes der ikke en industrialiseret, brugbar løsning til at armere de 3D-printede betonkonstruktioner.

I 2021 vil et hold af danske forskere og virksomheder kunne printe flere etager høje beboelsesbygninger. Sådan lyder den ambitiøse målsætning for projektet N3xtcon, som Innovationsfonden har besluttet at støtte med 16 mio. kr.

»Vi har to bygherrer med i projektet, Pension Danmark, der laver en del etagebyggeri og FB-Gruppen, der både laver etagebyggeri og rækkehuse i to-tre etager. Det er ambitionen, at vi om tre år kan printe noget som de kan bruge - både som insitu-byggeri og med printede elementer,« fortæller faglig leder Thomas Juul Andersen fra Teknologisk Institut, der leder projektet.

Men der er mange ting, der skal styr på, førend det kan lykkes. Hidtil er der på dansk grund kun printet en enkelt bygning, nemlig den lille kontorbygning The Bod, der blev opført af virksomheden 3D Printhuset i Københavns Nordhavn.

Læs også: Her er de tre største fejl, vi begik, da vi printede en hel bygning

3D Printhuset har siden samlet sine aktiviteter med print til byggeindustrien i selskabet Cobod, som deltager i det nye projekt. Erfaringerne fra projektet i Nordhavn har Cobod brugt til at udvikle en ny, større og hurtigere 3D-printer kaldet BOD2.

Skæv beton kræver ny armering

En ny og hurtigere printer, gør det imidlertid ikke alene. En af udfordringerne med 3D-printet byggeri er nemlig, at det er svært at regne på og dokumentere konstruktionernes statik med de gængse værktøjer.

Derfor måtte 3D Printhuset eksempelvis indstøbe almindelige armeringsstænger i væggene på The Bod. Det nye projekt vil gerne finde nye metoder til såvel beregning som armering, fortæller Thomas Juul Andersen.

Læs også: Kæmpeprinter skal udskrive et hus på under et døgn

»Vores målsætning er at udvikle en metode, så armeringen kan placeres simultant med printeprocessen. Men om det bliver som traditionel armering, ved at lægge en tråd ned mellem lagene, som man prøver på det tekniske universitet i Eindhoven, med fibre eller med tekstilarmering, har vi endnu ikke lagt os fast på.«

I den del af projektet, der koncentrerer sig om printede betonelementer er det desuden en mulighed at sammenspænde elementerne efter støbningen.

Beregningsværktøjer er lavet til lige linjer

Men én ting er den praktiske del af armeringsproblemet. En anden er at kunne regne på statiken i vægge, hvor der ikke er en eneste ret linje, og at kunne dokumentere at bygningerne lever op til bygningsreglementets krav.

»Der er endnu ikke en standard for, hvordan man regner på denne type 3D-printede konstruktioner. Det arbejdes der godt nok på i blandt andet Rilem (Den internationale sammenslutning af laboratorier og eksperter i byggematerialer, red), men de er endnu ikke så langt. Et af målene med dette projekt er, at få lagt os fast på en valid armeringsmetode i så god tid, at vi kan nå at printe en masse konstruktioner med den og teste dem, så vi kan dokumentere deres egenskaber og nå frem til en troværdig beregningsmetode.«

Fakta: N3xtcon

Nyt fireårigt forsknings- og udviklingsprojekt, der skal udvikle metoderne til at 3D-printe såvel betonelementer som hele bygninger i flere etager.

Budget: 24 mio. kr - heraf 16 mio. kr fra Innovationsfonden

Partnere: Teknologisk Institut, Cobod International, DTU, CRH Concrete, NCC Danmark, Bjarke Ingels Group, SDU, Henning Larsen Archtects, Aalborg Portland, FB Gruppen og Pension Danmark.

Kilde: Innovationsfonden

Overflade skal være pænere

En af de udfordringer, der også dukkede op i byggeriet af The Bod, var den printede betons udseende. Der var flere løbere mellem lagene og 3D Printhuset valgte at pudse en del af væggene op af æstetiske hensyn. Derfor skal det nye projekt også forbedre udseendet af de færdigprintede konstruktioner.

»Det er selvfølgelig en diskussion, om man kan lide udseendet med betonen, der bliver lagt lag på lag. Men vi er sikre på, at vi kan skabe en meget pænere overflade, end det, man hidtil har set. Blandt andet ved at lave et nyt simuleringsværktøj, så vi er sikre på, at vi får den overflade, som vi gerne vil have.«

Print af byggeri skal være mere robust

Til sammen skal alle tiltagene gøre 3D-print af beton til en egentlig industriel proces, der er lettere at gå til.

»Hidtil har der været en hel del trial and error, hvor mange små firmaer har eksperimenteret sig frem, og i nogle tilfælde fundet en metode og en betonblanding, der fungerede godt på et enkelt byggeri. Men vi vil ikke bare lave en enkelt fantastisk konstruktion. Vi vil have styr på hele processen og gøre den robust, så det ikke bliver et luftigt eksperiment,« forsikrer Thomas Juul Andersen.

Jobopslag fra Jobfinder

image beaconimage beaconimage beacon