In i framtiden för konstruktion genom 3D-utskrift med sprutbetong

I en fabrik nära Hamburg använder en start-up KUKA-robotar för att bygga den digitala framtiden för stads- och infrastrukturbyggande. Teamet revolutionerar inte bara produktionen av betongkomponenter med 3D-utskrift, utan också tillhörande planerings- och utföringsprocesser.

Ny metod för 3D-betongprinting med robotar

I mitten av rummet på en stålpall står en L-formad korg av armeringsstål. Tumme upp till operatören, som ger startsignal på en pekskärm. Några sekunder senare fylls fabrikshallen av betongblandarens brummande och klapprande ljud. Långsamt reser sig en maskin i det inkapslade byggrummet – likt en dinosaurie som väcks till liv. Scenen utspelar sig dock i Hamburg och inte i Jurassic Park. Och den lysande vita KUKA-roboten i anläggningens inre är allt annat än skräckinjagande. I nästa ögonblick sprutar roboten sprutbetong på en korg av armeringsstål. Det stora munstycket rör sig homogent över korgen. Skikt för skit växer en fuktig, glänsande blågrå form upp – alltjämt med rå yta och vågstrukturer. En andra robot, utrustad med ett spackelliknande verktyg, stryker sedan ytan jämn och ger byggelementet önskad form.

Vid 3D-printing med sprutbetong appliceras materialet direkt på armeringsstålet.

3D-printad sprutbetong kan skapa betongelement av valfri form

”Roboten som styr sprutbetongsmunstycket är stjärnan i vår anläggning”, berättar Hendrik Lindemann. Just nu printar den en prototyp till en kantbalk som t.ex. används i betongbroar. Men roboten kan även printa väggar och andra byggelement. Henrik Lindemann är utbildad arkitekt och expert inom digitala tillverkningsmetoder. Tillsammans med Roman Gerbers, Niklas Nolte och Alexander Türk grundade han Aeditive, startupföretaget som vill vara med och gestalta framtidens digitala betongbyggnad. Arbetet sker i en gammal fabrikshall utanför Hamburg.

Den första roboten applicerar sprutbetongen som en 3D-printer, medan den andra roboten jämnar till den applicerade sprutbetongen.

Concrete Aeditor kan driftsättas stationärt eller mobilt

De båda sexaxlade KUKA-robotarna från KR QUANTEC ultra-serien är utan tvekan de viktigaste komponenterna – både vid den stationära och mobila 3D-printing med sprutbetong som systemet erbjuder. Med en maximal bärlast på 300 kg och en maximal räckvidd på 3 900 mm hör dessa robotar till de starkaste och mest kompakta industrirobotarna på marknaden. I Foundry-utförande lämpar de sig mycket väl för driftsmiljöer med hög nedsmutsningsgrad, hög fuktnivå och höga temperaturer.

Oumbärliga vid 3D-printing med sprutbetong: två KR QUANTEC ultra-robotar i Foundry-utförande.

Två robotar med ett gemensamt mål: perfekta betongelement 3D-printade med sprutbetong

Och just det är målet med demoanläggningen och 3D-printern ”Concrete Aeditor” som förevisas i Norderstedt. Det första roboten styr ett sprutbetongsmunstycke och arbetar sida vid sida – eller snarare: gripdon vid gripdon – med en andra robot, som ger byggelementet exakt rätt form. ”Med vår nya automatiserade tillverkningsmetod kan vi till och med 3D-printa bärande betongelement”, berättar Hendrik Lindemann. Och det bokstavligen i ett stycke. Concrete Aeditor består av en produktions- och materialcontainer, en betongblandare inklusive vatten- och energiförsörjning samt en styrning med egenutvecklad programvara. ”Vår anläggning kan därför ställas upp alldeles intill den plats där byggelementen tillverkas, i en fabrik eller på en byggarbetsplats”, förklarar marknadsstrategen Alexander Türk.

Maximal process- och kostnadstransparens tack vare genomgripande dataintegration

Tack vare den egenutvecklade programvaran kan Aeditives användare utan särskilda förkunskaper digitalt skapa de element som ska 3D-printas. ”De data som genereras under produktionsprocessen underlättar för oss när vi ska hjälpa våra kunder att kvalitetssäkra samt när vi ska beräkna slitageprocesser i förväg”, förklarar Lindemann. Att Aeditives robotar skulle leda till att arbetsplatser försvinner håller Alexander Türk inte med om: