3D tisk v architektuře

Obsah Historie 3D tisku

4

Typy tiskáren

6

Materiály

9

Proces tisknutí

10

Aktuální využití 3D tisku

11

Vývoj ve stavebnictví

12

Stavební materiály

14

Využití ve stavebnictví

16

Modely Konstrukční prvky Mosty Budovy Interiéry

Výhody a nevýhody

22

Úkoly pro budoucnost

24

Zdroje

25

3

Historie 3D tisku 1984

1. žádost o patent Hideo Kodama – Rapid Prototyping

1984

2. žádost o patent Charles Hull – Stereolito-grafie

Žádost podal Hideo Kodama a jednalo se o rychlý fotopolymerní prototypový systém, kde se používal fotopolymerní materiál vystavený UV záření, které jej vytvrdilo. Kvůli nedostatečné specifikaci byl nárok na patent zamítnut.

Druhou žádost podal Charles Hull, který si nechal patentovat techniku zvanou stereolito-grafie, kde se používá tekutý polymer s laserovým paprskem.

1986

Charles Hull získal patent a založil firmu 3D Systems Charles Hull po získání patentu založil firmu 3D Systems, kde vytvořil první komerční stroj pro 3D tisk – stereolitografní aparát SLA-1. Stroj byl v té době přístupný pouze vybraným zákazníkům.

1987

vývoj SLS techniky Techniku SLS vynalezl v roce 1987 Carl Deckard a první stroj tohoto typu nazval Betsy. Jedná se o techniku tisku pomocí laseru (selective laser sintering).

1988

prototyp tiskárny SLA-250 Společnost 3D Systems vynalezla nový prototyp 3D tiskárny SLA-250, který už v tomtéž roce mohla využívat široká veřejnost.

1989

vývoj FDM techniky S technikou FDM (fused deposition modeling) přišel S. Scott Crump v roce 1988. FDM tisk využívá polymerní vlákna a je velmi populární i v dnešní době.

1993

patentování techniky tisku z práškového materiálu, základ pro dnešní 3D tiskárny Technice tisku z práškových materiálů se v roce 1993 věnoval Massachusettský institut technologie a nechal si ji patentovat. Patent následně odkoupila firma Z Corporation a vytvořila tiskárny, které se staly základem pro ty současné. O 2 roky později uvedla Cellink na trh tiskárnu pro tisk tkáně pokožky a chrupavky.

4

3D tisk budoucnost medicíny

1999

V roce 1999 nechal Antony Atal vytisknout kostru pro první pacientem přijatý močový měchýř.

projekt RepRap – zpřístupnění 3D tisku

2004

Adrian Bowyer založil v roce 2004 projekt RepRap (Replicating Rapid Prototyper) a chtěl tak ještě více zpřístupnit možnost 3D tisku široké veřejnosti po celém světě. Větší ohlas přichází až v roce 2007, který se pro tuto technologii stává zlomovým a 3D tisk začíná získávat na oblíbenosti.

1. protetická noha z 3D tisku

2008

V roce 2008 byla úspěšně vytištěna první protetická noha.

1. 3D tiskárna ke komerčnímu prodeji

2009

První komerčně prodávanou tiskárnu byla BfBRapMan 3D o pár měsíců později následovala další tiskárna MarkerBot podle konceptu RepRap. Tiskárna měla k dispozici online souborovou knihovnu s různými 3D modely, které si zákazník mohl vytisknout. Od tohoto roku se už objevovalo čím dál více různých 3D tiskáren.

1. letadlo z 3D tisku

2011

V roce 2011 bylo v Anglii na University of Southampton vytištěno celé letadlo.

1. tisk ve vesmíru

2014

První testovací vzorky byly vytištěny na ISS v roce 2014.

standardizovaný bioinkoust

2015

V roce 2015 vytvořila švédská společnost Cellink materiál z mořských řas pro tisk tkáňové chrupavky.

uvedení tiskárny 3D Bioprinter

2016

O rok později uvedla Cellink na trh tiskárnu pro tisk tkáně pokožky a chrupavky.

5

Typy tiskáren 2PP ADAM BJ CFF DED DLP DLS DMLS EBM FDM FFF IJ LDA LMF LOM LPA LPBF LPM MJP MULTI J. M. PBF POLYJET M. PµSL Rapid F. P. SDL SIM SLA SLE SLS SLM SHS

6

FDM - Fused Deposition Modeling Je jedním z nejrozšířenějších typů 3D tiskáren. Tento typ tiskárny taví plastovou strunu přes rozžhavenou trysku, tímto roztaveným materiálem potom vytváří model pomocí nanášení jednotlivých vrstev.

SLS - Selective laser sintering SLS tiskárna vytváří model spékáním práškového materiálu za pomocí laseru. V případě tiskárny typu SLS se jedná o nylon. Podobný princip se využívá i při tisku kovů a u jiných typů tiskáren, např. BJ (binder jetting). Na podložku se nanese tenká vrstva práškového materiálu, kterou laser následně speče v určených místech. Po spečení se podložka posune o vrstvu níž, a proces se opakuje až do dokončení tištěného modelu. Výhodou této technologie je možnost tisku i složitějších tvarů, protože přebytečný materiál práškového lože slouží zároveň jako opora modelu.

SLA - Stereolitografie Model vzniká pomocí působení ultrafialového laserového paprsku, který ve vrstvách vytvrzuje fotopolymerickou pryskyřici. Vytvrzený tvar v jedné vrstvě vždy odpovídá navrženému STL modelu. Po vytvrzení se platforma tiskárny posune o tloušťku jedné vrstvy a proces opakuje.

SDL - Selective deposition lamination Model je skládaný z jednotlivých vrstev materiálu. Laserový paprsek vyřeže tvar příslušné vrstvy a ta je následně pomocí tryskové lišty pokryta lepidlem. Vrstva je přejeta vyhřívaným válcem pro lepší přilnutí a proces se opakuje. Materiálem pro SDL tiskárnu může být i obyčejný kancelářský papír. Je levný, ale v průběhu času nestálý. SDL tisk je oproti jiným metodám mnohem méně přesný.

FDM

SLS

SLA

7

Typy tiskáren Tiskárny na beton Pro 3D tisk ve stavebnictví jsou zásadní tiskárny na beton, které tisknou na podobném principu jako FDM tiskárny. Beton se smíchá s vodou a je čerpán hadicí do směšovacího čerpadla. Hadice je následně připojena i k hlavě tiskárny, beton je pomocí čerpadla pod tlakem vytlačovaný a umožňuje tak tisknout požadovanou rychlostí. Tisková hlava je koncová část tiskárny, pomocí které se definuje směr tisku. Jedná se o dutý ocelový prvek, kterým je betonová směs protlačovaná. Tiskárna má 4 stupně volnosti, může se pohybovat po ose x, y, z a otáčet se kolem osy z. Tiskárny se potom dělí na rámové a bezrámové v závislosti na konstrukci.

Rámová Rámová tiskárna je tvořená rámem, který musí být větší než tištěný objekt. Je proto složitá na přepravu a náročná na prostor.

Bezrámova Na druhou stranu bezrámová tiskárna je robotické tiskové rameno namontované na pojízdném podstavci. Tiskárna je jednodušší na přepravu i prostor, a navíc pro tisk nepotřebuje ani rovný povrch.

8

Materiály Plast Plasty jsou nejběžnějším materiálem, který se v dnešní době pro 3D tisk používá. Jedná se například o ABS, PLA, PVA, PET plasty, Nylon a další řadu plastů, která nabízí různé materiálové vlastnosti.

Kov 3D tisková technologie zpracovává kovy ve formě prášku, který se následně za pomoci laserového paprsku taví. Poté je na objekt nanášený další kovový prášek a proces se opakuje. Objekt je po procesu tištění dál tepelně zpracován a je tak dokončen.

Beton Ve stavebnictví je pro 3D tisk nejrozšířenějším materiálem právě beton.

Jako i u jiných materiálů jsou u betonu důležité jeho vlastnosti jako tekutost směsi, stálost tištěného tvaru, doba lepení, pevnost nebo smršťování betonu. V dnešní době jsou vytvořeny směsi, které jsou vyrobeny až z 80 % z recyklovaných materiálů Tento materiál pro výstavbu se ale stále potýká s množstvím problémů, které mohou během tisku vznikat. Hlavním problémem je kontrola a měření fázového přechodu materiálu, tedy změny z čerstvého na vytvrzený stav, což by mohlo způsobit tvorbu tzv. studených spojů, které by snižovaly pevnost betonu kvůli jeho nedostatečnému propojení. Problém vzniká i skrze výztuže a povrchovou úpravu materiálu. Beton je omezený i z hlediska frakce kameniva, který je volen v závislosti na velikost

příklady plastových materiálů

ABS

ABS

BRONZEFILL

PLA

PET

HIPS

FLEX

ASA

PP

KARBON

NYLON

T-GLASE

RAMBOOFILL

9

Proces tisknutí Vytvoření 3D modelu 3D tiskárny tisknou na základě 3D modelu v elektronické podobě. Na vytvoření modelu je možné použití téměř jakéhokoliv 3D modelovacího programu, například BIM, CAD, Rhino. Dalším způsobem je využití 3D skeneru, který model ale často obsahuje a je třeba jej následně upravit.

Převedení do formátu pro 3D tiskárnu Vytvořený model se převede do programu, který je tiskárna schopná zpracovat, například formát STL nebo OBJ. Tento formát je čitelný pro ovládání tiskárny.

Vytvoření G-kódu Z formátu STL se musí před tiskem vytvořit samotné instrukce takzvaný G-kód, který programuje samotný pohyb motorů a trysek tisku. K vytvoření G-kódu slouží programy jako Cura, Slic3r nebo Skeinforge. Tento G-kód je následně zaslán 3D tiskárně, která model vytiskne.

Tisk modelu Tisk zprostředkovávají trysky, kterými prochází zvolený filament nebo například laser, který materiál vytvrzuje. Trysky/laser se zároveň pohybují po předem naprogramované dráze a vytváří tak skutečný 3D objekt vrstvu po vrstvě.

10

Aktuální využití 3D tisku Prototypy 3D tisk se už několik let využívá nejvíce pro vytváření prototypů různých výrobků v průmyslu.

Zdravotnictví 3D tisk se věnuje vytváření protéz a náhrad různých částí těla, například čelistí. Výhodou je že model lze snadno vytvořit přímo na míru danému pacientovi.

V poslední době se čím dál více rozvíjí i tisk celých orgánů pro transplantace. Poprvé se to povedlo s močovým měchýřem. Dnes se vyvíjí různé materiály, které by tiskly vrstvy ze skutečných buněk.

Potraviny Jedná se o tisk surovin i celých jídel. Do tohoto výzkumu investují hlavně vesmírné společnosti, které by tak mohly efektivně řešit stravování astronautů ve vesmírných programech.

V roce 2014 byla představena tiskárna, která k tisku používá čokoládu či ochucené cukrové pasty.

Zbraně a armáda První pokusy o tištěné zbraně se objevily již v roce 2012. Jednalo se o plány zbraně vytvořené aktivistickou skupinou v Americe.

První kovovou verzi pistole vytiskla americká společnost v roce 2013 O 3D tisk má zájem armáda spíš z jiného hlediska, a tím je rychlá výstavba kasárenských chat, betonových bunkrů a podobně.

Umění 3D tisk neminul ani oblast umění, kde umělci vytvářejí sochy nebo celé instalace z plastových či kovových materiálů.

Jednu takovou sochu máme i u nás. Jedná se o sochu generála Laudona v Novém Jičíně.

Stavebnictví…

11

Vývoj ve stavebnictví 1955

počátek vývoje konstrukčního 3D tisku

2000

3D tisku ve větším měřítku

2003

V roce 1955 byly vynalezeny 2 metody tisku. První metodu, která se nikdy v praxi neprokázala, vymyslel Joseph Pegny. Metoda byla zaměřena na formování písku a cementu s využitím páry k selektivnímu spojení materiálu ve vrstvách nebo pevných částech. Druhá metoda, tzv. Contour Crafting, vznikla jako alternativa k technikám 3D tisku z polymerů a kovů.

Vymyslel ji Behrohka Khoshnevise a fungovala jako vytlačování a tvarování keramiky. Ve stejném roce si ji nechal patentovat.

Khoshnevisův tým se začal věnovat 3D tisku keramických a cementových past v konstrukčním měřítku s automatizovanou integrací modulární výztuže a vestavěných instalatérských a elektrických služeb v rámci jednoho nepřetržitého procesu výstavby.

počátek vývoje konstrukčního 3D tisku Rupert Soar se se svým týmem pokusil prozkoumat potenciál pro rozšíření technik 3D tisku ve stavebnictví a jejich cílem byla realistická aplikace.

2008

vybudování rozsáhlého 3D tisku, technologie D-Shape Soarův tým zajistil finanční prostředky na vybudování rozsáhlého stavebního 3D tisku, který využíval běžné komponenty jako např. čerpání betonu. Snažili se tím zjistit, jak složitý by stroj byl, aby splňoval požadavky na stavbu.

V roce 2005 přišel Enrico Dini s technologií D-Shape, kterou si nechal patentovat. Technologie využívá práškovou techniku tryskání na ploše cca 6x6x3m původně vyvinutou na pojivý systém z epoxidové pryskyřice. Později byla upravena i pro použití anorganických pojiv a získala tak komerční využití pro řadu projektů nejen ve stavebnictví.

2008

vytvoření průmyslového robota Soarův tým, nově pod vedením Richarda Buswella, se pokusil rozšířit předchozí výzkum. Podařilo se mu patentovat technologii pro komerční aplikaci přecházející z portálové technologie na průmyslového robota.

12

3D tisk budoucnost medicíny

2013

V roce 2013 vznikla technologie FreeFAB Wax vynalezená Jamesem B. Gardinerem a Stevenem Janssenem. Technologie využívá 3D tisku velkých objemů upraveného vosku k výrobě forem pro prefabrikovaný beton, beton vyztužený skelnými vlákny a další odlévatelné nebo stříkatelné materiály. Formy jsou po použití roztaveny, vosk je přefiltrován a znovu použit.

1. skupina domů z 3D tisku v Číně

2014

Stavba 10 domů na které byly použité 3D tištěné komponenty. Jedná se o první budovy vyrobené pomocí 3D tisku.

1. kancelářská budova z 3D tisku

2016

První 3D tištěná kancelářská budova na světě vznikla v roce 2016 v Dubaji v rámci projektu Museum of the Future.

13

Stavební materiály Tisknutelná betonová směs Směs betonu určená na tisk se navrhuje s vyšším obsahem pojiva a jemného kameniva, než je u běžné betonové směsi. Má tak vyšší mez kluzu a schopnost držet daný tvar. Zároveň je důležité, aby směs fungovala pro daný stroj, kterým bude objekt tištěný. Tiskový proces vyžaduje rychlé čerpání, vytlačování, tvarovou stálost, zpracovatelnost a optimální rychlost tuhnutí. Tisknutelné směsi mají obecně nízkou dynamickou mez kluzu, což napomáhá procesu čerpání a vytlačování. Na druhou stranu jsou přímo po extruzi vysoce tixotropní. Mají tedy zvýšenou statickou mez kluzu, která zajišťuje dostatečnou únosnost, aby směs vydržela hmotnost dalších vrstev. Ideální směsi jsou vyvinuté s různými pojivy a typy jemného kameniva, mohou mít i chemické příměsi nebo další přísady, např. nanomateriály, jíly, vlákna a podobně. Různí se i poměry vody, plniva a pojiva.

U tisknutelných mixů se používá majoritně jemné kamenivo o velikosti pod 2 mm, ale není to pravidlem. Frakce kameniva se odvíjí od velikosti hlavice tiskárny, která umožňuje protlačit pouze omezenou velikost zrn.

Poměry by měly vytvářet tuhé směsi s vyšší pevností v surovém stavu. Proto se používá nižší poměr vody a pojiva (často v rozmezí 0,30–0,40) a vyšší poměr pojiva a plniva (často v rozmezí 1,2–2,0). Vyladění probíhá s použitím plastifikátorů, chemických přísad (upravující viskozitu), urychlovači a podobně. Používají se i speciální typy betonů jako pěnobeton, beton tisknutelný pod vodou nebo třeba geopolymerní beton. Pro 3D tisk jsou komplikovanější betony s přidanými vlákny, tyto směsi stále nejsou dosta-

poměr betonové směsi pojivo

voda

jemné kam.

hrubé kamenivo

vzduch

Prostý beton Samozhutnitelný beton Tisknutelný beton

14

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 %

Tepelná izolace Izolace se u 3D tištěných budov běžně integruje do dvouplášťové duté stěny, která zajišťuje veškeré statické požadavky. V současnosti se nejčastěji využívá stříkaných izolací pro dokonalé vyplnění předem vytištěného prostoru mezi plášti stěny. Na projekt 3D tištěného domu v ČR byla například využita lehčená PUR pěna s otevřenu buněčnou strukturou. U dalších typů tepelných izolací se prostor vyplňuje jinými často sypkými materiály. Například v Itálii se ekologicky využilo odpadu vznikajícího při výrobě rýže, slupek a stébel. Ve vztahu k moderní technologii tisku budov se vyvíjí i nové varianty tepelné izolace. Studio DUS v Amsterdamu takto testuje 3D tištěný dům z polymeru s tepelnou izolací založenou na principu růstu podhoubí. Základem této izolace je sláma, která se infikuje myceliem hlívy ústřičné. Houba slámou prorůstá a svým podhoubím ji propojuje, čímž vyplní prostor a stěnu zaizoluje. Studio má v plánu projekt rozšířit a vytvořit experimentální „Canal House“, vícepodlažní objekt složený z několika plastových dílů s myceliální izolací. V některých případech se tepelná izolace vůbec nepoužívá a prostor se nechává prázdný. Funguje tak jako provětrávací mezera dvouplášťové stěny.

Canal House

experimentální dům

izolace z mycelia

15

Využití ve stavebnictví Modely 3D tisk umožňuje architektům vytvářet modely v přesném měřítku mnohem rychleji v každé fázi návrhu. Na tištěných modelech se potom kromě samotné formy a zasazení do prostoru dají prověřovat i jiné věci jako například zvuk nebo stabilita. Tuto metodu využíval například Norman Foster při návrhu londýnské radnice, kde ověřoval ideální organický tvar.

Konstrukční prvky Oproti tradičním výrobním procesům nabízí aditivní metoda geometrickou flexibilitu v libovolném měřítku, což by do budoucna umožnilo vysokou optimalizaci konstrukcí. Konstruktéři by tak nebyli omezeni na předem určené jednoduché geometrie s konstantní tloušťkou po celé délce.

Kromě zvýšení efektivity v rámci využití materiálů a snížení množství odpadu bychom byli schopni dosáhnout i větší estetické kvality konstrukčních prvků, díky nezávislosti tvaru na finanční nákladech pro výrobu.

Metoda FreeFAB Do budoucna by pro specializovanou výrobu prefabrikovaných konstrukčních prvků mohla být užitečná i technologie FreeFAB. Při této metodě se pomocí 3D tisku vytváří voskové formy, do kterých se beton následně odlévá. Po vytvrzení betonu se vosk odstraní a je znovu zpracovaný a využitý pro další tisk forem. Rozměr tisku je 30×3,5×1,5 m, což umožňuje vytvářet formy velkých rozměru se složitou geometrií mnohem přesněji a rychleji, než v případě běžných technik.

modely londýnské radnice

16

FreeFAB

Mosty 1. betonový 3D tištěný most Most byl vytištěný španělskou firmou IAAC a umístěný do městského parku v Madridu. Celková délka mostu je 12 m a šířka 1,75 m. Je vytištěný z železobetonu a svým designem odráží organické vyjádření Antoniho Gaudí.

1. ocelový 3D tištěný most Most vytvořila nizozemská společnost MX3D. Tento most byl navržen v roce 2015 designérem Jorisem Laarmanem, měří 12 metrů a je umístěný na kanálu v Amsterdamu. Konstrukce mostu byla postavena pomoci šestiosých robotů z vrstev roztavené oceli. Jeho finální podobu získal až s druhým konceptem, který musel zohlednit potenciální problémy se srážkou lodí.

1. betonový most

1. ocelový most

17

Využití ve stavebnictví Budovy 1. 3D tištěné domy - WinSun domy v Číně V roce 2014 čínská společnost WinSun vytiskla 10 domů během 24 hodin. Reálně se jednalo o tisk prefabrikovaných částí domů, které pak byly převezeny, sestavovány na místě a doplněny o výztuž a izolaci, aby splňovaly požadované normy. Tiskárna využívala průmyslového odpadu, cementu a speciálního tužidla. Firma WinSun těsně na to postavila pomocí 3D tisku i pětipodlažní dům a vilu. Obě budovy jsou momentálně vystavené v průmyslovém parku Suzhou. Cílem firmy je do budoucna stavět i větší projekty, například mrakodrapy. Výrobce tvrdí, že tento proces výstavby ušetří 30 – 60 % stavebního odpadu, může zkrátit dobu výroby o 50 – 70 % a mzdové náklady snížit o 50 – 80 %. Stavba vily stála přibližně 161 000 amerických dolarů (v přepočtu zhruba 3 a půl milionu korun).

montáž

tisk

18

Budovy 1. 3D tištěný dům v ČR – Prvok Realizace prvního 3D tištěného domu v České republice proběhla v roce 2020 v Českých Budějovicích. Zároveň se jedná o 1. plovoucí tištěný dům vůbec. Dnes se tento dům o rozloze 43 m2 nachází na Střeleckém ostrově v Praze. Autorem stavby je sochař Michal Trpák s týmem architektů z ČVUT v Praze. Čistý čas tisku byl 22 hodin a bylo spotřebováno 17 tun speciální směsi. Po vytištění díly 28 dní tvrdly a následně probíhala kompletace s doděláním zelené střechy, podlah, oken, dveří a rozvodů. 3D tisk byl uplatněný i v interiéru, kde jsou z recyklovaných materiálů tištěné zásuvky, věšáky nebo i baterie v koupelně.

půdorys, řez

exteriér

interiér

19

Využití ve stavebnictví Budovy Stavba na místě 2020 – rámový tisk V roce 2020 byl v Německu poprvé vytištěný dům pomocí technologie rámového 3D tisku na místě. Dvoupodlažní dům o obytné ploše 160 m2 stojí ve městě Beckum, je určený pro jednu rodinu. Projekt byl podpořený státem a získal na svoji výstavbu dotaci 200 000 eur (v přepočtu přes 5 milionů korun).

Stavba na místě 2021 – bezrámový tisk Most vytvořila nizozemská společnost MX3D. Tento most byl navržen v roce 2015 designérem Jorisem Laarmanem, měří 12 metrů a je umístěný na kanálu v Amsterdamu. Kon

stavba rámovým tiskem

stavba bezrámovým tiskem

20

Budovy Čtvrť z 3D domů Na rok 2022 americká společnost ICON ve spolupráci s architektonickou kanceláří BIG – Bjarke Ingels Group naplánovaly projekt výstavby čtvrti o sto domácnostech vytvořených pomocí 3D tisku.

Interiér V rámci interiéru je důvod využití 3D tisku větší tvůrčí svoboda za relativně nízké náklady. 3D tisk nabízí množství materiálů a téměř neomezený design ve všech měřítkách. Pro designéry je tak mnohem snadnější experimentovat a je možné vytvářet množství personalizovaných projektů.

čtvrť z 3D tisku

stínítko

fresh bar

21

Výhody Redukce odpadu - udržitelnost Stavební metoda formou 3D tisku by mohla být do budoucna ekologickým řešením stavebního procesu. Při výstavbě pomocí 3D tisku totiž vzniká pouze zhruba 30 % stavebního odpadu, který vyprodukuje běžná stavba. Velký potenciál má i recyklace použitých stavebních materiálů.

Neomezený tvar 3D tisk rozšiřuje možnosti architektonického designu. Jde o nezávislost tvaru na finanční náročnosti stavby. Díky automatizovanému procesu není problém vytisknout složitější formy, které by při běžném způsobu výstavby byly finančně a časově náročné nebo úplně nereálné.

Ušetřený čas Jedná se v zásadě o strojovou výrobu, která může na rozdíl od běžného stavebního procesu probíhat nepřetržitě.

Nižší konstrukční náklady Vytištěné budovy mají nižší konstrukční náklady, hlavně kvůli nižší potřebě stavebního materiálu, a až 80% snížení nákladů na pracovní sílu.

Spolehlivost 3D tisk je téměř osvobozený od chyb lidského faktoru a je tak mnohem spolehlivější.

22

Nevýhody Stavební povolení Pro 3D tisk nejsou momentálně stanoveny žádné normy, problematické je splnění některých současných požadavků pro bydlení.

Materiál Množství stavebních materiálů, které se dají aktuálně využít, je omezené na konkrétní směsi betonu, plasty a kov.

Zájem architektů a stavařů Technologie 3D tisku vyžaduje jiný proces navrhování a samotný výstup.

Tradiční plány jsou pro 3D tisk nepoužitelné.

Cena tiskárny U 3D tiskáren se jedná o velmi vysoké počáteční investice v řádech desítek až stovek tisíc dolarů, což se promítne i v celkových nákladech na výstavbu.

Náročnost obsluhy Obsluha 3D tisku není z uživatelského hlediska jednoduchou záležitostí.

Redukce pracovních pozic 3D tisk nepotřebuje kromě obsluhy stroje žádnou další pracovní sílu. Rozšířením výstavby formou 3D tisku by tak došlo k výrazné redukci pracovních míst ve stavebnictví.

Možnost tisku 3D tisk nenabízí kompletní vytištění celého domu, ale pouze jeho části jako obvodové zdi, popřípadě vytištění dílů, které se potom dopraví a zkompletují na místě. Tato varianta ale opět přináší další negativa v podobě náročné přepravy.

23

Úkoly pro budoucnost Hlavní otázkou do budoucna je určitě finanční náročnost samotného stroje na 3D tisk a zájem ze strany architektů a stavařů. V současné době je právě vysoká cena 3D tiskárny hlavním výdajem při výrobě 3D tištěných budov, které tak v konečném důsledku vycházejí cenově dráž, než při tradiční výstavbě.

Právě cenová atraktivita v kombinaci s ekologickou stránkou věci by mohla vzbudit i zájem ze strany architektů a stavařů. I když je 3D tisk ve stavebnictví poměrně často řešeným a opěvovaným tématem již více než 15 let, jedná se stále o moderní technologii, které rozhodně nepropadne každý. Architekti, kteří se rozhodnou vydat touto cestou, budou stále průkopníci a budou se muset odprostit od všech zavedených postupů, které se ve škole i v praxi naučili. Zároveň se budou setkávat s problémy ze strany materiálové kvality a nedostatečné legislativy v oblasti 3D tisku. Překonáním současných překážek se v budoucnu možná dostaneme k tomu, že 3D tisk bude běžnou součástí výstavby, budeme se pak ale potýkat s dalšími do té doby neřešenými hrozbami například ve formě kybernetických útoků.

24

Zdroje Studie 3D Concrete Printing in Architecture Marjolein P.A.M., 2017 Eindhoven University of Technology 3D Printing in Architecture, Engineering and Construction Dr. Ahmed Saleh Abd Elfatah, 2019 Helwan University 3D Printing in Architecture: One Step Closer to a Sustainable Built Environment Figen Beyhan, Semra Arslan Selçuk, 2018 Gazi University 3D Printing in Construction: Benefits and Challenges Lotfi Romdhane, Sameh M. El-Sayegh, 2020 American University of Sharjah 3D Concrete Printing: A Systematic Review of Rheology, Mix Designs, Mechanical, Microstructural, and Durability Characteristics

Atta Ur Rehman, Jung-Hoon Kim, 2021

Yonsei University

Odkazy https://www.makerbot.com/stories/design/3d-printing-materials/ https://cs.wikipedia.org/wiki/3D_tisk https://www.materialise.com/cs/manufacturing/technologie-materialy-a-dokoncovaci-upravy/3d-tisk-kovu https://www.profi-filaments.sk/cz/pruvodce-materialy https://josefprusa.cz/o-3d-tisku/ https://www.borntoengineer.com/worlds-first-3d-printed-footbridge https://www.dezeen.com/2018/10/22/worlds-first-3d-printed-steel-bridge-completed-mx3d-technology/ https://www.youtube.com/watch?time_continue=48&v=VWIfleUSVyw&feature=emb_title&ab_channel=IAAC https://iaac.net/project/3d-printed-bridge/ https://www.researchgate.net/figure/3D-models-of-London-City-Hall-27_fig5_324063338 https://www.dezeen.com/2014/04/24/chinese-company-3d-prints-buildings-construction-waste/ https://zpravy.aktualne.cz/ekonomika/prvni-cesky-dum-z-3d-tiskarny-je-na-svete-kotvit-bude-na-str/ r~712f80bab09611ea80e60cc47ab5f122/ https://www.archiweb.cz/b/3d-tistena-budova-prvok https://www.iconbuild.com/updates/icon-and-lennar-to-build-largest-neighborhood-of-3d-printed-homes-codesigned https://www.archdaily.com/search/all?q=3D%20printed&page= https://www.archdaily.com/963398/design-with-digital-technology-3d-printing-opens-new-possibilities-in-china/60c87daaf91c81f915000142-design-with-digital-technology-3d-printing-opens-new-possibilities-in-china-image https://www.re-thinkingthefuture.com/rtf-fresh-perspectives/a1795-10-instances-of-3d-printing-in-interior-design/ file:///C:/Users/ASUS/Downloads/BuchananandGardner2019-Metal3Dprintinginconstruction-areview.pdf http://www.thedecorativesurfaces.com/en/3d-printing/ https://www.dezeen.com/tag/dus-architects/ https://www.greenbuildingadvisor.com/article/are-printed-houses-in-our-future https://www.icynene.cz/cs/produkty/h2foam-lite https://www.vibeizol.cz/kanadske-zatepleni/, https://www.mediamatic.net/nl/page/223022/insulating-a-3d-print-house https://houseofdus.com/work/#project-3d-print-canal-house, http://www.rhinecapital.com/3d-print-canal-house/ https://www.dezeen.com/2019/02/27/gaia-wasp-3d-printed-house-biodegradable-video/

25

26