Témata
Zdroj: ČVUT

3D tisk betonových staveb

Vědecké týmy z Technické univerzity v Liberci (TUL) a z Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT) společně představily 24. června funkční zařízení pro 3D tisk stavebních prvků z cementových směsí. Projekt 3D Star, jehož garantem je TUL, si klade za cíl vyvinout robotické rameno, které bude možné jednoduše dopravit na stavbu a vytisknout s ním i několikapatrové budovy přímo na místě.

Ivan Heisler

V redakci časopisu MM Průmyslové spektrum zastává pozici odborného redaktora. Vystudoval obor Stavební údržba a rekonstrukce tratí na Vysoké škole dopravy a spojů v Žilině. Po ukončení studia pracoval jako projektant ve Státním ústavu dopravního projektování, poté jako redaktor odborných publikací pro uživatele osobních počítačů a jako šéfredaktor časopisu Počítač pro každého. Do MM Průmyslového spektra nastoupil v roce 2021.

Reklama

Cílem je sestrojit robotické rameno, které bude operovat s tiskovou hlavou v rámci válcového prostoru o průměru 11 m a výšce jednoho podlaží, dokáže opsat libovolnou křivku a vytvořit svislé i vodorovné konstrukce. Lehký mobilní robot bude schopen se přemísťovat po staveništi a postupně dokáže „vytisknout“ stavbu daleko větší, než je sám. Roboty budou moci pracovat i v koordinovaných dvojicích či větších skupinách. Jméno budoucího robotu je Printing Mantis. Tento název odkazuje na podobnost tvaru robotického ramene s přední končetinou kudlanky nábožné, jejíž anglické jméno je praying mantis.

Reklama
Reklama
Reklama

Testovací zařízení s mobilní tiskovou hlavou

Liberecká univerzita dodala do projektu tiskovou hlavu a testovací tiskové zařízení. Vyvíjí také robotické rameno, které ponese další generace tiskových hlav. Testovací zařízení s mobilní tiskovou hlavou bylo převezeno do prostor Kloknerova ústavu ČVUT v Praze, kde probíhá tisk vzorků a jejich testování. Míchací a tiskový systém dokáže kontinuálně vytisknout betonový objekt o půdorysné velikosti 3 × 1,5 metru vysoký přibližně 1 m.

Zkušební 3D tisk stavebních prvků z cementových směsí probíhá v Kloknerově ústavu ČVUT v Praze. (Zdroj: autor)

Vývoj směsí a výztuže

Vědci z Kloknerova ústavu navrhují vhodné cementové směsi s plastifikátory a urychlovači tuhnutí, optimalizují konzistenci směsi a navrhují vhodnou rychlost tisku. Specialisté z oblasti materiálového inženýrství zároveň testují vytisknuté vzorky z hlediska maximálních zatížení, materiálových parametrů a trvanlivosti. Ve vývoji jsou také způsoby vyztužování pro zvýšení pevnosti v tahu. Týmy odborníků pracují na návrhu betonů s příměsí kovových nebo polypropylenových vláken, jež tvoří rozptýlenou výztuž.

Zařízení pro 3D tisk stavebních prvků z cementových směsí dokáže kontinuálně vytisknout betonový objekt o půdorysné velikosti 3 × 1,5 metru vysoký přibližně 1 m. (Zdroj: ČVUT)

Projekt a jeho pokračování

Stávající projekt, jehož poskytovatelem je ministerstvo školství, byl zahájen v roce 2018 a skončí v roce 2022. V rámci výzvy předaplikačního výzkumu, na který TUL získala dotaci přes 72,5 milionů korun, mají vědci ověřit hlavní principy fungování robotického ramene a jeho součástí a vytvořit funkční modely částí robotu, v tomto případě tiskové hlavy, a pořídit a ověřit mají i vzorky tištěných stavebních konstrukcí. Více informací o projektu najdete na jeho internetové stránce.

Reklama

Hlavním garantem projektu je Petr Zelený z TUL, Fakulty strojní.  Petr Zelený naznačuje další postup: „Pro dokončení skutečného zařízení pro tisk budov budou potřeba další prostředky. Očekáváme návaznost na Operační program Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost. Pro pokračování dobře nastartovaného vývoje je nezbytné najít ekonomicky silného průmyslového partnera, který vidí v této technologii budoucnost.“

Aby mohli výsledky předaplikačního výzkumu uplatnit v praxi, hledají teď vědci partnery z oblasti průmyslu. Potřebují stavební firmu nebo výrobce stavebních strojů, kteří by novou technologii chtěli využít, a také výrobce robotů, s nímž by mohli spolupracovat na vývoji a výrobě robotického ramene vhodného pro nasazení v reálném provozu.

Firmy
Související články
Příklady táhnou:
Krásné, velké, chytré domy

Olympijský stadion v Londýně – London Stadium, West Ham United s kapacitou 45 000 diváků – byl po rozsáhlé transformaci slavnostně otevřen v září 2015. Od té doby se zde odehrály zápasy mistrovství světa v ragby a další sportovní i kulturní události, například koncert Rolling Stones. Zajímavou i nádhernou střechu stadionu navrhl český architekt, absolvent FA ČVUT, Vladimír Mašínský. Jeho životní vášní jsou však nejen sportovní stadiony, ale obecně velké, chytré budovy.

Made in Česko – Věž pro Svatou zemi

Píše se letopočet 2017 a pro další rok se chytají dvě významná výročí – 100 let od založení Československa a 70 let od založení státu Izrael. Jak lépe přispět k oslavám obou těchto událostí, tvořících historii, než vybudováním výjimečné české stavby, která by ozdobila historické hlavní město Svaté země – Jeruzalém?

Využití výrobků z recyklovaných plastů

Plastové odpady a jejich využití je v současné době velmi diskutovaným tématem. Očista naší země je velice důležitá, protože spousta plastového odpadu končí na skládkách a ve vodách oceánů. Proč tento odpad nezpracovat v rámci recyklace na smysluplné výrobky?

Související články
Výuka a výzkum aditivních technologií

Inovativní výrobní technologie nacházejí své místo také v technickém vzdělávání. Do svých osnov je dříve či později zakomponovaly všechny technické vysoké školy. Avšak pořízení nákladných technologií se neobejde bez podpory ze strany průmyslového výzkumu. Na Fakultě strojní ČVUT v Praze nyní disponují úplně novým zařízením M2 cusing pro výrobu dílů metodou DMLS německého výrobce Concept Laser, dnes působící pod značkou GE Additive. Stroj dodala společnost Misan a technologie slouží primárně pro výzkum v leteckém průmyslu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Český manažer, technolog i dobrodruh

Jan Jakoubek je poměrně netypickým příkladem člověka, kterého lze s jistou nadsázkou nazvat „self made man“. A to i přesto, že jeho kariéru spoluutvářely i odborné školy a univerzity, včetně pražské ČVUT.

Cyklické zkoušky pro reálnější simulace

Životnost, trvanlivost, odolnost, ale i třeba degradace jsou důležitými pojmy, pokud se bavíme o životním cyklu jakékoliv součásti. Kupující nebo odběratel požaduje záruky, že právě obdržený díl, zařízení či konstrukce bude fungovat předem stanovenou dobu, navíc je-li ve hře také otázka bezpečnosti. Udělení certifikace či určení doby trvanlivosti často předcházejí různé zkoušky. Důležitou skupinou z nich jsou urychlené korozní zkoušky. Nejen jimi se v úzké spolupráci s průmyslem zabývají ve vědecko-technickém parku v Kralupech nad Vltavou.

Interdisciplinární studentské projekty

Profesor Stanislav Hosnedl před dvanácti lety přišel s ideou realizace týmových studentských konstrukčních a designérských projektů. Z původní studentské akce na Fakultě strojní ZČU v Plzni se rozrostla spolupráce napříč čtyřmi zdejšími fakultami, dvěma zahraničními univerzitami a patnácti tuzemskými a zahraničními firmami. Celým tímto vším prošlo při řešení 36 témat na 980 studentů. Letošní dvanáctý ročník byl opět v celé řadě aspektů výjimečný.

O materiálovém inženýrství pro strojírenství

Ve srovnání s tradičním strojním inženýrstvím vzniklo materiálové inženýrství jako vědní a studijní obor před poměrně krátkou dobou. Zkušenosti ukazují, že jeho podstata není části technické veřejnosti a zejména mnohým studentům strojního inženýrství zcela jasná. To je i možnou příčinou, že počet materiálových inženýrů neodpovídá potřebám strojírenského průmyslu. Materiálové inženýrství se přitom zásadním způsobem podílí na modernizaci a konkurenceschopnosti strojírenských výrobků a zařízení, zvyšování efektivnosti jejich výroby a snižování energetické náročnosti jejich provozu.

Aditivní technologie (nejen) v leteckém průmyslu

3D tisk, neboli aditivní výroba, v dnešních dnech zažívá opravdový boom. Většina firem technického zaměření, které jsou na špičce v oblasti inovací, tuto technologii vlastní, nebo alespoň externě využívá. Obdoba této technologie však není v přírodě nová, ani nijak výjimečná.

Aditivní technologie pro Průmysl 4.0

Výrobní stroje pracující na principu aditivních technologií si generují samy vlastní výrobní strategii a dráhy. Nepotřebují zvláštní přípravu výroby. Ta spočívá pouze v umístění výrobku do výrobního prostoru stroje.

Inženýrská akademie ve slavnostním

Na konci listopadu se tradičně koná slavnostní zasedání Inženýrské akademie ČR v Betlémské kapli, jehož součástí je koncert klasické hudby, kterému předchází předávání jmenovacích dekretů nově zvoleným členům akademie, předávání Ceny IA za nejlépe hodnocený příspěvek ve vědeckém titulu MM Science Journal a Ceny IA v kategorii za vynikající technický projekt, dále pak předávání cen Nadačního fondu ČVUT Stanislava Hanzla pro nejúspěšnější studenty všech fakult univerzity. A letos v rámci ocenění došlo i na jedno překvapení…

Studentské práce oboru obráběcích strojů a technologií

V rámci programu odborného semináře pořádaného začátkem února 2022 Technologickou platformou strojírenská výrobní technika ve spolupráci s Ústavem výrobních strojů a zařízení při FS ČVUT v Praze a Společnosti pro obráběcí stroje byly technické veřejnosti představeny diplomové a disertační práce oboru obráběcích strojů a strojírenské technologie nominované do soutěže o nejlepší studentské práce každoročně pořádané společností SpOS.

Zájem o technické obory stále upadá

Přestože náš běžný život stále více závisí na technologiích, nedokážeme své děti motivovat pro studium technických oborů a ty dlouhodobě klesají. Nepříznivý trend chce zvrátit globální program Samsungu pro mladé – Solve for Tomorrow. Do prvního ročníku jeho české verze se přihlásily tři desítky středoškolských týmů.

Co zaměstnavatelé očekávají od příští vlády?

Svaz průmyslu a dopravy ČR v průběhu prázdninového období představil zástupcům všech politických stran (vyjma sociálním demokratům, kteří o to neprojevili zájem) prioritní oblasti pro podporu ekonomiky a životní úrovně, na které by se měla zaměřit budoucí vláda. Od ní mj. očekává, že připraví zemi k přechodu na nízkoemisní ekonomiku a dobře využije předsednictví v Radě Evropské unie. 

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit