3D tisk betonu v praxi: studenti FAST VUT ovládli mezinárodní stáž ve Francii

Studenti Fakulty stavební VUT se v rámci programu Erasmus+ zúčastnili mezinárodního BIP kurzu zaměřeného na 3D tisk betonu. Ve Francii si během intenzivní dvoutýdenní stáže vyzkoušeli celý proces výroby – od návrhu udržitelných betonových směsí přes digitální modelování až po robotický tisk vlastního sloupu. Zkušenosti získávali po boku studentů a odborníků z několika evropských univerzit.

Technologie 3D tisku ve stavebnictví přitahuje stále větší pozornost odborníků i veřejnosti. Nabízí rychlejší výstavbu, efektivnější využití recyklovaných materiálů a možnost snižovat environmentální dopady stavebnictví. Právě těmto tématům se věnoval mezinárodní vzdělávací kurz „Print to Build: Explore 3D Concrete Innovation“, realizovaný formou Blended Intensive Programme (BIP) v rámci programu Erasmus+.

Do programu se zapojila také čtveřice studentů Fakulty stavební VUT: Markéta Kořínková, Tomáš Kostka, Ondřej Kotačka a Vojtěch Rudický. Akademicky kurz koordinovala francouzská instituce ESTP ve spolupráci s Polytech Orléans. Do projektu byly vedle FAST VUT zapojeny také univerzity Technische Universität Braunschweig z Německa a West Pomeranian University of Technology z Polska.

Program kombinoval online přípravu s dvoutýdenní fyzickou mobilitou ve Francii. První týden studenti strávili teoretickou průpravou v kampusu ESTP v Cachan u Paříže, druhý v laboratořích Polytech Orléans. Součástí programu byla také návštěva památek a společnosti emPrinte, která se specializuje na technologie 3D tisku.

Od návrhu směsi k 3D tisku

Kurz stavěl na intenzivním propojení teorie a praxe. Studenti pracovali v mezinárodních týmech a prošli kompletním procesem návrhu: od vývoje betonové směsi až po výrobu finálního produktu pomocí robotického ramene.

Hlavním úkolem bylo navrhnout betonovou směs s co nejnižším dopadem na životní prostředí a z ní poté vytvořit co nejvyšší sloup splňující požadované pevnostní parametry. „Studenti se učili nahrazovat klasický cement ekologickými alternativami a pracovali také s recyklovanými materiály jako je betonový prach nebo popel z uhelných elektráren. Součástí návrhu bylo i hodnocení uhlíkové stopy a posouzení životního cyklu materiálu,“ vysvětluje Libor Topolář z Ústavu fyziky FAST VUT, který studenty na stáž doprovázel.

V laboratořích studenti následně navrhovali tiskové dráhy, simulovali pohyby robotického ramene, a nakonec tiskli i samonosné betonové pilíře. Tvar přitom neplnil pouze estetickou funkci – zvlnění stěn charakteristické pro 3D tisk sloužilo i jako konstrukční zpevnění.

Méně cementu, více recyklace

Jedním ze studentů, kteří se programu zúčastnili, byl Vojtěch Rudický z prvního ročníku magisterského programu Environmentálně vyspělé budovy. Jeho týmu se podařilo nejvýrazněji snížit emisní stopu a minimalizovat tak dopad na životní prostředí. „Zadání nás vedlo k omezení množství cementu až o polovinu,“ říká Rudický.

Při návrhu směsi tým využíval mimo jiné recyklovaný betonový prach. Důležitou roli podle něj nehrály pouze vlastnosti použitých materiálů, ale i jejich dostupnost. „Ekologická zátěž není jen samotná výroba. Člověk musí přemýšlet i nad tím, odkud materiály pocházejí a zda se nemusí převážet přes půl Evropy,“ doplňuje.

Za jednu z největších výhod technologie považuje možnost optimalizovat materiál podle konkrétního využití. „Když víme, jakého zatížení chceme dosáhnout, dá se navrhnout betonový mix na míru,“ vysvětluje. Vedle environmentálních přínosů vidí potenciál i v samotném způsobu výstavby. „Výhodou 3D tisku je, že tam prakticky není tvarový limit. Dá se vytvářet téměř jakákoliv geometrie, my jsme třeba vytvořili sloup ve tvaru hvězdy. Navíc odpadá část lidského faktoru – člověk celý proces už jen kontroluje,“ dodává Rudický.

Košíkový vzor, který zaujal porotu

Do programu se zapojila i Markéta Kořínková, studentka třetího ročníku bakalářského programu Architektura pozemních staveb. Dosud se věnovala spíše modelování staveb. Stáž jí umožnila lépe porozumět i materiálovým souvislostem. „Ve škole trávíme hodně času teorií a estetickou stránkou staveb. Při návrhu materiálu jsem pochopila, jaké vlastnosti musí směsi splňovat. Rozšířilo mi to obzory,“ popisuje.

Výsledek Markétina týmu odbornou porotu nejvíce zaujal po estetické stránce. „Trasa tiskové hlavice se pohybovala ve vlnách, takže výsledný povrch připomínal pletený košík. Nebylo to jednoduché, protože jednotlivé vrstvy na sobě nemusí vždy dobře držet. Nakonec se nám ale podařilo návrh úspěšně vytisknout,“ vysvětluje Kořínková.

Za největší přínos však považuje možnost navázat kontakty a navnímat fungování zahraniční praxe. „Většinu času jsem strávila diskusemi s vyučujícími a získáváním kontaktů. To může být důležité pro další stáže nebo budoucí spolupráci,“ říká.

Přínos pro studenty i fakultu

Studenti si z Francie kromě zkušenosti s prací v mezinárodních týmech, obhajobou technických řešení v angličtině a nových profesních kontaktů odvezli především hmatatelnou znalost technologie, která může v budoucnu zásadně proměnit podobu stavebnictví.

„Získaná ocenění a pochvaly od francouzských kolegů potvrzují, že výuka na Fakultě stavební VUT drží krok s nejmodernějšími evropskými trendy,“ uvádí Libor Topolář.

Neopomenutelný přínos však měla stáž také pro fakultu jako celek. „Zkušenosti z oblasti robotického 3D tisku a pokročilé diagnostiky, které si studenti z Francie přivezli, by měly být bezprostředně integrovány do našich studijních programů. Výrazně tím posílíme propojení výzkumu a výuky,“ uzavírá.

Zdroj: FAST VUT

Témata

Související články:
Jiří Sázel: „Za 18 let působení v Himálaji už pro mě není problém na každém rohu v Ladakhu potkat nějakého člověka, kterému naše činnost změnila život.“
Data z družic, senzorů a meteostanic – chytrá aplikace pomáhá farmářům po celém světě lépe hospodařit
Patentovaný systém z VUT na proplachování kanalizace bude pomáhat v Evropě
Mikroplastů v pitné vodě bude přibývat
Přirozeně klikaté potoky mohou pomoci při povodních, popisuje úspěšná absolventka FAST VUT