Skanska pionierem dzięki okładzinie wydrukowanej w 3D

Biurowiec wybudowany przez firmę Skanska w Londynie stał się pionierem w branży poprzez wyjście z drukiem 3D z laboratorium i zastosowanie go w prawdziwym środowisku projektowym. Inwestycja 6 Bevis Marks szczyci się specjalnymi osłonami okładzinowymi nazywanymi „shroud” (dosł. „całun”) wydrukowanymi w 3D dla najwyższego odcinka drzewiastych słupów stalowych podtrzymujących dach wykonany z ETFE na dachowym tarasie budynku. Całuny dostarczono na plac budowy w zeszłym tygodniu i zostały zamontowane przez firmę Skanska w tym tygodniu. – Jesteśmy niezmiernie podekscytowani, gdyż po raz pierwszy zastosowaliśmy tę technologię – opowiada kierownik projektu w Skanska i mistrz innowacji, Jonathan Inman. – Obecnie rozmawiamy z innymi klientami na temat innych możliwości związanych z drukiem 3D. Szef działu innowacji w firmie Skanska, Sam Stacey, dodał: – Właśnie tym się bardzo interesujemy, wyszukujemy okazje i korzystamy z nich na bieżąco. W budynku Bevis Marks druk 3D okazał się idealnym rozwiązaniem kłopotliwej kwestii technicznej. Osiem różnych złożonych styków pomiędzy dachem i słupami pierwotnie przewidziano jako węzły ze staliwa, ale pracownicy firmy Skanska spodziewali się znacznych kosztów i trudności. Rozważano alternatywnie opcje z wykorzystaniem spawania czy płyt ze splotem, ale nie spełniały onestandardów estetyki architekta Fletchera Priesta. Ponieważ za pakiet zawierający dach wykonany z ETFE odpowiadała specjalistyczna spółka Vector Foiltec, jej konsultant Adrian Priestman szukał rozwiązania wykraczającego poza dotychczasowe ramy kompetencji w branży.Osłony wydrukowane w 3D przez Quickparts (po prawej) ukrywają styki podpór dachu wykonanego z ETFE. (Zdjęcie: magazyn Construction Manager)

W listopadzie ubiegłego roku Priestman zwrócił się do firmy Quickparts, dawniej CRDM, z siedzibą w High Wycombe, która „drukuje” zindywidualizowane komponenty w małych – średnich seriach dla branży kosmonautyki, obrony i usług medycznych. Regionalny kierownik sprzedaży, Simon Hammond, opowiada, że w Quickparts po cichu opracowywano innowacje, podczas gdy inni tylko głośno dyskutowali. – W wiadomościach czy w BBC widzimy konsumencką stronę druku 3D, czyli maszyny przeznaczone do użytku domowego lub w biurze. Tymczasem my jesteśmy biurem komercyjnym, drukujemy części dla ludzkiego ciała, elementy do samolotów czy Formuły 1, i to nie są prototypy. Ludzie zaczynają stosować druk 3D ze względu na jego zalety.– Przeznaczeniem druku 3D nie jest zastąpienie tradycyjnej produkcji, ale faktycznie podnosi pułap opłacalności produkcji. Zaczyna być brany pod uwagę, kiedy koszty niewielkich serii produktów [z wykorzystaniem tradycyjnej produkcji] są barierą nie do pokonania. Biurowiec Bevis Marks był idealnym kandydatem do zastosowania druku 3D ze względu na złożoność i brak powtarzalności w projekcie. – Biorąc pod uwagę osiem różnych iteracji, w innego rodzaju produkcji koniecznych byłoby osiem różnych form, ale my wyprodukowaliśmy osiem wyjątkowych całunów [okładzinowych], zgodnie ze specyfikacją CAD. Firma Quickparts zastosowała maszynę do selektywnego spiekania laserowego (SLS), która stapia warstwy sproszkowanego Nylonu PA 12, tworząc złożone kształty. – Pobraliśmy plik CAD od architekta, następnie „pokroiliśmy” go na warstwy grubości 0.1 mm. Laser operuje nad ruchomą platformą, więc śledzi jeden plaster warstwy poprzez przyłożenie wystarczającego ciepła na nylon, aby go stopić. Następnie platforma przesuwa się o 0,1 mm, pracownik nakłada więcej proszku i buduje produkt warstwa po warstwie – opisuje Hammond. Osiem węzłów okładzinowych, które nazwano „całunami” (shrouds), wydrukowano w różnych odcinkach.

Proces ten trwał w sumie około trzech tygodni, a następnie odcinki te połączono. Na koniec nylonowe osłony o szer. 600 mm i wysokości 800 mm wykończono i pomalowano tak, by przypominały stal. Ponieważ produkt nie obejmował żadnych tradycyjnych gwarancji, pracownicy firmy Skanska oraz zespoły projektowe i klienta oczywiście mieli zastrzeżenia. – Materiału tego jeszcze nie zastosowano w środowisku zewnętrznym, potrzebowaliśmy trwałości eksploatacyjnej od 10 do 20 lat, a ponadto były kwestie związane ze stykami – wyjaśnia Inman. Quickparts i Vector Foiltec zleciły przyśpieszone badanie ekspozycji celem symulacji deszczu, promieni słonecznych i ciepła w otwartym atrium, a osłony wykazały dobrą wytrzymałość. Pracownicy Vector Foiltec wtedy osiągnęli taką pewność, że ujęli osłony w ogólnej gwarancji na dach. – Architekci naprawdę mieli obawy, ale przekonali się, że technologię tę nieźle przetestowano w innych branżach, a firma Quickparts zajmowała się testami w odpowiedni sposób – opowiada Inman. Według Hammonda w Quickparts panuje optymizm, że biurowiec Bevis Marks może otworzyć drzwi dalszym pracom w budownictwie, ale nie w zastosowaniach konstrukcyjnych. – Teraz mamy pewność, gdyż potwierdzono, że ten materiał jest w porządku. Mamy certyfikat i dowody. Zdajemy sobie sprawę, że jest to ważna sprawa dla klientów branży budownictwa. Oprócz nylonu Quickparts może też drukować za pomocą szerokiej gamy tworzyw sztucznych i metali, w tym stali nierddzewnej 316 i stopu chromo-kobaltowego. Hammond dodaje, że dzięki SLS „można wypełnić sporo luk na rynku”. – Poprzez produkcję redukcyjną traci się nawet 90% materiału, ale my wykorzystujemy tylko taką ilość materiału, której potrzebujemy.

Galeria zdjęć:

1