Technologie 3D tisku původně začala u plastových modelů a v současnosti se rozšířila mezi takové množství materiálů, že už lze tisknout třeba i budovy či lidské orgány. Klasický betonový most vytvořený 3D tiskem by tedy nebyl příliš velkou novinkou. Ostatně o jednom jsme psali už před několika měsíci. Dosud tady ale nebyl tisknutý most vyrobený z plastu a přesně takový chtějí vytvořit tři nizozemské firmy Royal HaskoningDHV, DSM a CEAD.

První se zaměřuje na inovativní inženýrství, druhá na práci s polymery a třetí na 3D tisk, jak píše magazín 3DPrint.com. Cílem jejich spolupráce je most pro chodce s nízkou váhou, nenáročnou údržbou, dlouhou životností a co nejmenším dopadem na životní prostředí. Pomoci v tom má tiskárna CFAM Prime od CEAD, schopná tiskem vláken pod kontinuální zátěží vytvářet komponenty zesílené sklem nebo uhlíkem o rozměrech až 4 × 2 × 1,5 metru.

Využití plastu pro tisk mostu není pouhým experimentem s netypickou látkou. Kombinace dané techniky a materiálu má z hlediska konstrukce i procesu stavby potenciál nabídnout zcela nový způsob vyrábění mostů a dalších struktur. Polymery zesílené uhlíkovými vlákny mohou být použity pro mnoho různých účelů a rozvoj jejich integrace tak může mít velký vliv.

Foto: HaskoningDHV

Detail mostu tisknutého na 3D tiskárně

Tisk polymerů se ve stavebnictví používá už v současnosti, většinou však pouze pro tvorbu forem, do nichž se následně lije beton, tedy hlavní materiál struktury. Ten má kromě poměrně vysoké pevnosti, spolehlivosti a nízké ceny také mnoho nevýhod jako velmi vysokou váhu a konstrukční netransparentnost výsledných struktur, což ztěžuje jejich dlouhodobou údržbu.

Plast zesílený uhlíkovými vlákny oproti tomu umožňuje vznik lehkých a zároveň velmi pevných struktur, které navíc mají potenciálně podstatně delší životnost než betonové mosty.

„Tato spolupráce způsobí změnu paradigmatu v tom, jak přemýšlíme o formě a funkcionalitě u mostů. Plastové mosty zesílené vlákny  jsou známé svojí dlouhou životností a celkově nižšími náklady ve srovnání s ocelovými mosty. Teď budeme používat novou technologii 3D tisku, která nám umožní sériovou výrobu těchto plastových částí zesílených vlákny,“ vysvětluje Maurice Kardas z Royal HaskoningDHV.

Foto: DSM

3D tiskárna tisknoucí z polymerů

Plastové mosty ve srovnání s ocelovou a betonovou tradicí překvapivě představují také menší zátěž na životní prostředí. Beton totiž generuje velké množství znečištění a projekt tří nizozemských firem představuje možnost, jak ho nahradit recyklovatelnými materiály jako Arnite od DSM.

Zpracování materiálů z polymerových mostů na konci jejich života ale momentálně stále stanoví prostor pro výrazný vývoj. Mohl by například vzniknout proces, který pro konstrukci mostů a stavebních částí využívá recyklované polymery.

Nakonec už zmíněnou výhodou tisknutého plastového mostu má být jeho jednoduchá údržba. Ta vychází jednak z trvanlivosti samotného materiálu a jednak konstrukce, jež umožňuje integraci mnoha senzorů. Díky nim lze vytvořit totožné digitální dvojče modelu a mít tak dokonalý přehled o jeho proměnlivé zátěži a potřebě údržby. To zvýší jednak bezpečnost a díky transparentnosti funkce také životnost struktury.