Jak druk 3D sprawdza się dziś w architekturze i designie?

Drukarki 3D wykorzystywane są w procesie prototypowania, jednak coraz częściej przy ich użyciu mogą powstawać też finalne produkty. Technologia znajduje zastosowanie w wielu branżach, ale nadal wzbudza silne emocje. Jak druk 3D sprawdza się dziś w architekturze i wzornictwie? Czy to tylko modny gadżet, a może już prawdziwy przełom?

Początki druku 3D datowane są z początkiem lat 80. XX wieku. Techniki przyrostowe (bo taka jest nazwa wytwarzania przedmiotów za pomocą drukarek 3D) w XXI wieku przeżywają swój rozkwit. - W latach 80. zeszłego wieku druk był domeną specjalistów obsługujących duże, przemysłowej klasy urządzenia. Aby wydać własną gazetę czy książkę trzeba było zatrudnić specjalistów od składu, druku, introligatorstwa etc. W końcu drukarki 2D stały się na tyle wydajne, ekonomiczne i proste w obsłudze, że na małą skalę mógł to robić każdy w swoim domu. Dziś drukarki 3D są na tej samej drodze jaką pokonywały ich dwuwymiarowe odpowiedniczki - przekonuje Rafał Tomasiak, prezes firmy Zortrax. Jego zdaniem technologia 3D nie jest już zarezerwowana dla światowych liderów. Z doświadczenia Tomasiaka wynika, że z powodzeniem stosują ją także małe pracownie, bo zwyczajnie zaczęło się to opłacać w architekturze i wzornictwie.

Powrót do korzeni

Drukarkę 3D od kilku lat ma znany polski projektant Krystian Kowalski. Jest z niej tak zadowolony, że zastanawia się nad kupnem kolejnej. Co może brzmieć nieco zaskakująco, jego zdaniem technologia 3D pozwala na powrót do bardziej tradycyjnego procesu projektowego, który kiedyś opierał się na stworzeniu „fizycznego” modelu, na podstawie którego, po licznych modyfikacjach powstawał finalny produkt. Na przestrzeni czasu, modele zaczęły być zastępowane przez tańsze i szybsze komputerowe wizualizacje. - Cieszę się, że w pewnym sensie wracamy do korzeni. Jest wielka wartość dodana z obejrzenia i oceny projektu na wydrukowanym modelu. Po pierwsze pomaga to w ocenie samego projektu pod kątem estetycznym i wykonawczym, jest przydatne również przy prezentacji projektów potencjalnym klientom – nawet przy doskonałej wyobraźni przestrzennej. Nic nie zastąpi możliwości obejrzenia rzeczywistego przedmiotu, na pewno taki model ułatwia decyzję o wyborze konkretnego rozwiązania - opowiada Krystian Kowalski, projektant, właściciel biura projektowego Krystian Kowalski Industrial Design.

"Makieciarz" do lamusa?

Technologię druku 3D wykorzystują coraz chętniej architekci w tworzeniu makiet i modeli budynków. Budowa takich modeli jest zadaniem wymagającym niebywałej precyzji. Makieta powinna idealnie oddawać proporcje i kształt pełnowymiarowych budynków, dlatego wszystkie wymiary muszą się zgadzać do dziesiątych części milimetra. - Pozwala ona zweryfikować zamierzenia projektowe i zidentyfikować problemy, które mogą być wyzwaniem dla wykonawców i architektów przy budowie. Makieta powstająca w druku 3D jest znacznie bardziej efektywna czasowo, w porównaniu z tradycyjnymi metodami - zaznacza Jocelyn Fillard, dyrektor ds. architektury i partner w SUD Polska.

Jednak Fillard zauważa też pewne ograniczenia druku 3D. - Dziś największym ograniczeniem druku 3D jest jakość wykonania. Jest to połączenie nakładanych na siebie warstw, które nie łączą się płynnie ze sobą i pozostają widoczne. Znacznie osłabia to atrakcyjność wizualną budynku. Widzimy jednak znaczną poprawę – jeszcze kilka lat temu ta technologia wykonania makiet była dużo droższa a jakość pozostawiała wiele do życzenia. Obecnie cena jest bardziej przystępna, a jakość wykonania makiet znacznie lepsza - twierdzi Fillard. Prezes Zortraxu, który od wielu lat obserwuje branżę i wypuszcza na rynek kolejne drukarki 3D widzi duże zmiany jakie nastąpiły w przeciągu kilku lat. - Kiedyś architekci mieli zwyczaj odrzucania modeli nawet przy najmniejszej niedokładności, drukarka 3D jako narzędzie modelowania w architekturze wyglądała niezbyt przekonująco. Dziś wydruki mają powtarzalną, wysoką jakość, a naszą drukarkę może obsługiwać każdy z pracowników. Nie potrzeba też wyspecjalizowanego personelu technicznego, którego wyłącznym zadaniem była konfiguracja drukarek. Nie trzeba również zlecać druku firmom zewnętrznym, które życzyły sobie za usługę sporo pieniędzy - zauważa Tomasiak. Ale wszystko ma dwie strony medalu. Bo jeszcze 10 czy 20 lat temu specjalizacja w zakresie realizacji makiet architektonicznych mogła być profesją. - Niemal każdy architekt realizował makiety, by przedstawić swój projekt. Modelowanie 3D zdecydowanie uprościło proces projektowy, a zapotrzebowanie na makiety i pracę w makietach zdecydowanie ograniczyło - konstatuje natomiast dr inż. arch. Tomasz Bradecki z Politechniki Śląskiej.

Od pierwszego projektu po finalny produkt w zaledwie trzy dni

Coraz więcej producentów odważnie sięga też po drukarki 3D. Co zyskują dzięki technologii? - Ich wykorzystanie w codziennej pracy przekłada się bezpośrednio na budowanie przewagi konkurencyjnej, chociażby dzięki optymalizacji kosztowej oraz elastyczności procesu produkcji - przekonuje Tomasiak i dodaje, że wykorzystanie drukarek 3D usprawnia proces projektowy. - Australijski producent oświetlenia LimeLite jest w stanie zamknąć proces tworzenia nowej lampy w trzech dniach roboczych: od pierwszego projektu po finalny przedmiot - zdradza Tomasiak. Polska marka oświetleniowa AQForm nie kryje entuzjazmu z zastosowania druku 3D. - Można zamodelować, a później niemalże od razu wydrukować części do złożenia prototypu nowej oprawy. Pozwala to skrócić proces przygotowania nowego produktu do wprowadzenia do produkcji. Druk 3D pozwala projektantom opraw oświetleniowych zweryfikować przede wszystkim kształt oprawy, rozmieszczenie otworów, tolerancje i inne techniczne kwestie. Łatwość druku pozwala na szybkie korekty założeń, jeżeli okaże się, że niektóre parametry wymagają dopracowania. Dopiero na podstawie tak opracowanego prototypu przechodzi się do przygotowania właściwych narzędzi do produkcji opraw oświetleniowych takich jak na przykład kosztowne formy odlewnicze. Możliwość weryfikacji koncepcji na wydruku 3D minimalizuje ryzyko kosztownych błędów - opowiada Barbara Olesiak, Marketing Manager, AQForm Lighting Solutions.

Blaski i cienie

Czy mamy jednak do czynienia z prawdziwą rewolucją? - Nie mam wątpliwości, że drukowanie 3D zrewolucjonizuje branżę budowlaną pod względem pomysłowości projektowej, szybkości budowy i efektywności kosztowej, szczególnie w obliczu nasilających się z każdym rokiem problemów z dostępnością pracowników w budownictwie - sądzi Marcin Mądry, dyrektor marketingu i strategii Lafarge w Polsce.

Dziś druk 3D jest coraz częściej wdrażany w eksperymentach: od drukowania prostych elementów na budowie, aż po realizację nietypowych i skomplikowanych elementów drukowanych w przystosowanych do tego halach technologicznych. W opinii Tomasza Bradeckiego pierwsze rozwiązanie druku próbuje się wdrażać w stosunkowo prostych realizacjach z materiałów typowych i dostępnych. Film z drukowania czy też precyzyjnego wylewania szybkoschnącego betonu po obrysie ścian bez szalunków widzieli prawdopodobnie wszyscy zainteresowani. Technologia ma być prosta i tania: po zainstalowaniu dużej drukarki na placu budowy - dom jest realizowany w kilka godzin lub w ciągu maksymalnie kilku dni. - Drugi biegun drukowania 3D ma swoje korzenie w technologiach prefabrykowanych. Tutaj efekt osiąga się poprzez precyzję w realizacji drukowania elementów idealnych, zaprojektowanych wcześniej i zoptymalizowanych na potrzeby złożenia przyszłego domu lub innej formy budynku z elementów - zauważa architekt. Jako przykład prób tego typu eksperymentów podaje projekty realizowane w ETH Zurich, gdzie m.in. stworzono fantazyjny strop zaprojektowany parametrycznie. W celu zminimalizowania nakładu objętości materiału wydrukowano go w częściach tak, by je potem złożyć. Architekt zwraca uwagę na aspekt ekologiczny technologii 3D. - Druk powstającej formy z reguły odbywa się bez szalunków i zbędnych materiałów jednorazowego użytku. Można więc przypuszczać, że architektura drukowana to jednocześnie budownictwo bardziej ekologiczne i przyjazne środowisku - zauważa.

Stosowanie technologii druku 3D pomaga zaoszczędzić czas i pieniądze na etapie projektowania. - Jednak przejście z poziomu projektu do realizacji nadal nie jest płynne, wymaga wiele wysiłków i godzin pracy człowieka. Oczywiście wszystko zależy od poziomu skomplikowania poszczególnych elementów. Jednak ta technologia, by być efektywną pod kątem czasu włożonego w realizację projektów, nadal wymaga dopracowania - uważa Fillard. Eksperci przyznają, że bez wątpienia druk 3D to przyszłość dla branży, ale może mieć kilka kierunków rozwoju. - Nie należy też wykluczać, że z drukiem 3D może być tak jak z kinem 3D. Wykorzystywane w kilku konkretnych, dedykowanych celach, natomiast nie przyjmie się globalnie, jako element codziennego użytku ze względu na swoją specyfikę. Tak więc mimo, że druk 3D jest już dostępny może okazać się nieco przeceniony - konkluduje Bradecki.

Podobał się artykuł? Podziel się!