Först i Sverige – bygger helt hus med 3d-printer för betong

2021-06-14 06:00  

Vid en betongfabrik i Tumba printas ett helt hus med kök, sovrum, garderober och utrymmen för dusch och WC. Det är startupen Concrete Print som blir först i Sverige med att skriva ut en komplett betongbyggnad.

I ett hörn av det stora fabriksområdet hos Betongindustri AB står ett tält av presenning, omgivet av julgranar, modeller av brofundament och till och med en trädgårdsgrill – allt printat i betong. Inne i tältet printar man ett helt hus, och vid Ny Tekniks besök har väggarna hunnit komma upp i 160 centimeters höjd.

– Det har gått mycket bättre än vi förväntat oss. Vi räknar med att vara klara om ytterligare någon vecka, säger Tobias von Haslingen, vd och medgrundare på utvecklingsbolaget Concrete Print.

Ny Teknik har tidigare rapporterat att startupen lyckats skriva ut en dubbelväggig betongcylinder, två meter i diameter. Nu blir man alltså först i Sverige med att printa ett helt hus, i ett pilotprojekt som fått stöd av Energimyndigheten.

Komplett hus i ett plan

Även om dimensionerna är blygsamma som bostadshus betraktat – det handlar om 24 kvadratmeter boyta i ett plan – så ska det bli ett komplett hus med kök, sovrum, garderober och utrymmen för dusch och WC.

Betongväggarna består av två 50-millimetersskikt med stålstag emellan, i ett mellanrum som ska fyllas med isolering.

– Att med konventionella metoder gjuta så tunna skikt i den här höjden med de här geometriska formerna – det vore väldigt svårt, säger Tobias von Haslingen.

I väggarna byggs även färdiga kanaler för vatten, hål för eluttag och annan infrastruktur.

– När du redan i designen vet var allt sådant ska vara, då minskar risken för fel och du sparar en massa jobb för snickare och andra, säger Tobias von Haslingen.

Och väggarna pryds av dekorativa vågmönster.

– Bårder och stuckaturer och sådant kan man få till redan i designen. I detta fall skall vi visa de upp de randiga väggarna och eventuellt demonstrera möjligheten att kunna putsa en slät fasad, men i nästa generation ska man kunna skapa helt släta väggar redan i printingen, säger Lennart Lindgren, som är ägare till teknikkonsultbolaget Deventus AB och den andre delägaren i Concrete Print.

Vid fönstren förstärks väggarna med en fackverkskonstruktion i printad betong samt armeringsjärn, som i dagsläget läggs in manuellt.

– Längre fram ska armering och andra element placeras automatiserat med en gripper eller liknande, säger Lennart Lindgren.

Plan: Fönsterkarmar utskrivna i biokomposit

Man för även diskussioner med fönster- och dörrföretaget Nordan, som har vunnit industriforskningsinstitutet SIQ:s årliga pris Quality Innovation Award, för en egenutvecklad metod att skriva ut karmar i biokomposit till runda fönster.

– Om allt går som vi hoppas så ska de printa svängda fönsterbågar åt oss i träfiber, så vi kan sätta in välvda fönster. Tillsammans med ett annat företag pratar vi om att försöka printa garderober med inredning och garderobsdörrar i trämaterial. I princip kan alla inredningsdetaljer i hela huset 3d-printas, säger Tobias von Haslingen.

Därtill samarbetar Concrete Print med Helena Westerlind och José Hernandez, doktorander vid Arkitekturskolan på KTH.

– Tillsammans med dem har vi provat att skapa spännande mönster. Bland annat har vi lyckats få till en bård som visar på de arkitektoniska möjligheterna hos stickning av betong, som Helenas doktorsavhandling handlar om. Alltså att deponera betongen i olika intrikata former och mönstervariationer med inspiration från stickning, säger Tobias von Haslingen.

Teknikutmaningar: betongblandningen och printerns programvara

Tidigare har Concrete Print lagt ner mycket möda på att ta fram en betongblandning som fungerar för printing. Där anser man sig nu vara hemma.

– Nu har vi en blandning där vi egentligen kan printa kontinuerligt, under förutsättning att vi har tillräckligt mycket av den, säger Lennart Lindgren.

På senare tid har utmaningarna främst handlat om att få mjukvaran att styra printern på rätt sätt.

– Vi utgår från mjukvara för vanliga 3d-skrivare, men när man skalar upp allting 100 gånger i alla riktningar, då får den svårt att hantera det. Vi måste utveckla och specialanpassa mjukvaran för byggbranschen, säger Lennart Lindgren.

Själva printern är en egenutvecklad portalskrivare: nio meter lång, 4,2 meter bred, och 2,5 meter hög.

– Under sommaren och hösten är planen att ta fram en större, mer modulär skrivare med högre precision. Vi siktar på cirka sju meter i höjd, 15 meter i bredd och 20 meters längd. Då kan man printa en villa. Om vi sedan bara utökar den på längden, vilket är den enklaste delen, så kan vi printa en radhuslänga, säger Tobias von Haslingen.

Samtidigt måste skrivaren förstås kunna flyttas till byggplatserna.

– Även om det krävs stora dimensioner, så ska den bli så pass lätt och demonterbar att den kan transporteras med vanlig skåpbil, säger Lennart Lindgren.

Målet är en våning per dag

Målet är att man ska kunna gjuta en platta, ställa dit printern och skriva ut en våning per dag. Ingen efterbearbetning av väggarna ska behövas, det som återstår ska bara vara att måla.

– En väldigt viktig del av detta är att minska energiåtgång och koldioxidutsläpp inom byggindustrin. Med konventionella byggmetoder kan man få mycket betongspill, men på det här sättet använder man bara det material man behöver. Vilket förstås även bör minska transporterna, säger Lennart Lindgren.

Enligt beräkningar från Kungliga Ingenjörsvetenskapsakademien (IVA) går sex till 15 kilo betong bort i spill för varje ton som används vid nybyggnation i Sverige. Här i Tumba samlas allt spillmaterial in och vägs, för att man sedan ska kunna jämföra mängden med konventionella byggmetoder.

Printingen ska även ge större designfrihet, och möjliggöra en konstruktion som är strukturellt, hållfasthetsmässigt och energimässigt optimerad.

– Ytterst vill vi bygga en plattform där vem som helst kan designa sitt hus, i ett program där uttag för el och VVS och annat läggs in automatiskt, och sedan printar vi det hela, säger Lennart Lindgren.

Vill testa återvunnen betong

Längre fram ska Concrete Print testa att skriva ut i återvunnen betong, i samarbete med Svensk Processteknik som driver ett återvinningsprojekt på Betongindustris fabriksområde. Man tittar även på möjligheten att skriva ut i andra byggmaterial, exempelvis träfiber uppblandat med mycel, något som bland andra Lunds universitet forskar på.

– Det här handlar egentligen inte om betong, utan om att skapa en plattform för nytt byggande, säger Lennart Lindgren.

Men närmast på tur står ett samarbete med Botkyrka kommun om olika bygglovsfrågor.

– Vi vill utveckla en helt digitaliserad bygglovsprocess. För den här tekniken har potential att få allting att gå mycket fortare, säger Tobias von Haslingen.

Och vad ska hända med Sveriges första 3d-printade hus?

– Eventuellt blir det utställningshus. Men först måste vi bygga det färdigt och säkerställa att det går att flytta, för det kommer trots allt att väga 20 ton, säger Tobias von Haslingen.

Pilotprojektet i Tumba

Projektet kallas ”3D-utskrift för en energieffektiv och resurseffektiv byggprocess”, och genomförs av Concrete Print i samarbete med Betongindustri AB, Botkyrka kommun, EPS Cement, JM, Peab, Tyresö betong och bygg, Arbrå Concrete, Bowill Byggmaskiner, det italienska betongpumpsföretaget Maltech, och Deventus AB.

Energimyndigheten har beviljat projektet 2,7 miljoner kronor i stöd. I motiveringen står bland annat att myndigheten ”bedömer att projektet har energirelevans och att det genom en effektivare produktion av betongbyggnader kan bidra till minskad materialåtgång, färre transporter och en kortare byggtid (…) Projektet har en bra och trovärdig aktörskonstellation och bedöms kunna bidra till utveckling och effektivisering av en bransch som är erkänt konservativ.”

Concrete Print

Företaget startades som koncept 2016, av civilingenjören Tobias von Haslingen och 3d-skrivarutvecklaren Maxim Minerskjöld, PhD. Det bolagiserades 2018 och drivs i dag av Tobias von Haslingen och Lennart Lindgren, ägare till teknikkonsultbolaget Deventus AB.

Affärsidén är att utveckla 3d-skrivare för additiv utskrift av betongkonstruktioner, konstruerade för att vara mobila och kunna flyttas från byggplats till byggplats.

2019 erhöll Tobias von Haslingen ett stipendium från Stockholms byggnadsförening för att vidareutveckla betongprinting. Han har även fått hjälp i utvecklingsarbetet av Cricce Bruntesson på Betongindustri och Wolfram Oettel, PhD, tidigare på Rise, i dag på betongåtervinningsföretaget Processteknik.

Concrete Print har också fått finansiering av Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond (SBUF) tillsammans med Betongindustri AB, för att genomföra tester med 3d-utskriven betong för husbyggnation i projektet ”3D-utskrifter av Attefallshus – praktiska tester.”

Tommy Harnesk

Mer om: Betong 3D-printer

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt