{"id":29,"date":"2017-12-28T10:01:57","date_gmt":"2017-12-28T10:01:57","guid":{"rendered":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/?p=29"},"modified":"2021-03-24T12:39:11","modified_gmt":"2021-03-24T12:39:11","slug":"lisaava-valmistus-tekee-tuloaan-myos-rakennusalalle","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/2017\/12\/28\/lisaava-valmistus-tekee-tuloaan-myos-rakennusalalle\/","title":{"rendered":"Lis\u00e4\u00e4v\u00e4 valmistus tekee tuloaan my\u00f6s rakennusalalle"},"content":{"rendered":"

Lis\u00e4\u00e4v\u00e4 valmistus (3D-tulostuksen teollinen hy\u00f6dynt\u00e4minen) on viime vuosina yleistynyt nopeasti eri teollisuudenaloilla. Vaikka toistaiseksi valmistusmenetelm\u00e4\u00e4 hy\u00f6dynnet\u00e4\u00e4nkin huomattavasti enemm\u00e4n mm. \u00a0ilmailualalla ja autoteollisuudessa on se vihdoin tekem\u00e4ss\u00e4 tuloaan my\u00f6s rakennusalalle. Potentiaalia l\u00f6ytyy rakennusalalta monen muun teollisuuden alan tavoin useilta eri osa-alueilta ty\u00f6kalujen valmistuksesta lopputuotteisiin saakka.<\/p>\n

Erityisesti L\u00e4hi-Id\u00e4ss\u00e4 on suuria odotuksia ja tavoitteita tulevaisuudelle rakennusten 3D-tulostamisen suhteen. Esimerkiksi Dubaissa investoitiin vuonna 2016 100 miljoonaa dollaria uuteen tulostuskeskukseen ja asetettiin rakennusalan strategiatavoitteeksi, ett\u00e4 25% kaikista uusista rakennuksista on 3D-tulostettu vuoteen 2030 menness\u00e4. Vastaavia tavoitteita l\u00f6ytyy my\u00f6s esim. Saudi-Arabiasta ja Egyptist\u00e4.<\/p>\n

Savonian LIVA-hankkeessa kartoitettiin lis\u00e4\u00e4v\u00e4n valmistuksen k\u00e4ytt\u00f6\u00e4 maailmalla rakennusalan sovelluksissa. Selvitysty\u00f6st\u00e4 valmistui vuoden lopulla raportti \u201dLis\u00e4\u00e4v\u00e4n valmistuksen k\u00e4ytt\u00f6 rakennusalalla, Tilannekatsaus 2017\u201d, ja se on vapaasti ladattavissa osoitteesta: http:\/\/urn.fi\/URN:ISBN:978-952-203-242-3<\/a><\/p>\n

Pienest\u00e4 se on kaikki l\u00e4htenyt…<\/h2>\n

Kuten monella muullakin teollisuuden ja tuotannon aloilla, pienoismallien valmistus on ollut yksi yleisimmist\u00e4 k\u00e4ytt\u00f6kohteista rakennusalalla. Syyn\u00e4 t\u00e4h\u00e4n on ollut paitsi hinta, my\u00f6s tekniset rajoitteet kuten tarkkuus ja tulostusalueen koko. Pienoismallit ovat rakennusalalla edelleen yksi yleisimmist\u00e4 k\u00e4ytt\u00f6kohteita ja niit\u00e4 3D-tulostetaan niin rakennussuunnittelun kuin kaupunkisuunnittelu tarpeisiin. Ne voidaan valmistaa arkkitehdin tietomallia hy\u00f6dynt\u00e4en hyvinkin tarkkoina ja halutussa mittakaavassa.<\/p>\n

\"\"
Kuva 1. Esimerkki 3D-tulostetusta pienoismallista, L\u00e4hde: Zortax Inventure, Formnext 2017<\/figcaption><\/figure>\n

Kohti suurempia kokonaisuuksia<\/h2>\n

Viime vuosien kiinnostavimpia kehityskohteita ovat suuremman kokoluokan tulosteet sill\u00e4 tulostinlaitteiden tekninen kehitys mahdollistaa nykyisin rakennusten osien ja jopa kokonaisten rakennusten valmistamisen. 3D-tulostuksessa k\u00e4ytett\u00e4vien rakennusmateriaalien kirjo on laaja, ter\u00e4ksest\u00e4, saveen, hiilikuituun ja betoniin. Luonnollisesti tutkimuksen kohteena ovat usein ymp\u00e4rist\u00f6yst\u00e4v\u00e4lliset materiaalit, mutta esimerkiksi betonin 3D-tulostuksella voidaan saavuttaa materiaalik\u00e4yt\u00f6n optimoinnin my\u00f6t\u00e4 selv\u00e4sti pienempi hiilijalanj\u00e4lki perinteiseen betonin valmistustapaan verrattuna.<\/p>\n

Muutamia esimerkkej\u00e4 suuremmista 3D-tulosteista ovat Hollannissa valmistettava metallinen k\u00e4velysilta kanaalin yli ja Italiassa savi-olkimassasta 3D-tulostamalla valmistettu savimaja. Muovista sek\u00e4 hiili- ja lasikuiduista on 3D-tulostettu upean muotoisia paviljonkeja ymp\u00e4ri Eurooppaa ja Yhdysvaltoja.<\/p>\n

\"\"
Kuva 2: Muutamia kuvia rakennusalaan liittyvist\u00e4 suurempikokoisista 3D-tulostuksista, L\u00e4hteet: MX3D, Stuttgartin yliopisto, WASProject<\/figcaption><\/figure>\n

Yksi t\u00e4m\u00e4n hetken puhutuimmista rakennusalan 3D-tulostusaiheista on betonin 3D-tulostus, johon liittyen on viime vuosina otettu suuria kehitysaskeleita. Betonista voidaan valmistaa elementtej\u00e4 tai jopa kokonaisia rakennuksia. Betonia voidaan 3D-tulostaa useilla eri lis\u00e4\u00e4v\u00e4n valmistuksen menetelmill\u00e4, joista t\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 yleisin on materiaalin pursotukseen perustuvat menetelm\u00e4.<\/p>\n

Meneill\u00e4\u00e4n onkin ideologinen kahtiajako: 3D-tulostuksen hy\u00f6dynt\u00e4minen elementtien valmistamisessa tehtaalla hallitussa ymp\u00e4rist\u00f6ss\u00e4 sek\u00e4 rakennuksen ja\/tai sen osien valmistus suoraan rakennusty\u00f6maalla. Esimerkkej\u00e4 3D-tulostetuista rakennuksista ja niiden elementeist\u00e4 l\u00f6ytyy t\u00e4h\u00e4n menness\u00e4 Kiinasta, Yhdysvalloista, L\u00e4hi-Id\u00e4st\u00e4 ja Ven\u00e4j\u00e4lt\u00e4. My\u00f6s Eurooppaan on nousemassa ensimm\u00e4inen 3D-tulostettu rakennus \u2013 Hollannissa on k\u00e4ynniss\u00e4 projekti, jossa 3D-tulostetaan hotellirakennus.<\/p>\n

\"\"
Kuva 3: a) Dubain 3D-tulostettu toimistorakennus. b) Winsun -yrityksen 3D-tulostama kartano Kiinaan vuonna 2014.<\/figcaption><\/figure>\n

Betonirakenteiden valmistaminen rakennusty\u00f6maalla<\/h2>\n

Markkinoilta l\u00f6ytyy t\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 muutamia toimijoita, jotka kehitt\u00e4v\u00e4t rakennusty\u00f6maalla k\u00e4ytett\u00e4vi\u00e4 betonin 3D-tulostusj\u00e4rjestelmi\u00e4. Tunneituimpia lienev\u00e4t Apis Cor (http:\/\/apis-cor.com\/en\/) sek\u00e4 Contour Crafting (http:\/\/contourcrafting.com\/), mutta markkinoille on tulossa useita uusia toimijoita.<\/p>\n

Suoraan rakennusty\u00f6maalla valmistamisessa on useita hyvi\u00e4 puolia, mm. materiaalin kuljetus. Kun rakenteet valmistetaan paikan p\u00e4\u00e4ll\u00e4, on raaka-aineet helpommin kuljetettavassa muodossa. Haasteita ovat mm. rakenteiden kest\u00e4vyys, keliolosuhteet ja viranomaism\u00e4\u00e4r\u00e4ykset.\u00a0 Vaikka ratkaisuissa lis\u00e4t\u00e4\u00e4nkin raudoituksia rakenteisiin on tekniikka viel\u00e4 kehitysvaiheessa ja sen arkip\u00e4iv\u00e4istyminen useamman vuoden takana. Keliolosuhteiden osalta mm. Apis Cor k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 laitteitaan paikan p\u00e4\u00e4lle asennettavan teltan sis\u00e4ll\u00e4, joka mahdollistaa 3D-tulostuksen hieman hallitummassa ymp\u00e4rist\u00f6ss\u00e4. Viranomaism\u00e4\u00e4r\u00e4ykset puolestaan ovat useissa maissa viel\u00e4 kesken, joka on rajoittanut valmistusmenetelm\u00e4n k\u00e4ytt\u00f6\u00e4 useimmissa maissa l\u00e4hinn\u00e4 esittelytaloihin.<\/p>\n

\"\"
Kuva 4: a) Apis Cor tulostin valmistaa tolppamaisella tulostinlaitteella rakennusta teltan sis\u00e4ll\u00e4. b) Contour Crafting ratkaisussa tulostin muistuttaa siltanosturia, jonka ty\u00f6skentelyalue kattaa koko rakennusty\u00f6maan.<\/figcaption><\/figure>\n

Elementtivalmistus<\/h2>\n

Elementtivalmistuksen hyv\u00e4n\u00e4 puolena on se, ett\u00e4 tehtaalla rakennettavat elementit valmistuvat hallitussa ymp\u00e4rist\u00f6ss\u00e4 ja rakennusty\u00f6maalle vied\u00e4\u00e4n elementtej\u00e4, joten niiden asentaminen ei poikkea aiemmasta toimintatavasta. Tavoitteena on tehostaa elementtivalmistusta, ja esimerkiksi suomalainen Fimatec on kehitt\u00e4nyt tulostuslaitetta, joka on suoraan konvertoitavissa elementtitehtaan tuotantoj\u00e4rjestelm\u00e4\u00e4n ja valmistaa rakennusm\u00e4\u00e4r\u00e4ykset t\u00e4ytt\u00e4v\u00e4\u00e4 sein\u00e4\u00e4 kustannustehokkaasti. Hyv\u00e4n\u00e4 puolena on my\u00f6s se, ett\u00e4 sein\u00e4n eri rakennekerrokset (betonikuoret ja l\u00e4mm\u00f6neristeet) voidaan valmistaa samalla kertaa. Heikkoudeksi voidaan puolestaan laskea se, ett\u00e4 elementtien kuljetukseen liittyv\u00e4 logistiikka s\u00e4ilyy ennallaan perinteiseen verrattuna.<\/p>\n

Arkkitehtuuri ja 3D-tulostaminen \u2013 uusi ulottuvuus<\/h2>\n

Hy\u00f6dynnet\u00e4\u00e4n tulevaisuudessa 3D-tulostusta tehtaalla tai suoraan rakennusty\u00f6maalla, t\u00e4ss\u00e4 vaiheessa on jo selv\u00e4\u00e4, ett\u00e4 3D-tulostus mahdollistaa uudenlaisen geometrisen vapauden rakennusten muotoiluun ja koristeluun. 3D-tulostaminen voi tuoda arkkitehtuuriin uudenlaisia ilmenemismuotoja ja rikastuttaa kaupunkikuvaa.<\/p>\n

\"\"
Kuva 5: a) Emerging Objects yrityksen 3D-tulostama paviljonki. b) Voxeljetin tulostuslaitteella valmistettu arkkitehtuurinen taideteos.<\/figcaption><\/figure>\n

Sami Lampinen
\nProjektity\u00f6ntekij\u00e4
\nSavonia-ammattikorkeakoulu, LIVA-hanke<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Kuval\u00e4hteet:<\/p>\n

kuva 2a)http:\/\/mx3d.com\/projects\/bridge-2\/
\n<\/a>kuva 2b)https:\/\/www.dezeen.com\/2017\/04\/12\/icd-itke-research-pavilion-university-stuttgart-germany-carbon-fibre-robots-drones\/
\n<\/a>kuva 2c)http:\/\/www.wasproject.it\/w\/en\/il-muro-di-terra-e-paglia-alle-soglie-dei-3-metri\/<\/a><\/p>\n

kuva 3a)http:\/\/www.intellect.com.bd\/details\/367\/worlds-first-3d-printed-office-started-functioning
\n<\/a>kuva 3b)https:\/\/www.washingtonpost.com\/news\/innovations\/wp\/2015\/02\/05\/yes-that-3d-printed-mansion-is-safe-to-live-in\/?utm_term=.e893c5eb7d0f<\/a><\/p>\n

kuva 4a)http:\/\/apis-cor.com\/en\/about\/blog\/features-and-perspectives-of-3d-printing
\n<\/a>kuva 4b)https:\/\/www.architetturaecosostenibile.it\/architettura\/criteri-progettuali\/stampante-3d-costruisce-casa-886\/<\/a><\/p>\n

kuva 5a)https:\/\/inhabitat.com\/worlds-largest-3d-printed-building-made-from-powdered-cement-unveiled-at-uc-berkeley\/3d-printed-bloom-pavilion-ronald-rael-uc-berkeley-17\/
\n<\/a>kuva 5b)https:\/\/www.designboom.com\/architecture\/digital-grotesque-full-scale-3d-printed-room-realized\/<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Lis\u00e4\u00e4v\u00e4 valmistus (3D-tulostuksen teollinen hy\u00f6dynt\u00e4minen) on viime vuosina yleistynyt nopeasti eri teollisuudenaloilla. Vaikka toistaiseksi valmistusmenetelm\u00e4\u00e4 hy\u00f6dynnet\u00e4\u00e4nkin huomattavasti enemm\u00e4n mm. \u00a0ilmailualalla ja autoteollisuudessa on se vihdoin tekem\u00e4ss\u00e4 tuloaan my\u00f6s rakennusalalle. Potentiaalia l\u00f6ytyy rakennusalalta monen muun teollisuuden alan tavoin useilta eri osa-alueilta ty\u00f6kalujen valmistuksesta lopputuotteisiin saakka. Erityisesti L\u00e4hi-Id\u00e4ss\u00e4 on suuria odotuksia ja […]<\/p>\n","protected":false},"author":476,"featured_media":30,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20,1],"tags":[],"class_list":["post-29","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-liva","category-uncategorized"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/29","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/users\/476"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=29"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/29\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1003,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/29\/revisions\/1003"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/media\/30"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=29"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=29"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=29"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}