{"id":620,"date":"2020-07-31T19:49:35","date_gmt":"2020-07-31T19:49:35","guid":{"rendered":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/?p=620"},"modified":"2021-03-09T12:20:05","modified_gmt":"2021-03-09T12:20:05","slug":"digital-concrete-2020-ja-betonin-3d-tulostus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/2020\/07\/31\/digital-concrete-2020-ja-betonin-3d-tulostus\/","title":{"rendered":"Digital Concrete 2020 ja betonin 3D-tulostus (1\/2)"},"content":{"rendered":"\n

Vuosi 2020 on alkanut koronaviruksen rajoitusten merkeiss\u00e4 ja valtaosa alkuvuoden suuremmista tapahtumista on jouduttu perumaan mm. matkustusrajoitusten vuoksi. Digital Concrete 2020 \u2013konferenssi oli siit\u00e4 poikkeuksellinen, ett\u00e4 kun koronan vuoksi rajat meniv\u00e4t kiinni, p\u00e4\u00e4ttiv\u00e4t j\u00e4rjest\u00e4j\u00e4t perumisen sijaan muuttaa koko tapahtuman web-konferenssiksi. Tapahtuma oli viralliselta nimelt\u00e4\u00e4n \u201cDigital Concrete 2020: 2nd RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication\u201d ja se oli tarkoitus j\u00e4rjest\u00e4\u00e4 Eindhovenin teknillisess\u00e4 yliopistossa (Eindhoven University of Technology), joka on yksi \u201cdigitaaliseen betoniin\u201d liittyv\u00e4n tutkimuksen edell\u00e4k\u00e4vij\u00f6ist\u00e4.<\/p>\n\n\n\n

Konferenssi j\u00e4rjestettiin 6-9.7.2020 ja kyseess\u00e4 on joka toinen vuosi j\u00e4rjestett\u00e4v\u00e4 tapahtuma. Seuraavan kerran tapahtuma j\u00e4rjestet\u00e4\u00e4n Englannissa vuonna 2022. Tapahtuman taustalla vaikuttaa kansainv\u00e4linen RILEM (\u201cThe International Union of Laboratories and Experts in Construction Materials, Systems and Structures\u201d) j\u00e4rjest\u00f6. Lis\u00e4tietoja j\u00e4rjest\u00f6st\u00e4 l\u00f6yt\u00e4\u00e4 osoitteesta http:\/\/www.rilem.net<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Konferenssissa esiteltiin 111 aiheeseen liittyv\u00e4\u00e4, vertaisarvioitua julkaisua ja tapahtumaan siihen osallistui n. 350 osallistujaa ymp\u00e4ri maailmaa, joskin Yhdysvallat ja Eurooppa oli vahvasti edustettuna. Konferenssin julkaisut on koottu kirjaksi ja julkaistu Springerin kautta nimell\u00e4 \u201cSecond RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication<\/em>\u201d, kirjan tiedot l\u00f6ytyv\u00e4t osoitteesta https:\/\/doi.org\/10.1007\/978-3-030-49916-7<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Webkonferenssi j\u00e4rjestettiin Hopin \u2013sivuston kautta (https:\/\/hopin.to\/<\/a>). Hopin on virtuaalinen tapahtuma-alusta joka mahdollistaa suurienkin tapahtumien j\u00e4rjest\u00e4misen. Koska kyseess\u00e4 on web-alusta, on nettiyhteyden p\u00e4tkim\u00e4t\u00f6n toimiminen luonnollisesti hyvinkin t\u00e4rke\u00e4\u00e4. T\u00e4m\u00e4n varmistamiseksi valtaosa esityksist\u00e4 oli nauhoitettu etuk\u00e4teen, ja esitysten j\u00e4lkeen oli mahdollista keskustella esityksen pit\u00e4j\u00e4n kanssa liven\u00e4.<\/p>\n\n\n\n

Konferenssin esityksi\u00e4 pidettiin normaalien suurempien konferenssien tapaan samanaikaisesti eri esiintymistiloissa, jotka oli Hopinissa nimetty p\u00e4\u00e4lavaksi (Main Stage) sek\u00e4 huoneiksi A, B, C ja D. P\u00e4ivitt\u00e4iset key-note ja loppupuheenvuorot pidettiin yhteisesti p\u00e4\u00e4lavalla, ja muut esitykset nelj\u00e4ss\u00e4 eri aihepiirien mukaan jaotellussa huoneessa. Yleistason otsikot olivat \u201cStructural engineering & reinforcement<\/strong>\u201d, \u201cRheology & fresh state behaviour<\/strong>\u201d, \u201cApplications & Case studies<\/strong>\u201d ja \u201cDigital design, Technologies & Industrialization<\/strong>\u201d joista n\u00e4kee suurinpiirtein mink\u00e4 tyyppisten haasteiden parissa betonin 3D-tulostuksessa t\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 painitaan. <\/p>\n\n\n\n

Keynote- ja kutsupuheenvuoroja lukuunottamatta esitysten pituus oli keskim\u00e4\u00e4rin 15 minuuttia. T\u00e4m\u00e4 tarkoitti sit\u00e4, ett\u00e4 kysymyksille ei juurikaan j\u00e4\u00e4nyt aikaa, joten p\u00e4iv\u00e4n ohjelmaan oli lis\u00e4tty muutaman tunnin v\u00e4lein tauko, jonka aikana esiintyj\u00e4t liittyiv\u00e4t mukaan erillisiin \u201cbreak-out\u201d \u2013huoneisiin vastaamaan kysymyksiin. T\u00e4m\u00e4 mahdollisti sen, ett\u00e4 esitykset eiv\u00e4t juurikaan venyneet tapahtuman aikataulusta ja oli muutenkin et\u00e4yhteyksien luotettavuutta ajatellen oikea ratkaisu siin\u00e4 mieless\u00e4, ett\u00e4 esiintyji\u00e4 oli kirjaimellisesti ymp\u00e4ri maailmaa. Aivan kaikkiin esiintyjiin ei yhteytt\u00e4 onnistuttu saamaan.<\/p>\n\n\n\n

Konferenssissa oli useita mielenkiintoisia esityksi\u00e4 betonin 3D-tulostukseen liittyen ja tapahtuman keynote-puheenvuorot olivat erinomaisia. N\u00e4iden lis\u00e4ksi esill\u00e4 oli konkreettisia esimerkkej\u00e4 teollisuudesta p\u00e4ivitt\u00e4isiss\u00e4 \u201cScience meets industry\u201d \u2013osioissa. Niiss\u00e4 betonin 3D-tulostuksen parissa toimivat yritykset esittelivat toimintaansa toteutettujen tai toteutuksessa olevien projektien kautta. N\u00e4m\u00e4 olivat erityisen mielenkiintoisia, sill\u00e4 yritykset kertoivat my\u00f6s haasteista ja ongelmista joihin olivat em. caseissa t\u00f6rm\u00e4nneet ja kertoivat mitk\u00e4 ovat heid\u00e4n mielest\u00e4\u00e4n ratkaisua vaativia tutkimushaasteita. Ajatuksena oli siis tuoda tutkimuslaitoksille n\u00e4kyville paitsi onnistuneita esimerkkej\u00e4, my\u00f6s niit\u00e4 haasteita, joihin yritykset edelleen kaipaavat ratkaisuja. Mielenkiintoisimpien Science meets industry -osioiden sis\u00e4ll\u00f6ist\u00e4 l\u00f6ytyy lis\u00e4\u00e4 tietoa seuraavasta blogikirjoituksesta, linkki: https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/2020\/08\/04\/digital-concrete-2020-ja-betonin-3d-tulostus-2\/ <\/a><\/p>\n\n\n\n

Esitysten perusteella betonin \u201cdigitalisoituminen\u201d on hyv\u00e4\u00e4 vauhtia etenem\u00e4ss\u00e4 oikeaan suuntaan. Digitaalisella betonilla tarkoitetaan paitsi betonin 3D-tulostusta mutta my\u00f6s muuta betoniin ja rakennustekniikkaan liittyv\u00e4\u00e4 automaation lis\u00e4\u00e4ntymist\u00e4. 3D-tulostus ei suinkaan ole ainoa uusi valmistusmenetelm\u00e4 \u2013 konferenssissa oli useita esitelmi\u00e4 sveitsiss\u00e4 kehitetyst\u00e4 \u201cSmart Dynamic Casting\u201d menetelm\u00e4st\u00e4. Vaikka Euroopassakin rakennetaan jo asuinrakennuksia tulostamalla sek\u00e4 hy\u00f6dynnet\u00e4\u00e4n betonista 3D-tulostettuja komponentteja rakentamisessa, on tekniikka vasta ottamassa ensimm\u00e4isi\u00e4 kunnon kehitysaskelia. Jotta betonin 3D-tulostus olisi varteenotettava menetelm\u00e4 rakennusteollisuudessa vaatii se viel\u00e4 runsaasti kehitysty\u00f6t\u00e4, sek\u00e4 luonnollisesti testaus- ja hyv\u00e4ksymismenettelyjen vakioimista ja yleist\u00e4mist\u00e4. T\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 euroopassa rakennettavien rakennusten osalta kuormitustestauksia on tehty mm. 1:1 elementeill\u00e4, mik\u00e4 ei rakennusteollisuuden mittakaavassa ole mill\u00e4\u00e4n tavalla kustannustehokasta. <\/p>\n\n\n\n

Lis\u00e4ksi ratkaistavana on viel\u00e4 useita konkreettisia ongelmia joista esille nousee usein raudoituksen tai muun tukirakenteen automaattinen lis\u00e4\u00e4minen betoniin tulostusprosessin aikana. Seminaarissa olikin t\u00e4h\u00e4n liittyen muutamia hyvi\u00e4 oivalluksia, kuten esimerkiksi ter\u00e4svaijerin sijoittaminen pursotettuun massaan tulostuksen yhteydess\u00e4. Ratkaisu vaikutti suhteellisen toimivalta ja lupaavalta horisontaalisten tukirakenteiden osalta, mutta yht\u00e4 hyv\u00e4\u00e4 ratkaisua vertikaalisten tukirakenteiden sijoitukseen ei viel\u00e4 n\u00e4kynyt. Yksi seminaarin esityksist\u00e4 (Omar Geneidy & al, \u201cSimultaneous Reinforcement of Concrete While 3D Printing\u201d) esitteli niittipyssym\u00e4isen ratkaisun tutkimista. Siin\u00e4 massaan sijoitettaisiin niittej\u00e4 tulostuskerrosten v\u00e4liss\u00e4 (kuva 1, oikealla). Kyseess\u00e4 oli kuitenkin vasta alustava testi jossa ongelmana oli mm. betonin tarttuminen niitteihin. Lis\u00e4ksi yhdess\u00e4 esityksess\u00e4 oli alustavasti tutkittu lankasy\u00f6tt\u00f6isen suorakerrostuksen (WAAM, wire-added additive manufacturing) k\u00e4ytt\u00f6mahdollisuutta ter\u00e4ksisen tukirakenteen tulostamiseen, tosin vain jauhepetimenetelm\u00e4\u00e4n perustuvan betonitulostuksen yhteydess\u00e4.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Kuva 1. Vasemmalla Eindhovenin teknillisella yliopistolla k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 oleva laite vaijerin sijoittamiseen tulostuksen yhteydess\u00e4. Oikealla niittiratkaisun testausta. L\u00e4hde: Digital Concrete 2020<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Jokaisen p\u00e4iv\u00e4n esitysten lopuksi oli vuorossa asiantuntijaraadin wrap-up, jossa RILEM:in asiantuntijat nostivat esille konferenssissa esiteltyj\u00e4 julkaisuja ja mit\u00e4 itse niist\u00e4 kokivat mielenkiintoisiksi. P\u00e4ivitt\u00e4isiss\u00e4 wrap-upeissa nousi esille useita kertoja samantyyppisi\u00e4kin asioita – digitaalisten mallien ja datank\u00e4sittelyn tarpeista multimateriaalitulostuksen mahdollisuuksiin. Yhten\u00e4 koko konferenssia koskettavana huomiona oli se, ett\u00e4 aiemmin julkaisuissa keskityttiin yksinkertaisiin perusmuotoisiin geometrioihin mutta suuntaus on muuttumassa entist\u00e4 monimuotoisempiin geometrioihin, joilla pyrit\u00e4\u00e4n hy\u00f6dynt\u00e4m\u00e4\u00e4n 3D-tulostuksen tarjoama geometrinen vapaus mahdollisimman hyvin. Toinen eritt\u00e4in t\u00e4rke\u00e4 huomio oli ohjelmistokehityksen tarve joka jo t\u00e4ll\u00e4kin hetkell\u00e4 rajoittaa materiaalikehityst\u00e4. Ei ole j\u00e4rke\u00e4 kehitt\u00e4\u00e4 entist\u00e4 monimutkaisempia materiaaleja ellei my\u00f6s suunnitteluohjelma ja rakennesuunnitelmat niit\u00e4 pysty hy\u00f6dynt\u00e4m\u00e4\u00e4n. T\u00e4m\u00e4 on ongelma joka aiheuttaa my\u00f6s muiden materiaalien 3D-tulostuksessa p\u00e4\u00e4nvaivaa – esimerkiksi multimateriaalitulostus metallista tai muovista on aivan saman ongelman edess\u00e4. <\/p>\n\n\n\n

Onneksi tutkimuslaitokset eiv\u00e4t ole aihepiirin kehityksess\u00e4 yksin, sill\u00e4 my\u00f6s teollisuuden suuret yritykset ovat her\u00e4nneet lis\u00e4\u00e4vien valmistusmenetelmien potentiaaliseen hy\u00f6tyyn. Esimerkiksi hollannissa BAM ja Weber Beamix avasivat viime vuonna yhdess\u00e4 betonin 3D-tulostustehtaan Eindhoveniin jossa yritykset voivat testata ja kokeilla 3D-tulostettujen kappaleiden valmistusta. T\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 yritykset ovat jo oppineet k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4\u00e4n erilaisia tukirakenteita ja betoniseoksia valmistusprosessin aikana. Yhten\u00e4 t\u00e4rke\u00e4n\u00e4 asiana yritykset nostavat esiin parametristen 3D-mallien k\u00e4yt\u00f6n sill\u00e4 ne mahdollistavat muutosten joustavan tekemisen sek\u00e4 mm. elementtien helpon skaalauksen eri kokoluokkiin. Twente additive manufacturing -yrityksell\u00e4 oli puolestaan konferenssissa live-esitys ty\u00f6maalta, jossa kasattiin 3D-tulostettua taloa ja yrityksen insin\u00f6\u00f6rit vastailivat kiinnostuneiden kysymyksiin. Kyseess\u00e4 oli kanadassa rakennettava talo joka t\u00e4ytt\u00e4\u00e4 maan rakennusm\u00e4\u00e4r\u00e4ykset kaikilta osin. Kyseinen monimuotoinen talo tulostettiin elementeiss\u00e4 tehtaalla ja sit\u00e4 kasattiin elementeist\u00e4 paikan p\u00e4\u00e4ll\u00e4. <\/p>\n\n\n\n

\"\"
Kuva 2. Hollannista l\u00f6ytyy jo useampia yrityksi\u00e4, joilla on betonin 3D-tulostuslaitteita. Vasemmalla BAM & Weber yhteistehdas, oikealla Bruilin 3D-tulostusyksikk\u00f6. L\u00e4hde: Digital Concrete 2020<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Konferenssista on saatavilla youtuben kautta p\u00e4iv\u00e4kohtaiset videot jotka pit\u00e4v\u00e4t sis\u00e4ll\u00e4\u00e4n keynote- & vieraspuheenvuorot, esityspuheenvuoroja sek\u00e4 science meets industry \u2013videot. Vieraspuheenvuorojen edess\u00e4 n\u00e4kyv\u00e4 lyhenne CCR tulee luonnollisesti sanoista Cement & Concrete Research. P\u00e4iv\u00e4kohtaiset tiivistelm\u00e4t l\u00f6ytyv\u00e4t seuraavien linkkien takaa. Tiivistelmiss\u00e4 kaikki p\u00e4\u00e4lavan esitykset ovat per\u00e4kk\u00e4in:<\/p>\n\n\n\n