3D-print er ved at tage fart i byggebranchen. Både på byggepladser og på fabrikker printer statiske og mobile robotter emner til brug i eksempelvis stål- og betonkonstruktioner. Nu tager teknologien et stort spring fremad – og opad. Imperial College i London og Empa, de schweiziske føderale laboratorier for materialevidenskab og teknologi – bruger flyvende droner til 3D-print. Dronerne bruger kollektive byggemetoder inspireret af naturens bygherrer som bier og hvepse.
Sværm af droner
Systemet kaldes Aerial Additive Manufacturing (Aerial-AM). Det involverer en sværm af droner, der arbejder sammen ud fra samme plan.
Sværmen består af byggedroner (BuilDrones), der afsætter materialer under flyvning, og kvalitetskontrollerende ScanDrones, som løbende måler byggedronernes output og informerer om næste fremstillingstrin.
Katastrofezoner og høje bygninger
Forskerne siger, at 3D-print fra luften giver nye muligheder. Det kan for eksempel være produktion af emner, hvor de skal bruges, og byggeri på vanskeligt tilgængelige eller farlige steder som katastrofezoner og høje bygninger eller infrastruktur.
Forskningen ledes af professor Mirko Kovac fra Imperial Colleges Department of Aeronautics og Empas Materials and Technology Center of Robotics:
Har bevist konceptet
– Vi har bevist konceptet om, at droner kan arbejde selvstændigt og i fællesskab for at konstruere og reparere bygninger, i det mindste i laboratoriet. Denne skalerbare løsning kan hjælpe med byggeri og reparation i svært tilgængelige områder, såsom høje bygninger, siger Professor Kovac.
Aerial-AM bruger både 3D-printning og en planlægningsramme, så dronerne kan tilpasse sig variationer i strukturens geometri, efterhånden som en konstruktion skrider frem.
Fuldt autonome
Dronerne er fuldt autonome under flyvning, men der er en menneskelig controller, der kan overvåge processen og gribe ind, hvis det er nødvendigt.
Fem millimeters nøjagtighed
For at teste konceptet udviklede forskerne fire cementlignende blandinger, som dronerne kan bygge med.
Under hele konstruktionen overvåger dronerne den printede geometri i realtid og tilpasser sig til den for at sikre, at de opfylder konstruktionsspecifikationerne med en fremstillingsnøjagtighed på fem millimeter.
Prototyperne omfattede en 2,05-meter cylinder (72 lag) med et polyurethan-baseret skummateriale og en 18-centimeter cylinder (28 lag) med et specialdesignet strukturelt cement-lignende materiale.
Samarbejde med byggefirmaer
Teknologien giver fremtidige muligheder for at bygge og reparere konstruktioner på høje eller andre svært tilgængelige steder. Dernæst vil forskerne arbejde sammen med byggefirmaer for at validere løsningerne. De mener, at teknologien vil give betydelige omkostningsbesparelser og reducerer adgangsrisici sammenlignet med traditionelle manuelle metoder.
