Fremtidens digitale betonproduktion

Beton opfattes af mange som et grimt og lavteknologisk byggemateriale.
I Det Højteknologiske Betonværksted på Teknologisk Institut er virkeligheden imidlertid en helt anden. Ved anvendelse af robotteknologi og betonteknologi på et højteknologisk plan forskes der i helt nye metoder til digitalt at fremstille støbeforme til beton. Resultatet er betonkonstruktioner i helt nye, fantastiske udformninger.

Udviklingen inden for digitale 3D modelleringsværktøjer har givet arkitekter helt nye muligheder for at eksperimentere i et friere formsprog - og på grund af betonens store formbarhed kan den komme til at spille en vigtig hovedrolle som det foretrukne konstruktionsmateriale.

Traditionelle håndværksbaserede arbejdsmetoder må nødvendigvis have et alternativ i form af nye teknologier, der kan matche den digitale udvikling. Udfordringen er taget op på Teknologisk Institut gennem etableringen af Det Højteknologiske Betonværksted.

Værkstedet, som blev indviet i sommeren 2007, indeholder foruden et fuldautomatisk betonblandeanlæg en robotcelle med en 6-akset robot. Netop robotten er et centralt værktøj i forskningen i nye metoder til at lave digitalt fremstillet støbeforme til beton.

En af de udviklede metoder er en formsystem, som er anvendt til at fremstille et unikt betonelement, som vil være meget vanskeligt at frembringe ved hjælp af håndværksbaserede metoder.

Digitalt fremstillet støbeforme kan anvendes til at producere unikke betonelementer, som nærmest vil være umulige at producere i hånden.

Betonelementet er først tegnet digitalt, hvorefter de digitale informationer er overført til robotten, som efterfølgende har fræset to formsider i ekspanderet polystyren.

Formsiderne er herefter blevet spændt sammen i en traditionel forskalling og efterfølgende udstøbt med selvkompakterende beton. Princippet opskaleres og testes i fuld skala senere på året, hvor det for alvor bliver afprøvet, om princippet kan overføres direkte og implementeres i byggeriet.

En af de store udfordringer ved at udvikle nye støbeformsprincipper er at finde de bedst egnede formmaterialer til digital tilvirkning. Forsøg har vist, at ekspanderet polystyren har flere af de egenskaber, som kræves af et nyt formmateriale. Materialet er billigt, stærkt, let at bearbejde og samtidig let at bortskaffe, da polystyren består af 98 % luft.

Et andet spændende formmateriale er støbesand, som i dag primært anvendes i jern og metalindustrien. Støbesand kan forholdsvis let fræses ud til den ønskede geometri og har endvidere den fordel, at sandet kan genbruges. Der er endvidere blevet eksperimenteret med overfladeteksturen ved at fræse i andre materialer samt påføring af en coating. Forsøg med blandt andet silikone og gummi har vist sig at kunne give glatte overflader i forskellige variationer.

Ved anvendelse af robotteknologi til at udvikle nye støbeformsprincipper findes et utal af muligheder for at kunne imødekomme kravene fra fremtidens digitale arkitektur. Derfor kan fremtidens formmaterialer meget vel komme til at hedde støbesand, polyuretan og polystyren, og fremtidens slipmidler kan komme til at hedde latex, silikone og bioresin. På Teknologisk Institut er kursen mod fremtidens digitalt fremstillede forskalling sat, og der vil blive forsket intenst videre på området de næste mange år.

Robotteknologi anvendes til at producere unikke støbeforme til beton.