Meny
  • Marlene Johansson visar upp en boll som ligger inuti en boll. "Något sådant har aldrig gått att göra i ett stycke innan 3D-skrivarna kom", säger hon.
    Foto: Johanna Åfreds
    ,
    Foto: Johanna Åfreds

3D-printing väg till industriell revolution

3D-printing väg till industriell revolution

Byggmaterial och hela hus har redan skrivits ut på olika håll i världen. I Umeå pågår just nu ett samarbete mellan universitetet och branschen om hur träbaserade printmaterial skulle kunna användas som råvara för utskrifter som går att använda i svenska byggnader.

Matbranschen använder 3D-skrivarna till att skriva ut avancerade former och mönster i choklad. Sjukvården printar nya höftleder och formgivare kan enkelt skriva ut unika smycken i olika metaller. Hemmafixaren köper redan idag en 3D-skrivare för några tusenlappar på Clas Ohlson och kan med den skriva ut exempelvis krokar, lock, modeller och reservdelar i främst metall eller plast. Men vad händer för tillfället inom byggsektorn? Tidningen Byggindustrin reste till Umeå för att träffa en grupp forskare som tillsammans med industrin har målet att ta fram storskaliga 3D-utskrifter i cellulosamaterial.

Hittills har de skrivare som använts inom byggsektorn internationellt främst använt betong. Även metall eller plast förekommer. Träbaserade material är i jämförelse ett outforskat material i detta sammanhang.

– Vi lever i skogsriket och tycker att det vore bra om det gick att utveckla de råvaror som kommer från skogen till detta, säger Marlene Johansson.

 

Skogsindustrin intresserad

Marlene Johansson är universitetslektor på Handelshögskolan vid Umeå universitet samt föreståndare för Sliperiet, där det sistnämnda är en tvärvetenskaplig innovationsmiljö med studios och labb där vetenskapen kan mötas med företag från regionen. Den gamla byggnaden där verksamheten finns var en av Umeås första industrier för pappersmassaframställning, som dock gick i graven redan på 1950-talet. Marlene Johansson reflekterar och ser en slags historisk kontinuitet för vad som har pågått i byggnaden genom åren.

– Skogsindustrin idag är väldigt intresserad av att hitta nya användningsområden för sina råvaror. Behovet av pappersmassa har sjunkit kraftigt under senare år bland annat i och med minskadtidningsproduktion. En utvecklingsmöjlighet som de ser är cellulosabaserad 3D-printing, säger hon.

Spån blandas med andra substanser och testerna av detta görs av SP Processum som är en del av Sveriges tekniska forskningsinstitut. Under förra året byggdes två tillbehör till skrivare som ska kunna formpressa eller spruta ut massan i en av testbäddarna på Sliperiet. Forskningsingenjör Lars Isaksson, Umeå universitet, arbetar inom projektet med bland annat tester av biomaterial för 3D-printing från skogsråvara. Det pågår för tillfället en kapplöpning mellan alla som forskar på biobaserade material. Många kommersiella biomaterial har en relativ låg inblandning av bioråvara, kanske ner mot 30-40 procent, enligt Lars Isaksson. Resten är många gånger olika typer av polymerer, det vill säga traditionella plaster som fungerar som bindemedel. Målet i Umeå är att ha en hög inblandning av biobaserade material, om möjligt 100 procent.

– Vi siktar på att hålla oss till material från träråvaror men det har varit tuffare än vi har trott. Kanske får vi dra i handbromsen och komplettera med andra komponenter också. 3D-printning ställer stora krav på att materialet härdar snabbt och är självbärande under byggprocessen, säger Lars Isaksson om testerna hittills.

Lars Isaksson
Foto: Johanna Åfreds

Går att plocka många material

Han understryker att de försöker titta brett på olika materialkombinationer men att grunden ska ha sitt ursprung i skogen. Man har exempelvis provat att ytbehandla och impregnera med en bark, som annars är ett material som det är svårt att hitta användningsområden för annat än till förbränning.

– Det går att plocka ut många spännande material ur en hög sågspån. En timmerstock innehåller cellulosa och lignin men även allt från stärkelse och olika fetter som kan omvandlas till alkoholer,oljor och plaster, säger Lars Isaksson.

Han fortsätter:

– Träråvaran är en fantastisk komposit redan som den är och vi ska inte ödsla energi på att göra något som är sämre än det vi redan har, utan snarare sikta på att nå ett högre värde. I dagsläget är det lätt att drömma sig bort och tro att det inom fem år kommer att vara 3D-printrar med certifierade material som gör allt. Jag ser det snarare som ett komplement till nuvarande tekniker där intressanta detaljer eller element till exempelvis en huskropp tillverkas med 3D-teknik, säger Lars Isaksson.

När projektet är klart 2018 är målet att ha en printer som ska kunna bygga större strukturer i och med att trämassan spritsas ut lager på lager.

– Vi kommer inte att kunna printa ett fullskaligt hus, men någon typ av prototyphus och showcase som visar på digitaliseringens möjligheter är det målet att det ska det bli, säger Marlene Johansson.

I Sverige idag finns ett antal initiativ inom utvecklandet av 3D-printing inom bygg men inget helhetsgrepp, konstaterar Marlene Johansson.

– Vi har halkat efter länder som Storbritannien och Danmark där det har satsats stort från statligt håll, säger hon.

De blivande civilingenjörerna Ingrid Uneklint och Andreas Häggström tillverkar en gjutform för 3D-utskrift
Foto: Johanna Åfreds

 

Även studenterna engageras i projektet. Just denna dag arbetar Ingrid Uneklint och Andreas Häggström i en av verkstäderna på Sliperiet. De går på civilingenjörsutbildningarna i bioteknik respektive teknisk fysik. Många 3D-utskrifter behöver ingen gjutform, men i vissa lägen och med vissa material kan det ändå behövas.

– Vi bygger en gjutform som är omställningsbar elektroniskt. Materialet är MDF-board tillskuren med laserskärare, berättar de.

De är just nu i början av projektet.

– Sedan är tanken att en digital fil i Cad ska innehålla den information som behövs för att styra gjutformen. Just nu arbetar vi med att göra gjutformens botten reglerbar, säger Ingrid Uneklint.

 

Marknaden har exploderat

Många patent inom 3D-printing löpte ut för cirka fem år sedan berättar Marlene Johansson. Efter det har marknaden exploderat och en stor del av mjukvaran har öppen källkod.

– Det leder till gräsrotsinnovation och en demokratisering av teknikutvecklingen. Våraforskare och studenter har nya möjligheter att samarbeta med till exempel Stanford och MIT där all kod är öppen, säger hon.

 

Städer blir säkrare med biofilter

Byggopusvinnaren Johan Nilsson har studerat klimatanpassning.
Porträtt
http://byggindustrin.se/artikel/portratt/stader-blir-sakrare-med-biofilter-25445
Trapphus som levererats samma dag till projektet Senapsfabriken i Uppsala. Kvarteret Åsikten byggs mitt mellan två HMB Bygg-projekt och logistiken samordnas i Lossningskalendern.

Enkel lösning knäcker nöt

Digital logistikkalender sprider sig som löpeld på NCC
Fördjupning
http://byggindustrin.se/artikel/fordjupning/enkel-losning-knacker-not-25440
Kvarteret Järnridån i Ängby i Bromma.

Tillbakablick: Rapport från Södra Ängby

Tidningen beskrev ett toppmodernt villaområde 1937.
Fördjupning
http://byggindustrin.se/artikel/fordjupning/tillbakablick-rapport-fran-sodra-angby-25304

Tillbakablick: Byggarna missnöjda med uniformen

Intervjustudie visade upp en missklädd kår.
Fördjupning
http://byggindustrin.se/artikel/fordjupning/tillbakablick-byggarna-missnojda-med-uniformen-25303
Byggbodar var en bristvara våren 2007.

Tillbakablick: Bodbrist på byggena

Uthyrningsföretagen hade fullt upp 2007.
Fördjupning
http://byggindustrin.se/artikel/fordjupning/tillbakablick-bodbrist-pa-byggena-25302
En reklamkampanj skulle få byggarbetarna att sluta röka i byggbodarna.

Tillbakablick: Slutrökt i bodarna

1987 var det dags för byggarbetarna att fimpa.
Fördjupning
http://byggindustrin.se/artikel/fordjupning/tillbakablick-slutrokt-i-bodarna-25301
Katarina Graffman är antropolog med flera uppdragsgivare inom byggbranschen. Att förstå hur människor lever, inte bara hur de säger att de gör, är en viktig faktor för när man vill sätta människan i centrum.

Vill ge humanister plats inom bygg

Katarina Graffman anser att mer krävs för att sätta människan i centrum.
Porträtt
http://byggindustrin.se/artikel/portratt/vill-ge-humanister-plats-inom-bygg-25256

Goda jobbutsikter i Byggsverige

JM ger högutbildade nyanlända chansen att nå en anställning.
Fördjupning
http://byggindustrin.se/artikel/fordjupning/goda-jobbutsikter-i-byggsverige-25253
Arkitekten och entreprenören Jurrian Knijtijzer provbodde själv sin modul i tre månader för att se om den håller måttet.

Trä ska frälsa holländarna

Starka fördomar hinder för att bygga i ”nytt” material.
Fördjupning
http://byggindustrin.se/artikel/fordjupning/tra-ska-fralsa-hollandarna-25201
I framtiden blir alla produkter råvarubanker. Vi lånar råvarorna från vår planet jorden och lagrar dem i en bank som är produkten, säger arkitekten Thomas Rau.

Ny affärsmodell gör byggnader till materialbanker

Designar för återvinning.
Fördjupning
http://byggindustrin.se/artikel/fordjupning/ny-affarsmodell-gor-byggnader-till-materialbanker-25202