Druk 3D z betonu. Szansa czy zmarnowany potencjał Europy Środkowej?
Technologia, która może odmienić budownictwo, rozwija się błyskawicznie w Chinach i Australii. Kraje Grupy Wyszehradzkiej wciąż stoją na uboczu
Druk 3D z betonu jeszcze kilka lat temu był futurystycznym eksperymentem. Dziś wchodzi na budowy w Europie i Azji. Roboty z dyszami potrafią wytłoczyć ściany budynku w kilkanaście godzin, bez szalunków i przy minimalnym udziale pracowników. Badaczki Anna M. Stręk z Politechniki Krakowskiej i Alena Sičáková z Politechniki w Koszycach przeanalizowały globalne i regionalne trendy w tej dziedzinie. Wniosek jest czytelny: potencjał w regionie jest, ale dystans do liderów pozostaje duży.
Jak to działa
Technologia 3DCP polega na warstwowym nakładaniu specjalnie dobranej mieszanki przy pomocy dyszy sterowanej komputerowo. Materiał musi być jednocześnie plastyczny, aby dał się wycisnąć, i na tyle nośny, aby utrzymał kolejne warstwy bez rozpływania.
Drukarki mają różne konstrukcje: bramowe układy jezdne wokół obiektu, mobilne wózki lub zrobotyzowane ramiona. Zamiast szalunków i klasycznej ekipy murarskiej pracę wykonuje maszyna, a człowiek nadzoruje proces i kontroluje parametry mieszanki.
Efekt uboczny jest pożądany: swoboda formy. Krzywoliniowe ściany, porowate przekroje, elementy ażurowe, przegrody o zmiennej geometrii i mostki instalacyjne powstają bez dodatkowych kosztów i skomplikowanych szalunków. W literaturze badania koncentrują się m.in. na reologii i wytrzymałości, przyczepności międzywarstwowej, projektowaniu
mieszanek oraz na symulacjach i modelowaniu procesu.
Nadzieje i obietnice
- Szybkość budowy i powtarzalna jakość przy mniejszej liczbie pracowników.
- Oszczędność materiału dzięki projektowaniu pod druk i optymalizacji kształtów.
- Szansa na niższy ślad węglowy dzięki dodatkom z recyklingu i domieszkom pochodzenia przemysłowego.
- Możliwość odpowiedzi na kryzys mieszkaniowy poprzez szybkie wznoszenie prostych, funkcjonalnych budynków.
Autorki zwracają uwagę, że brak norm i kodów projektowych pozostaje barierą wdrożeń. Jednocześnie tempo badań i skala zgłoszeń patentowych wskazują na szybkie dojrzewanie ekosystemu.
Po 2018 r. liczba publikacji o druku 3D z betonu rośnie lawinowo. Największy udział mają Chiny, dalej Australia i USA. To tam powstają standardy i rozwiązania komercyjne, a Chiny dominują w ochronie patentowej. W praktyce ten, kto ma patenty, kształtuje rynek sprzętu, oprogramowania i receptur mieszanek.
Od domów po mosty i szkoły
Technologia wyszła z laboratoriów. W Eindhoven zrealizowano pierwsze w Europie komercyjne domy z betonu drukowanego 3D. W Niemczech powstał dwukondygnacyjny budynek mieszkalny. Dubaj planuje istotny udział wydruków w nowych inwestycjach. Na świecie powstają także mosty dla pieszych i niewielkie obiekty użyteczności publicznej. Przykłady potwierdzają, że 3DCP nie jest ciekawostką, ale realnym narzędziem budownictwa.
Udział Europy Środkowej w publikacjach jest umiarkowany. W regionie prym wiodą Niemcy, a wśród państw Grupy Wyszehradzkiej dorobek jest skromny. I co symptomatyczne, praktycznie nie ma współautorskich publikacji łączących państwa tej grupy. Równocześnie udział w zgłoszeniach patentowych jest marginalny, co utrudnia komercjalizację.
Co z tego wynika dla Polski
Jeżeli nie przyspieszymy, pozostaniemy odbiorcą technologii: importowanych drukarek, oprogramowania i receptur. To oznacza utracone przychody z licencji i mniejsze szanse rodzimych firm w łańcuchu wartości.
Z drugiej strony mamy atuty: mocną kadrę inżynierską, prace nad mieszankami i kompetencje w symulacjach procesów. Właśnie tam można budować przewagi, zwłaszcza w obszarze niskoemisyjnych receptur i projektowania pod druk.
Na uczelniach i w firmach trwają pilotaże: drukowane elementy architektoniczne, małe obiekty użytkowe czy prototypowe przegrody. To wciąż etap testów, ale pokazuje wykonalność technologii. Kluczowe będzie skalowanie, standaryzacja i wejście w partnerstwa przemysłowe przed globalną konkurencją.
Autorki wskazują dostępne instrumenty współpracy i finansowania, takie jak Interreg czy Fundusz Wyszehradzki, oraz potrzebę zacieśniania relacji nauka-przemysł-administracja.
Źródło
Anna M. Stręk, Alena Sičáková, 3D concrete print – regional potential and challenges, Archives of Civil Engineering, vol. LXXI, nr 3, 2025, s. 601-618. DOI: 10.24425/ace.2025.155121.
O periodyku
Archives of Civil Engineering (ACE) to kwartalnik Polskiej Akademii Nauk i Politechniki Warszawskiej. Czasopismo publikuje po angielsku oryginalne artykuły naukowe o charakterze teoretycznym, eksperymentalnym, numerycznym i praktycznym, w tym prace badawcze, przeglądowe oraz studia przypadków ze wszystkich działów inżynierii lądowej.