Betooni printimine ei ole enam tulevik – Kiili Betoon tõi selle igapäevasesse tootmisse

Plastikust esemete 3D-printimise võimalikkus on tänaseks juba tuttav, kuigi alles 10 aastat tagasi imestasime selle üle veel kõik. Võtmehoidja suuruste väiksemate esemete nullist loomine toimub ülikiirelt, lausa mõnekümne minutiga, lillevaas valmib aga paari tunniga. Kogu protsessi on võimalik reaalajas jälgida kasvõi mobiili ekraanilt. Nüüd on tehnoloogia areng jõudnud siis nii kaugele, et suudame reaalselt printida betooni ja see avab kogu valdkonnale juba täiesti uued võimalused. 

Kuidas käib betooni 3D-printimine?

Betooni 3D-printimise tehnoloogia töötab põhimõtteliselt vastupidisel loogikal kui CNC-pink. Kui CNC-pink eemaldab materjali, et saavutada soovitud kuju, siis betooni printimisel lisatakse materjali kihthaaval täpselt sinna, kuhu vaja. Betooni printimiseks kasutatakse kreemi asemel spetsiaalset betoonisegu ja inimkäe asemel robotit, kes teeb sama tööd väsimata ja kordades kiiremini. Visuaalset tulemust teab robot samuti ette, sest see on talle arvutis juba ette joonistatud. Printimise materjalina kasutatakse uut spetsiaalset betoonisegu, mis on printimiseks piisavalt voolav, aga ka tugev, et ise vormi hoida. 

Kõlab lihtsalt, onju? Eks kõik tundubki võimatu täpselt nii kaua, kuni see võimalikuks saab ja siis ongi lihtne. Selleks, et me täna mõne uue tehnilise võimaluse üle rõõmustada saaksime, on teadlased tegelikult aastaid tööd teinud. Betooni 3D-printimise tehnoloogia arendamise eesotsas on seisnud peamiselt Holland ja Saksamaa, kus ülikoolide ja tootjate koostöö tulemusena on tänaseks välja töötatud nii printimismeetodid kui ka spetsiaalsed betoonisegud. Üheks valdkonna uuenduse eestvedajaks on ka Eesti turul tuntud tootja Saint-Gobain / Weber, kelle kaudu jõuavad lahendused ka Eestisse.

Uus tehnoloogia kaotab betooni valamiseks vajaliku vormi. Mida see tegelikult tähendab?

Uue betooni töötlemise tehnoloogia kasutuselevõtt tähendab sisuliselt terve tootmisprotsessi sisulist muudatust. Traditsiooniliselt toimus betoontoote valmistamine siiani nii, et iga toote valmistamiseks tuli esmalt tellida metallvorm. See omakorda eeldas alustuseks vajalike tehniliste jooniste koostamist, mille järgi metallvorm siis valmis tehti. Mõlemad juba iseenesest piisavalt aeganõudvad ja kulukad tööd ainult ettevalmistuseks. Kui metallvorm olemas, sai asja tootmisega peale hakata. Selleks täideti vorm betooniseguga, oodati selle kivistumist, eemaldati vorm ning hinnaline ja kaua oodatud lõpptulemus oligi lõpuks käes. Alati tuli loota, et olemasolevad vormid ka võimalikult paljudele järgmistele klientidele sobiksid, sest iga pisemgi muudatus tootes tähendas uue vormi valmistamist koos sinna juurde kuuluva eeltöö ja ajaga. Süsteem iseenesest oli muidugi järgi proovitud ja toimiv, aga täpselt sama jäik nagu betoon ise.

Kiili Betooni tegevjuht Martti Lukki sõnul tõstab betooni 3D-printimise võimalikuks saamine kogu valdkonna täiesti uude ajastusse, mille tegelikud võimalused on alles selgumisel ja arengus. Me ei räägi betooni 3D-printimise juures ainult kiiremast tootmisest, vaid kogu tootmisprotsessi tuginemisest fundamentaalselt täiesti uuele loogikale. Varem määras vormi hind selle, mida üldse oli mõtet toota. Paljud põnevad ideed jäid teostamata, sest olid lihtsalt ebamõistlikult kallid. Nüüd on ainsaks piiriks digitaalne mudel.

Printer ei vaja vorme ega ettevalmistust. Töö algab kohe, kui mudel olemas. 

Kiili Betoon kasutab täna betoonesemete tootmisel printerit, mille tööala on 4x8 meetrit. Protsess ise on lihtne. Printeri alusele asetatakse kaubaalus ja masin prindib sinna kliendi poolt valitud toote. Reaalse näitena võrdlusest varasemaga toob Martti kohe välja kümne suuremõõtmelise lillekonteineriga vaasi tootmise, mis võttis varem aega nädalaid või isegi kuid. Täna teostavad nad sellises mahus töö päevaga. 

Samas ei tähenda uus tehnoloogia, et kõik senised põhimõtted kaovad. Kui räägime kandvatest konstruktsioonidest, on oluline roll endiselt armatuuril. Betoon talub hästi survet, kuid tõmbepingele on see nõrk, mistõttu vajavad ka 3D-prinditud seinad ja plaadid tugevdust. Erinevus seisneb selles, et armatuuri ei paigaldata enam ilmtingimata tavapärasel viisil. Sageli prinditakse konstruktsioone nii, et selle sisse jäetakse ruum, kuhu armatuur hiljem lisada või siis kombineeritakse printimine ja valamine üheks tervikuks. Nii on 3D betooni printimisest välja kujunemas pigem hübriidlahendus, kus uus tehnoloogia olemasolevaid ehituspõhimõtteid täiendab.

Mida saab printida? Rohkem, kui ette oskad kujutada

Betoontoodete valik, mida saab printida, on lai: konteinerhaljastuse potid, pingid, välimööbel, trepielemendid, astme- ja sillutusplaadid, aiapostid, tänavasildid jne. Eriti huvitavaks läheb asi siis, kui mängu tulevad kirjad, logod ja muud erikujulised detailid - asjad, mida Kiili Betoon varem enamasti vältis, sest iga detail tähendas eraldi vormi ja käsitööd. Nüüd saab sama tulemuse otse printimisega, ilma et detailsus kulu lisaks.

Lisaks on põneva uue lahendusena võimalik printimise käigus betoonelemente nüüd ka teiste materjalidega siduda. Martti toob näiteks linnaruumis kasutatavad prügikastid, mille tootmiseks asetatakse esmalt paika metallist alusrõngas ja betoonosa prinditakse otse selle peale. Uue tehnoloogiaga ei ole kümme sellist prügikasti päevaga valmis teha enam mingi küsimus. 

Kergem, säästvam, mõistlikum

Üks 3D-printimise oluline eelis on võimalus materjali säästa. Kuna enam ei ole tingimata vajalik valada vorm betooni täis, saab vajadusel printides konstruktsioonid seest õõnsaks jätta ja kasutada materjali ainult seal, kus seda ka päriselt vaja on. Ringpingi puhul väheneb näiteks betoonikulu kolmandiku võrra, mis tähendab kergemat toodet, lihtsamat transporti ja väiksemat materjalikulu.

Betoontooted on ilusad ja vastupidavad, aga täpselt sama palju ka rasked. Nende vedamine objektile on tihi korralik ettevõtmine, kuna eeldab tavaliselt ka spetsiaalset transporti ja sõltuvalt tootest ka tõstemehhanisme. Martti sõnul saab mõnede uute printtoodete puhul juba kaks meest oma jõuga ilusti hakkama.  

Kaal ei ole tegelikult oluline ainult transpordis. Näiteks ühe projekti puhul Tallinnas Kalaranna piirkonnas tuli arvestada maa-aluse parkla kandvusega, mille kohale olid planeeritud nii sillutis, puud, taimed kui konteinerhaljastus. Kiili Betooni suured konteinerid ja pingid pidid olema võimalikult kerged, aga vastama siiski projektis ette nähtud visioonile. Martti meenutab, et vanal meetodil nõudis see töö meeletut nuputamist, enne kui tehniline poolt paika sai ja lõpuks ka aega, et see teoks teha. 3D-printimine võimaldab kaalu optimeerida juba disainifaasis ja kavandada konstruktsioon digitaalses mudelis algusest peale seest tühjana. Meeletu aja ja vahendite kokkuhoid, mis tootmise kordades lihtsamaks muudab. 

Tootmise paindlikkus avab uued võimalused nii arhitektidele kui disaineritele

3D-printimise abil pole ühe betoontoote suuruse muutmine või mõne väikese detaili lisamine  enam mingi lisakulu. Klassikalise vormiga toodetud elemendi muutmine, milleks võib olla näiteks standardmõõdus konteinervaasi 10 cm väiksemaks tegemine, eeldab uut tehnilist joonist ja vormi, mis loomulikult maksab. Printimisel on vaja ainult väikest muudatust digitaalses mudelis ja lähebki tööks. Sama toodet on võimalik skaleerida, kohandada ja varieerida ilma igasuguse lisakuluta.

See on uus põnev võimalus nii arhitektidele kui disaineritele, kes soovivad näiteks pakkuda välja seeriatooteid, mis on kohaldatavad vastavalt erinevatele hoovi või terrassi suurustele, võibolla lisada erinevate tellijate logosid vmt. 

Räägime ka piiridest: prinditud pind on ikkagi prinditud pind

Traditsiooniliste metallvormidega tootmisel on võimalik mängida paljude erinevate pinnaviimistluse võimalustega. Valida saab näiteks sileda, reljeefse või muul moel varieeritud lõpptulemuse vahel. Printeriga jääb pind alati ühesugune, sest muster tekib sinna kihthaaval ringjoonena ning muuta saab seda joone paksusega, mis teeb tulemuse veidi laiemaks või kitsamaks.

See on praegu meie käsutuses oleva tehnoloogia piir, mida ei pea ilmtingimata puudusena nägema. Miks mitte suhtuda sellesse kui kaasaegset arhitektuuri iseloomustavasse mustrisse, mis peegeldabki tehnoloogia enda loomulikku esteetikat, nagu näiteks nähtav kihistus savinõudel või puidutekstuuri jälg betoonpinnal. Tegelikult plaanivad nad Martti sõnul Kiili Betoonis varsti katsetada ka printtoodete pealispinna freesimist, mis võiks anda pinnaviimistlusele juurde uusi võimalusi.

Kiili Betoon toob uue tehnoloogia igapäevasesse kasutusse ja täiesti tavalise hinnaga

Areng toimub alati samal põhimõttel: mis täna uudis, on homme standard. Esimesed betoonmajad on maailmas juba prinditud ja mitte mudelina, vaid inimesed juba päriselt elavadki sellistes. Prinditud sillad, müürid, erinevad arhitektuursed detailid on kõik on juba kusagil olemas.

Kiili Betooni eesmärk ei ole pakkuda printimist ei nišitoote ega premium-võimalusena. Martti Lukki rõhutab selgelt, et nende fookus on tavahinnal. Tootmise efektiivsus ise loob väärtuse nii tootja kui kliendi jaoks. Paljud uued tehnoloogiad jõuavad turule kalli ja kättesaamatuna ning muutuvad taskukohaseks alles aastaid hiljem. Kiili Betoon toob uue tehnoloogia kohe täiesti tavaliste toodete ja hindadega igapäevasesse kasutusse.

Tulevik ei saabu alati fanfaarihelide saatel. Mõnikord asendatakse lihtsalt üks kaubaalus teisega ja masin hakkab printima. Tegemist on tegelikult väga suure muutusega, mis Eesti tööstusesse kohale on jõudnud ja mida märkame võibolla alles siis, kui see lõpuks linnaruumist ja muudest igapäevastest lahendustest silma hakkab paistma.

Tarbija jaoks tähendab uus tehnoloogia eelkõige seda, et igaühel on nüüd ligipääs täpsemalt ja kiiremini valminud toodetele, mis on kergemad, keskkonnasäästlikumad ja rohkem kohandatavad kui kunagi varem. Ja mis veel kõige olulisem, need on ikkagi Eestis tehtud ja meie oma ettevõtte poolt!