I Kristiansand står det en 3D-printet betongskulptur - Hvordan havnet den der?

I skolegården på nye Wilds Minne skole i Kristiansand står det nå en skulptur litt utenom det vanlige – den er nemlig 3D-printet i betong! 

Hvordan ble den til? Og hvordan går man frem når arkitekter, kunstnere og designere skal benytte seg av nye produksjonsmetoder?

Litt bakgrunn

Historien til skulpturen starter med en konkurranse som ble lyst ut ved Arkitekthøyskolen i Oslo, i samarbeid med høyskolen, MIL, Future Materials og Veidekke. Veidekke, som er entreprenøren bak nye Wilds Minne skole mente rett og slett at en ny og flott skole fortjener noe nytt og spennende til å pryde skolegården, og hvem bedre til å komme med friske ideer enn studenter ved AHO.

Konkurransegrunnlaget ble definert, med blant annet informasjon rundt hva slags størrelser studentene måtte holde seg innenfor. I tillegg fikk studentene litt informasjon om hva 3D-printing i betong faktisk er, hvordan prosessen fungerer, hva slags muligheter og restriksjoner prosessen gir, og noen tommelfingerregler rundt «design for 3D-print». Utover dette var alle veier åpne! 

Vinnerne ble Severin Kokaas Ingebretsen og Knut Magnus Baustad! Vi gratulerer igjen! 

Et flott design – men er den produserbar? 

Tett dialog mellom produsent og designer er viktig!

Ja, det er den – noe av grunnen til at vi kunne gå videre med den. Men det var noen tanker og bekymringer rundt designet som vi ønsket å diskutere.

Det første og aller viktigste var sikkerhet: Hvordan sikrer vi at denne skulpturen tåler vær, vind og rastløse barn?

Det andre var om vi kunne implementere noe som gjorde at skulpturen ble en mer aktiv del av skolegården.

Vi gikk derfor i dialog med designere for å diskutere disse aspektene – på denne måten bevarer vi fokuset på at strukturen lar seg produsere samtidig som den beholder uttrykket designerne ønsket å fremme. 

Løsningen på det aller viktigste ble å lage lommer på baksiden av skulpturen. Disse lommene ville bli hule under printingen, men etter ferdig print vil kunne armeres og støpes igjen. På denne måten ville vi få en mer solid struktur som ikke bare tåler trykk (som betong allerede er god på), men også bøy. I tillegg ble det lagt inn en benk på fremsiden, som gjorde at skulpturen kunne benyttes mer aktivt. 

En av forskjellene med betongprinting i forhold til 3D-printing med andre materialer er at vi ønsker en kontinuerlig prosess – det vil si at fra du starter vil det alltid komme betong ut av dysa på roboten. Se for deg en kakesprøyte som du ikke kan slutte å klemme på. Hvert lag må derfor bestå av en lukket sløyfe, noe som gjør at vi må tenke oss om både en og to ganger. 

Men dette er ikke uvanlig! Hver eneste produksjonsprosess har sine regler, utfordringer og muligheter. Den eneste forskjellen er at betongstøping har vi drevet med lenge, så det tar tid å omstille hodet. Det er derfor utrolig viktig med god og tett dialog mellom designer og produsent. 

Første test - Suksess med forbedringspunkter

Nå hadde vi et design vi trodde ville funke – ja da må det jo testes! 

Designet ble derfor printet i sin helhet. Testen hadde to hovedhensikter; 

– Vil strukturen la seg printe? Med spesielt fokus på stabiliteten og fare for kollaps underveis i printingen. 

– Er det andre detaljer vi merker oss som vi gjerne kunnet forbedre?

 Strukturen viste seg å være stabil og god å printe, så første punkt kunne vi «checke» med et glis. 

Det var dog noen detaljer vi tenkte vi kunne forbedre. Én av disse var de ujevne lagene. Ser man nøye på bildet ovenfor ser man at lagene er ganske ujevne til tider, noe som i bildet skaper et skyggespill her og der. Denne effekten kom av at i noen lag fikk vi noe tykkere lag enn i andre lag – og da starter feilsøkingsspillet. 

Feilsøking og læring - en naturlig del av ny teknologi

Skal du ta i bruk ny teknologi, eller bruke teknologi på nye bruksområder det ikke har blitt brukt på før, så er det bare å forberede seg på feilsøking. Ikke alt kommer til å gå etter planen, av grunner du ikke kan planlegge for. Men snur du om på det, så er det også det som er så interessant med ny teknologi; du kommer til å lære noe – garantert! 

Grunnen til de ujevne lagene viste seg å være en kombinasjon av flere faktorer; noe ujevn robothastighet forskjellige steder i scriptet, noe ujevn blanding av materiale, og faktisk også noe sensorikk som ikke oppførte seg som det skulle. Kombinasjonen resulterte i uker med testing og justering, før vi endelig gir oss selv grønt lys til å kjøre produksjon. 

3D-print og støping - bruk begge!

Utstyret vi bruker til betongprinting er fastmontert i en hall, og dermed best egnet til prefabrikasjon i dag. Det vil si at det som produseres må flyttes. For å flytte denne skulpturen bestemte vi oss for å printe skulpturen på et støpt fundament. Fundamentet ble støpt hos vår samarbeidspartner Heidelberg Materials Prefab i Kristiansand. Og for å få god binding mellom det støpte materialet og det 3D-printede materialet benyttet vi oss av sementbasert epoxy levert av nok en samarbeidspartner; Mapei. 

Kombinasjonen mellom støping og 3D-printing er viktig. Til slutt så er de forskjellige produksjonsmetodene kun forskjellige verktøy for å komme i mål, og det er viktig å benytte de verktøyene som får deg i mål på best mulig måte – og gjerne kombinere de! 

Printingen ble en suksess, og da gjenstod det bare å få den fraktet til riktig sted, noe Veidekke tok seg av. Nå står skulpturen og pryder skolegården til nye Wilds Minne skole – laget med ny teknologi for nye generasjoner! 

Stor takk til våre samarbeidspartnere som var med på dette prosjektet: Veidekke, Heidelberg Materials Prefab, Mapei, AHO, og Norconsult.  Prosjektet vi har gående er ledet av Future Materials, og muliggjort gjennom støtte fra SIVA.