3D tištěné cihly ze skla: Rarita pro fajnšmekry, nebo budoucnost stavebnictví?

Výhodou cihel, které představili vědci z Massachusetts Institute of Technology (MIT), není jen snadné sestavení. Jakmile se totiž blíží konec životnosti budovy, jdou i velmi snadno rozebrat a použít zase na jinou stavbu, klidně několikrát za sebou. Mohou z nich tedy vznikat celé generace budov, které budou mít podobný tvar. Připomínají tak spíš sci-fi nebo počítačovou hru než jen dětskou stavebnici.

Skleněné cihly z 3D tiskárny dokonale splňují současné požadavky na udržitelnost, protože minimalizují nároky na výrobu nových materiálů a snižují uhlíkovou stopu budov. A to od výroby prvního kusu až po demolici celé stavby. Navíc se pro jejich výrobu používá už recyklovaný materiál, který získává specifické vlastnosti díky technologii vyvinuté spin-off společností Evenline. Ta vytváří silné kostky z několika vrstev skla, které mají tvar osmičky, aby do sebe co nejlépe zapadly.

Podle informací MIT se při prvních testech 3D tištěné cihly osvědčily a překvapily svou odolností, kterou se vyrovnají i betonu. První zakřivená stěna z tohoto materiálu tedy už stojí a brzy vědci chystají stavbu celého objektu, pravděpodobně pavilonu. A sklo podle nich bude využitelné nejen na jeho fasády, ale také na vnitřní stěny.

„Sklo je jako konstrukční materiál trochu neobvyklé,“ říká Michael Stern, bývalý postgraduální student MIT a výzkumník v MIT’s Media Lab a Lincoln Laboratory, který je také zakladatelem a ředitelem Evenline. „Dokazujeme, že je to příležitost posunout hranice toho, co může v architektuře fungovat.“

Podrobnosti o designu skleněných cihel popsali tvůrci technologie Kaitlyn Beckerová a Michael Stern ve studii, která vyšla v časopise Glass Structures and Engineering. Inspiraci ale našli v Glass Lab MIT, kde se už jako studenti bakalářského studia poprvé učili foukat sklo.

„Ten materiál mi připadal fascinující,“ uvedl Stern, který během studia na katedře strojního inženýrství navrhl 3D tiskárnu schopnou tisknout roztavené recyklované sklo. Mezitím Beckerová přijala místo na fakultě MIT a začala zkoumat možnosti výroby a designu tohoto materiálu.

„Jsem nadšená z rozšiřování možností pro náročné materiály se zajímavými vlastnostmi, jako je sklo,“ popsala Beckerová s tím, že obdivuje zejména jeho optické vlastnosti a recyklovatelnost, protože dokud není kontaminované, dá se zpracovávat téměř donekonečna.

Společně se Sternem následně zjistili, jak lze z 3D tisknutelného skla vytvořit konstrukční zděnou jednotku, která je stejně pevná a stohovatelná jako tradiční cihly. Použili k tomu nejnovější verzi skleněné tiskárny Evenline Glass 3D Printer 3 (G3DP3), která se spáruje s pecí k roztavení rozdrcených skleněných lahví. Získají tak tisknutelný materiál a přístroj jej může zpracovat a vrstvit na sebe.

Prototypy skleněných cihel vznikly ze sodnovápenatého skla, které se obvykle používá pro foukání. Vědci ale museli myslet i na spojovací materiál, a tak každou vytištěnou kostku opatřili dvěma kulatými cvočky podobnými jako u lega. Lépe tak do sebe zapadnou a dají se sestavit do větších struktur. Další materiál umístili mezi cihly, aby zabránili poškrábání nebo popraskání. Pokud by ale chtěli cihlovou konstrukci rozebrat nebo recyklovat, můžou ho snadno odstranit.