Det är många som talar om additiv tillverkning och entusiasterna är övertygade om att tekniken kommer att förändra tillverkningsmetoderna inom många branscher. ”Additiv tillverkning – friformsframställning eller 3D-printing – är olika namn på samma sak. Det går ut på att en maskin printar ut objekt baserade på en digital ritning genom lager-på-lager-tillverkning”, berättar Marlene Johansson, som är föreståndare för Sliperiet vid Umeå universitet.

”En av de stora fördelarna med additiv tillverkning är att det ger möjlighet att skapa komplexa produkter i ett stycke, vilket minskar monteringstid och materialspill. Den nya tekniken förutspås leda till en industriomvandling som möjliggör lokal produktion, lägre kostnader, nya produkt- och designlösningar, samt drastiskt minskad miljöpåverkan”, fortsätter Marlene.

Additiv tillverkning i serieproduktionroligt hus

Additiv tillverkning börjar nu användas för serieproduktion i industriella sammanhang och det är flyg- och implantatindustrin har kommit längst. I dag tillverkas exempelvis två procent av alla höftledsimplantat i världen av svenska 3D-företaget Arcam. För flygindustrin är målet att spara bränsle genom att komponenterna i flygplanen kan göras lättare eller mer effektiva. Andra exempel där tekniken används är framställning delar till gas- och vindkraftsturbiner samt tillverkning av medicinska instrument.

Många förknippar 3D-tekniken med småskaliga, komplexa produkter i korta serier, men nu öppnar det sig möjligheter att även tillverka stora komponenter. Detta gäller exempelvis byggindustrin där det kinesiska företaget Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co som på ett dygn byggde tio hus med en yta på vardera 200 m2. Företaget använde en 3D-printer som klarade en byggvolym på 150 × 10 × 6,6 meter och husen byggdes upp – lager för lager – genom extrudering av huvudsakligen återvunnen glasfiberförstärkt betong.

Tekniken hittar nya tillämpningar och tillgången till relativt billiga 3D-skrivare gör att intresset och bredden ökar. Förutom att additiv tillverkning gör det möjligt att bygga sådant som tidigare nästan var omöjligt finns flera andra fördelar. Jämfört med gjutning eller maskinbearbetning slipper man verktygskostnader, spar material och får kortare ledtid från ritning till färdig produkt. Bland miljöfördelarna finns optimerad materialanvändning, design för lätta strukturer och komponenter, samt minskad användning av kemiska produkter.

Hus av cellulosabaserade material

I ett samarbetsprojekt värt 35 miljoner kronor ska Umeå universitet tillsammans med externa samarbetspartners utveckla teknik för att göra storskaliga 3D-utskrifter av cellulosabaserade material. Det handlar inte om några små utskrifter. Målet är att göra utskrifter av hus.

”Tanken med projektet är att vi ska utveckla teknik som kan användas till att förstärka tillverkningsindustrin i regionen. För Sliperiet är projektet, som kallas +Project, en del i strategin att bygga samverkan i en öppen och tvärvetenskaplig innovationsmiljö. Här skapar vi möten och samarbeten mellan olika vetenskapliga områden och med regionens företag. Ett av delmålen är att utveckla cellulosabaserade material för 3D-utskrifter i stor skala, vilket kan handla om allt från att skriva ut fönsterlister och dörrar, till väggar och slutligen hela hus”, konstaterar Marlene Johansson.

Bilden visar insidan av ett hus som tillverkats genom 3D-printing (additiv tillverkning). Foto: Johan Gunséus.

Målgrupp för projektet +Project är små och medelstora företag inom bygg- och skogsindustrin, samt företag inom arkitektur, design och IT. Företagare, kreatörer och företag ska tillsammans med universitet och forskningsinstitut utveckla prototyper på produkter och tjänster som bygger på regionens infrastruktur och råvara – prototyper som kan kommersialiseras av regionens företag och entreprenörer. Man ska också utforska nya, cirkulära affärs- och produktionsmodeller och skapa ett kompetenscentrum för hållbart byggande och förvaltande. Vid projektets avslut 2018 ska en världsexpo byggas som positionerar regionen som världsledande inom digital tillverkning och hållbart byggande.

”Under decennier har hus ritats med hjälp av digital teknik. Samtidigt har själva byggandet fortsatt att vara manuellt, arbetsintensivt och dyrt. Byggmaterialen transporteras långa sträckor och monteras därefter i en bestämd ordning. Själva byggprocessen kan ta månader och både materialen och transporterna ger ett stort koldioxidavtryck. Energiförbrukningen i hela kedjan från råvaror till färdig byggnad är också betydande”, säger Linnéa Therese Dimitriou, konstnärlig ledare vid Sliperiet.

”Vi tar nu viktiga steg för att norra Sverige ska ligga i framkanten inom storskalig additiv tillverkning. Detta innebär en otroligt spännande framtidsmöjlighet för skogs- och byggindustrin och kan öppna för nya affärsmöjligheter som bygger på regionens råvaror. För arkitekterna öppnar sig många intressanta möjligheter med 3D-tekniken, både vad det gäller formgivning av hela byggnaden men också utformningen av detaljer och utsmyckningar. Vi ser också många miljöfördelar med den nya tekniken genom möjligheterna att utnyttja materialen på ett optimalt sätt”, avslutar Linnéa Therese.

Vid Umeå universitet är Arkitekthögskolan, Handelshögskolan, Informatik, Tillämpad fysik och elektronik (TFE) samarbetspartners. Projektet byggs också med forskningsinstituten Interactive Institute (Swedish ICT) och SP Processum, samt företag som Revenues, White Arkitektbyrå och Nätverket för hållbart byggande i kallt klimat. Umeå kommun och Region Västerbotten stödjer projektet genom medfinansiering.

Artikeln publicerad i Augusti 2015