Tallinna Tehnikakõrgkooli (TTK) 3D-betooniprindi laboris on edukalt prinditud betoonelemente segust, mille üks põhikomponente on põlevkivituhk.
Arendustöö järgmine samm on liikuda laborikatsetustest suuremahulise tootmise suunas ning kasvatada Eestis 3D-betooniprintimise kompetentsi, mida saaks rakendada koostöös ehitus- ja materjalitööstuse ettevõtetega. 3D-betooniprintimisel loob robot konstruktsiooni kihthaaval, mis võimaldab valmistada vorme ja elemente, mida traditsiooniliste meetoditega oleks keerulisem või kulukam toota.
Tehnoloogia toimimiseks ei piisa aga printimisrobotist. Sama oluline on materjal: betoonisegu peab liikuma läbi pumba, olema prinditav, säilitama pärast printimist kuju ning kivistuma sobival viisil.
Just nende küsimustega tegelevad TTK ehitusinstituudi teadlased ja arendajad koos välispartneritega Eindhoveni Tehnikaülikoolist Hollandis ja Dresdeni Tehnikaülikoolist Saksamaal. Eesmärk on arendada korraga nii 3D-betooniprintimise tehnoloogiat kui ka kohalikel materjalidel põhinevaid jätkusuutlikke betoonisegusid.
Põhikomponendiks kohalik põlevkivituhk
Üks projekti olulisemaid tulemusi on väljatöötatud betoonisegu, mille põhikomponendiks on kohalik põlevkivituhk.
Edukas 3D-printimine sellest segust tähistas olulist verstaposti: materjaliga jõuti laboratoorsest arendusest reaalse betoonelemendi valmistamiseni. „Hea meel oli tähistada esimese projektiaasta lõppu väga olulise saavutusega, kus tegime eduka 3D-betooniprintimise meie enda arendatud segust. Eriti meeldivaks üllatuseks kujunes see, kui häid tulemusi annab Eesti põlevkivituhk segu komponendina 3D-betooniprindis,“ ütles TTK ehitusinstituudi juhtivlektor Aivars Alt. Järgmine eesmärk on luua eeldused segu tootmiseks suuremas mahus ning tugevdada koostööd ettevõtetega.
Weber Eesti turundusdirektor Priit Pallum toob esile, et materjalitootjad otsivad pidevalt uusi tooraineid ja komponente toodete arendamiseks. „Põlevkivi lendtuhk saab osaliselt ja võib-olla peagi ka täielikult betoonide ja segude tootmisel asendada suure CO2 emissiooniga tsementi.. 3D-printimissegu arendusprojektis osalemine andis väärtuslikke teadmisi, kogemusi ja ideid edaspidiseks materjalide arendamiseks. Samavõrra oluline on seejuures on ka innovatsioon – leida uusi ja efektiivsemaid lahendusi ja meetodeid ehitamiseks.”
Laborist päris ehituseni
Tallinna Tehnikakõrgkooli 3D-betooniprindi labor Tallinnas Siidisaba tänaval võimaldab ühes kohas arendada materjale, katsetada printimistehnoloogiat ja valmistada reaalseid elemente. Üks näide tehnoloogia praktilisest rakendamisest on koostöös Heksagon OÜ-ga valminud 3D-betooniprinditud maakelder. Maakeldri põranda- ja seinaelemendid valmistati tehnikakõrgkooli laboris 3D-betooniprintimise teel, transporditi paigalduskohta ning ühendati seal terviklikuks konstruktsiooniks.
2026. aasta suvel paigaldatud prototüüp võimaldas hinnata kogu protsessi alates printimisest ja elementide tõstmisest kuni transpordi, paigalduse, hüdroisolatsiooni ja pinnasega kaetava konstruktsiooni lahenduseni. Heksagoni hinnangul on tegemist teadaolevalt maailma esimese avalikult dokumenteeritud 3D-betooniprinditud ja pinnasega kaetava maakeldri prototüübiga. „Kui maakeldri projektiga alustasime, ei osanud me arvata, et juba novembris avame Eestis oma 3D-betooniprintimise tootmise. See samm saab teoks suuresti tänu TTK meeskonnale, alustava ettevõttena oleks sellise kogemuse iseseisev omandamine võtnud mitu korda rohkem aega ja raha,“ kommenteerib Heksagon OÜ tegevjuht Kristiina Õunpuu.
Tehnoloogia jõuab õppetöösse
3D-betooniprintimine ühendab materjaliteaduse, ehituse, automatiseerimise, programmeerimise ja disaini ning sama valdkondadeülest lähenemist rakendatakse õppetöös: insener peab mõistma konstruktsiooni ja materjali omadusi, tehnoloogia arendaja printimisprotsessi ning programmeerija seda, kuidas kavandatud lahendus robotile edasi anda.
Igal aastal toimub ka betooniprindi võistlus, mille käigus läbivad tudengid viie päeva jooksul kogu teekonna ideest prinditava betoonelemendini, ühendades disaini ja insenertehnilise lahenduse. Seni Eesti kõrgkoole ühendanud võistlust on plaanis laiendada rahvusvaheliseks, kaasates partnerkoole Soomest ja Baltikumist.
Järgmine samm: koostöö ettevõtetega
Tehnikakõrgkooli eesmärk ei ole arendada üksnes betoonisegu või printida üksikuid prototüüpe, vaid kasvatada terviklikku 3D-betooniprintimise kompetentsi ning siduda tehnoloogia- ja materjaliarendus senisest tugevamalt ettevõtlusega.
„3D-printimisel on potentsiaal uuendada kogu ehitustehnoloogia valdkonda, pakkudes Eesti ehitustööstusele konkurentsieelist ja toetades samal ajal Euroopa kestlikkuse eesmärke,“ ütles TTK ehitusinstituudi juhtivlektor Aivars Alt. “Põlevkivituhal põhineva segu edukas printimine ja 3D-prinditud maakeldri prototüüp näitavad, et järgmine küsimus ei ole selles, kas tehnoloogia töötab, vaid kus ja mis mahus seda kasutada saab.”
