System, znany jako FoamWork, polega na wypełnieniu konwencjonalnej prostokątnej formy 24 mineralnymi elementami szalunkowymi o różnych kształtach i rozmiarach, a następnie zalaniu ich betonem i pozostawieniu do utwardzenia, co powoduje powstanie pustych przestrzeni w obrębie całej płyty.

Tworząca się w ten sposób wewnętrzna geometria została odpowiednio zoptymalizowana w celu wzmocnienia płyty wzdłuż głównych linii naprężeń.

Architekt Patrick Bedarf, pracownik ETH Zurich, uważa, że wprowadzenie tego rozwiązania na szeroką skalę może pomóc w zmniejszeniu śladu węglowego w sektorze budownictwa, a w szczególności branży związanej z produkcją cementu.

Budownictwo w znacznym stopniu przyczynia się do emisji CO2, przy czym sama produkcja cementu odpowiada za 7% emisji na świecie – powiedział Bedarf. Dzięki FoamWork emisje spowodowane zużyciem materiału zostałyby zredukowane, a mniejsza masa produktu miałaby również wtórny wpływ na wymiarowanie całej konstrukcji nośnej i zmniejszyłaby wysiłki związane z transportem elementów i ich obsługą na placach budów.

Same elementy szalunkowe są drukowane 3D przez autonomiczne ramię robotyczne przy użyciu pianki mineralnej, która tradycyjnie wytwarzana jest przez spienianie cementu i ze względu na swoją wysoką porowatość coraz częściej stosowana jest jako materiał izolacyjny w budownictwie.

Po zakończeniu prac szalunki można pozostawić na miejscu lub usunąć – poddać recyklingowi i ponownie wydrukować. Biorąc pod uwagę, że w procesie produkcji addytywnej nie powstają żadne ścinki, oznacza to, że cały system może potencjalnie być bezodpadowy.

Obecnie niestandardowe geometrie szalunków są bardzo nieekonomiczne w produkcji lub po prostu niewykonalne – podkreślił Bedarf. Wydrążone plastikowe formy mogą być używane do redukcji ilości betonu w dużych znormalizowanych płytach, a dla mniejszych niestandardowych zastosowań, złożone szalunki do betonu są ręcznie budowane w drewnie lub wycinane CNC z gęstych plastikowych pianek – dodał.