Her er Norges første 3D-printede bro – men hva blir det neste?

Hvordan bygger man en bro? I første omgang trenger man materialer, for eksempel betong og armering. I neste omgang trenger man folkene som skal bestille, designe og bygge broen.

Men bak Norges første 3D-printede bro har det også vært en annen vel så viktig bestanddel: Innovasjon av forretningsmodellen.

– Denne historien her handler ikke så veldig mye om en ny bro. Men om en helt ny måte å jobbe på, sier Cathrine Mørch, strategi- og utviklingsdirektør i Statsbygg.

Må snu hele prosessen

I september åpnet nemlig Norges første 3D-printede betongbro på Gløshaugen ved NTNU i Trondheim. Den er rundt seks meter lang og fire meter bred, og står utenfor en studentkantine.

– I seg selv er det en ganske liten bro. Men det den kan bety for måten vi bygger i fremtiden kan være ganske betydelig, forteller hun.

For har du tenkt over hvorfor verden ser ut som den gjør? Mye av det vi omgir oss med i dag er formet av praktiske begrensninger.

Ny teknologi åpner imidlertid for andre muligheter. Men skal vi klare å utnytte dem, må vi også tenke annerledes om hele prosessen. Det går hele veien fra hvordan en bro bestilles og tegnes, til hvordan materialene utvikles og selve byggingen gjennomføres.

– Det er det denne brua handler om, sier Mørch.

60 prosent materialreduksjon

La oss begynne med hvorfor den fysiske broen i seg selv er såpass innovativ.

Vanligvis støpes betong i en form. Med 3D-printing bygges konstruksjonen opp lag for lag, ved hjelp av en robotarm som følger en digital modell. Slik kan man bruke kun det materialet som faktisk trengs.

Broen på Gløshaugen er for eksempel hul på innsiden. Slik har Statsbygg og samarbeidspartnerne betydelig redusert materialbruken sammenlignet med en tradisjonell løsning. Sammenlignet med tradisjonelle fundamenter som også ble produsert i prosjektet, var besparelsen på rundt 60 prosent.

– Det vi har gjort, er å optimalisere broen for å minimere materialbruken. Det betyr lavere materialkostnader, mindre ressursbruk og potensielt store kutt i klimagassutslippene.

Store skaleringsmuligheter

Foreløpig er broen et pilotprosjekt. Men dersom læringen herfra kan brukes til å oppnå lignende besparelser i andre byggeprosjekter, kan gevinstene bli betydelige.

Spesielt om vi klarer å bygge mer, med mindre betong. Dette er verdens mest brukte byggemateriale, der produksjonen står for store klimagassutslipp.

I løpet av prosjektet er det også 3D-printet en trapp og fundamenter til lysmaster. I disse fundamentene har de redusert klimagassutslippene med 54 prosent.

– Ser du for deg et byggeprosjekt med 500 eller 1000 fundamenter, og vi kan halvere utslippene fra hvert eneste ett, begynner det å bli betydelig, sier Mørch.

Hun forteller at denne måten å jobbe på også gjør at man kan bygge både sikrere og raskere.

Stiller nye krav til alle

Så er det naturligvis ikke så enkelt at man bare kan trykke på en knapp og «3D-printe en ny verden».

Byggeprosjekter er komplekse, med mange involverte aktører som må samarbeide. Selv med noe så «enkelt» som en 3D-printet bro, må alle disse jobbe sammen på en grunnleggende annen måte for at prosjektet skal komme i mål.

Byggherren må stille andre krav og spesifikasjoner. Arkitekter og designere må tenke annerledes og entreprenøren må produsere med et annet utgangspunkt.

Samtidig henger alt dette sammen. Når man designer noe nytt, kan det ikke produseres på gamlemåten. Og underveis kan det dukke opp endringer som gjør at kursen kontinuerlig må justeres.

– Det å få aktører på tvers til å sitte sammen rundt dette bordet og erkjenne at hele prosessen må tegnes opp på nytt, har også vært viktig innovasjonsarbeid, forteller Mørch.

Pilotprosjektet har også stilt nye krav til Statsbygg som bestiller.

– Vi var opptatt av å beholde styringen og håndtere risikoen, samtidig som vi ville gi leverandørene frihet til å innovere for oss, forteller Mørch.

Statsbygg inngikk avtale med Veidekke, som samlet ingeniører, arkitekter og fagmiljøer med kompetanse på 3D-printing. Blant dem var Mechatronics Innovation Lab i Grimstad.

Bruker generativt design

Et konkret eksempel på innovasjon har vært måten arkitektene og ingeniørene har jobbet på med generativt design til å optimalisere konstruksjonen og fjerne overflødig materiale.

– Det betyr også at designere må se på ting de vanligvis ikke vurderer. Som hvordan en 3D-printer faktisk fungerer, forteller Mørch.

Men også entreprenøren har måttet innovere måten å produsere på.

– De kunne jo bare snekret sammen noe med to tykke elementer og jern, men her har også de måttet tenke nytt.

– Må tørre å tro på en annen fremtid

I neste omgang skal broen forskes på for å se hvordan 3D-printing av byggematerialer fungerer i praksis.

For selv om teknologien allerede er tatt i bruk i andre deler av verden, er det fortsatt mye man trenger å lære om hvordan den fungerer under norske forhold.

– I USA og i Asia har man for eksempel 3D-printet større bygg. Men vi kan kanskje ikke bare overføre det som har fungert et sted i Asia, plassere det i Trondheim og tenke at det fungerer på samme måte. Her må vi tenke på noen andre variabler, som vær og klima.

Men Mørch mener også at mulighetene strekker seg langt utover det å bygge rimeligere, tryggere og mer bærekraftig.

– Jeg tror denne måten å tenke på gjør at vi kan bygge ting vi aldri har kunnet bygge før. Det åpner for helt nye muligheter innen arkitektur, både når det gjelder former og hvordan omgivelsene våre kan se ut.

Skal disse mulighetene faktisk bli virkelighet, må også aktørene i byggebransjen være villige til å tenke annerledes, utfordre etablerte arbeidsmåter og utvikle nye løsninger sammen.

Noen må også gå foran, og det krever både mot og forestillingsevne, sier Mørch.

– Vi må tørre å tro på en annen fremtid. Og kanskje må vi være med på å skape den selv også.