Balken som både skrivs ut och gjuts
Arbetet beskrivs av forskaren Islam Mantawy vid Rowan University i branschtidskriften CPI, Concrete Plant International, nummer 5/2026.
Gjutningen gör mer än att fylla ut
När en balk böjs utsätts delar av den för drag och andra för tryck. Armeringen placeras för att ta upp drag, men behöver också få fäste i det omgivande materialet.
Här kommer den lokala gjutningen in. Fyllningen i dragzonen ska ge vidhäftning mellan armering och betong och skydda armeringen mot korrosion. Även celler som ska ta upp tryck fylls med betong, i ett moment som Mantawy beskriver som robotiserad gjutning. Den fyllningen ska ge styrka åt de tryckbelastade delarna.
Utskriften ger alltså den optimerade balken dess geometri, medan gjutningen tillför betong för dessa lokala funktioner. Det är den kombinerade, armerade balkens bärförmåga som undersöks.
Betongen som skrivs ut måste kunna pumpas fram och passera munstycket, men samtidigt behålla formen när fler lager läggs ovanpå. Mantawy beskriver därför materialutveckling och tillverkning som delar av samma forskningsarbete.
I CPI:s redovisning pågick böjprovningen av balkarna fortfarande. Några uppmätta materialbesparingar eller lastresultat presenterades inte.
Balkarnas tillverkningsprocess och försöksupplägg redovisas i den här figuren. Här visas den digitala optimeringen, printningen, armeringsplaceringen, den robotiserade gjutningen och den efterföljande provningen.
Betongerna måste också få grepp om varandra
Armeringens fäste i fyllningen är en kontakt. Mötet mellan den utskrivna och den gjutna betongen är en annan. Den senare har undersökts i närliggande forskning.
I en studie av Li Wang och medförfattare, publicerad i 3D Printing and Additive Manufacturing 2024, användes en utskriven permanent form som fylldes med gjuten betong. Där omslöt den utskrivna formen en gjuten kärna. Rowanprojektet arbetar i stället med lokal fyllning av utvalda områden i en optimerad balk. Konstruktionerna skiljer sig åt, men i båda möts utskrivet och gjutet material.
Wang och medförfattare kopplar i sin studie vidhäftningen främst till mekanisk låsning i kontaktytan. Det innebär att ytans ojämnheter ger materialen ett geometriskt grepp om varandra. Den gjutna betongen formar sig mot den utskrivna ytan, så att ojämnheterna kan gripa in i varandra och motverka relativ rörelse.
Kontaktytans geometri är därmed en del av förklaringen till hur materialen kan samverka. Det är en annan fråga än hur väl armeringen fäster i fyllningen, och också en annan än sammanhållningen mellan utskriftens egna lager.
I en balkstudie av Jingyuan Guan och medförfattare i Journal of Intelligent Construction 2024 användes också permanent utskriven form med gjuten kärna. Forskarna provade bland annat skjuvförbindare över kontaktytan, alltså förbindare som motverkar att delarna glider längs varandra.
Dessa studier visar inte hur kontaktytan fungerar i just Rowans balk. Där undersöks den kombinerade byggdelen genom böjproven som Mantawy beskriver. Forskarna undersöker inte bara vilken last balken klarar, utan också dess styvhet och hur sprickor utvecklas när utskrivet material, gjuten fyllning och armering belastas tillsammans.
Läs mer
#09 – Perfektion skapar avstånd. Mänsklighet skapar relationer
Det är svårt att komma nära en människa som aldrig släpper in dig. Texten var perfekt. Det var just det som var problemet.
Flyttbara skydd ska ge fler skyddsplatser nära skolor
Ett nytt svenskt utvecklingsprojekt ska pröva om prefabricerade och flyttbara konstruktioner kan användas för att snabbt skapa skydd för civilbefolkningen där behovet är störst. Skolor och förskolor pekas ut som särskilt intressanta platser.
Fyra frågor: så blir byggpolitiken efter valet
Under hösten får Sverige en ny regering. Vad betyder det för byggpolitiken? Vi identifierar fyra centrala frågor - och försöker besvara dem.