📅 Data publikacji: 03.07.2025
W 2025 roku w centrum badawczym TechNomad Labs w Krakowie, prowadzonym przez dr. Piotra Wrońskiego, pojawił się pomysł na połączenie druku 3D z robotyką mobilną. Celem było stworzenie systemu drukarek zdolnych do samodzielnego przemieszczania się w terenie, montażu i druku skomplikowanych elementów konstrukcji — tam, gdzie tradycyjne fabryki i stacjonarne urządzenia nie mogły dotrzeć. 🚀
Inżynierowie zaczęli od analizy potrzeb sektora budowlanego i ratownictwa. Podczas budowy mostów w trudno dostępnych dolinach górskich lub w katastrofach naturalnych, transport ciężkiego sprzętu stanowił wyzwanie. Dr Wroński wraz z zespołem zaprojektował mobilną platformę na gąsienicach o napędzie hybrydowym, zintegrowaną z modułem FDM ze wzmocnionym ekstruderem do betonu polimerowego. Robot wyposażono w lidar, kamery stereo i GPS RTK, co pozwalało na nawigację w terenie z dokładnością do 5 cm. 🛰️
Następnie opracowano system automatycznego kalibrowania osi i kompensacji drgań — kluczowe, by zapewnić jakość druku w niestabilnym środowisku. Czujniki inercyjne IMU monitorowały wychylenia platformy, a moduł kontroli CNC na bieżąco korygował trajektorie głowicy. Modułowy design umożliwiał wymianę ekstruderów: od betonu, przez żywice epoxy, po proszki metalowe w technologii DED (Directed Energy Deposition). 🔧
Prototyp o nazwie RoboPrint-1 odbył swoje pierwsze testy w opuszczonym kamieniołomie niedaleko Gdyni. Robot samodzielnie przemieszczał się po stromych rampach, wznosząc ścianki osłonowe i wylewając kratownicowy fundament pod mini-turbinę wiatrową. W ciągu 48 godzin wydrukował ponad 15 m² struktury, zużywając 120 kg betonowego kompozytu. Testy wykazały, że wytrzymałość ścian osiągała 25 MPa, a tolerancja wymiarowa mieściła się w ±2 mm. 🏗️
Po wstępnych sukcesach, zespół z TechNomad Labs nawiązał współpracę z Jednostką Ratownictwa Górniczego w Katowicach. Celem było drukowanie tymczasowych podpór i obudów szybów ratunkowych w miejscu zasypania. RoboPrint-1 dotarł do wnętrza wyrobiska dzięki zdalnemu asystowaniu dronów-nawigatorów. Jego mobilność i autonomiczna kontrola pozwoliły na wydruk miniaturowych ścian wspierających korytarze o szerokości zaledwie 1,2 m. Drukarka poradziła sobie z oświetleniem LED i wydrążeniem kanału wentylacyjnego wewnątrz ściany, co znacznie przyspieszyło działania ratowników. 🚑
Innym przykładem zastosowania była architektura ekologiczna. W rezerwacie natury Biebrzańskiego Parku Narodowego RoboPrint-1 drukował sztuczne nurty kamienne dla ochrony ryb w okresie pandemii suszy. Platforma wydrukowała binnen 72 godzin ponad 20 m bieżących przegród „stream walls” z biokompatybilnego polimeru nasyconego algami, co umożliwiło utrzymanie temperatury wody i zapewniło tlenowanie przepływu. Natura wkrótce porośnięta była glonami, co potwierdziło skuteczność rozwiązania. 🌿
Podczas tych operacji pojawiły się też wyzwania: zmienne warunki pogodowe wpływały na lepkość kompozytu, co wymagało dynamicznej zmiany parametrów ekstrudera—temperatury łożyska i prędkości podawania materiału. Opracowano algorytm adaptacyjnej regulacji PID, który w czasie rzeczywistym kalibrował parametry procesu druku według odczytów czujników wilgotności, temperatury i ciśnienia otoczenia. Dzięki temu uzyskano jednorodne wypełnienia i uniknięto pęcherzy powietrza w wydruku. ☁️
Kolejny test przeprowadzono w strefie miejskiej – na dachach zabytkowych kamienic w Krakowie. Robot z łatwością przemieszczał się po rampach montażowych, drukując panele akustyczne w kształcie plastra miodu, tłumiące hałas uliczny. Instalacja powtarzalnych modułów o wymiarach 0,5×0,5 m odbywała się z dokładnością ±1 mm, a moduły były gotowe do użytku po 2 godzinach schnięcia. 🏙️
W 2026 roku RoboPrint-1 przejdzie transformację do drugiej generacji: RoboPrint-X, zintegrowanej z siecią 5G i autonomicznym systemem zarządzania flotą. W planach jest zastosowanie technologii V2V (vehicle-to-vehicle) dla koordynacji grup robotów, które będą wspólnie wznosić wielometrowe struktury — od schronisk dla dzikich zwierząt po modułowe laboratoria analogowe na Marsie. 🚀
Rozwój sztucznej inteligencji umożliwi RoboPrint-X samodzielne mapowanie terenu w trakcie ruchu, prognozowanie warunków gruntu i unikanie przeszkód w czasie rzeczywistym. Dzięki uczeniu federacyjnemu, roboty będą dzielić się doświadczeniami z różnych misji, dzięki czemu każdy nowy teren stanie się łatwiejszy do opanowania. 🤖
W perspektywie długoterminowej mobilne drukarki autonomiczne mogą zrewolucjonizować branże od ratownictwa po przemysł kosmiczny — drukując habitaty na Księżycu czy Marsie z regolitu, bez potrzeby dostarczania ogromnych ładunków z Ziemi. Technologia ta otworzy nowe horyzonty dla eksploracji i ochrony naszej planety oraz dalszych światów. 🌌✨