Исследователи создают новый метод 3D-печати Bridge

Исследователи из институтов Германии и Нидерландов работали над методом создания сложной геометрии в строительстве. Конечный результат был продемонстрирован при строительстве пешеходного моста, который был создан путем слияния двух цифровых строительных технологий, а именно текстильной опалубки с ЧПУ и 3D-печати торкрет-бетона (SC3DP). Читайте дальше, чтобы узнать больше об исследовании.

Вязаная текстильная опалубка с ЧПУ

Традиционная проблема при построении сложных геометрических форм заключается в громоздком и трудоемком процессе создания опалубки, особенно с такими материалами, как бетон. Этот проект представил новый подход с использованием текстиля, связанного на станке с ЧПУ, в качестве опалубки. Этот метод не только значительно сокращает ручной труд, но и позволяет легко создавать сложные формы двойной кривизны. Текстиль, точно связанный на станках с ЧПУ, может включать в себя различные волокна и конструктивные особенности, такие как каналы и отверстия, адаптированные к потребностям проекта.

Слева направо: установка фундамента, изгиб активных стальных стержней, пролет 3D-вязаной опалубки, роботизированное торкретирование. (Изображение предоставлено: Реннен и др.)

3D-печать на торкрет-бетоне (SC3DP)

<п>Несмотря на достижения в области текстильной опалубки, ее применение оставалось сложной задачей до появления SC3DP. Эта технология, разработанная в Брауншвейгском техническом университете, автоматизирует процесс нанесения бетона. Он включает распыление мелкозернистого бетона или цементного теста через высокоскоростное сопло, управляемое роботизированными руками. Точность этого метода обеспечивает прочное соединение слоев и позволяет варьировать толщину слоев и свойства материала в зависимости от структурных требований.

Пролет текстильной опалубки (слева), опорная конструкция в сборе с опалубкой (справа). (Изображение предоставлено: Реннен и др.)

Техника SC3DP также решает еще одну важную проблему традиционного строительства – трудоемкость и зависимость от навыков ручного нанесения торкрет-бетона. Автоматизируя этот процесс, технология обеспечивает стабильное качество и отделку бетонных поверхностей.

Бесшовная интеграция проектирования и производства

<п>Ключевым аспектом этого проекта была интеграция дизайна, выбора материалов и роботизированного производства. Процесс начался с компьютерного поиска формы для определения наиболее эффективной формы конструкции и распределения толщины. Геометрия опалубки была затем точно воспроизведена на ткани, связанной на станке с ЧПУ.

На следующем этапе на текстильную опалубку роботом был нанесен тонкий слой цементной пасты, после чего последовало стратегическое размещение непрерывного стекловолокна для армирования. Наконец, процесс SC3DP был использован для нанесения структурного слоя бетона.

<ч2>Потенциальные улучшения</ч2>

Хотя проект является важной вехой, исследователи определили области, требующие улучшения. К ним относятся усовершенствование процесса напыления придающего жесткости покрытия для минимизации провисания ткани, оптимизация последовательности этапов строительства и улучшение планирования маршрута роботизированного напыления для повышения точности и эффективности.

Визуализированное изображение пешеходного моста (вверху), последний демонстратор после изготовления (внизу). (Изображение предоставлено: Реннен и др.)

Благодаря интеграции передовых технологий, таких как 3D вязаная опалубка, роботизированное торкретирование и динамическое армирование волокнами, проект роботизированного трикотажа знаменует собой преобразующий скачок в сфере архитектурного производства, демонстрируя, как синергия цифровых технологий может произвести революцию в традиционных технологиях. методологии строительства. <стр>Он предлагает потенциальный взгляд на будущее, в котором наши здания не просто построены, а искусно сплетены и точно вылеплены, отражая идеальное сочетание технологий, искусства и инженерии.
Если вы хотите прочитать исследовательскую работу под названием «Роботизированный трикотаж: расчетное проектирование и изготовление пешеходного моста с использованием роботизированного торкретирования на 3D-вязаной опалубке», вам это можно сделать по этой ссылке.