Команда подразделения Digital Building Technologies (DBT) ETH Zurich изучает возможность использования трехмерной печати из пеноматериала в строительном секторе.

Путем 3D-печати сложной опалубки с использованием минеральной пены исследователи разработали новый метод заливки геометрически оптимизированных бетонных плит.

Пена для печати, которая была разработана в ETH Zurich с помощью специалиста по изоляционным материалам FenX AG, производится из переработанных отходов. Её можно использовать как для печати как функциональной несъемной опалубки, так и временной перерабатываемой опалубки.

По данным подразделения DBT, его ресурсоэффективная опалубка может привести к использованию на 70% меньше бетона по сравнению с обычной спрошной бетонной плитой. Сообщается, что оптимизированные плиты не только намного легче, но и обладают улучшенными изоляционными характеристиками.

 

 

Слово опалубка используется для описания процесса создания формы или отливки для заливки бетона. Обычная опалубка часто изготавливается из дерева, но также можно использовать сталь, стеклопластик и другие материалы. Старинное ремесло отлично подходит для отливки простых форм, таких как стены или колонны, но как только возникают более сложные, замысловатые геометрические формы, это становится чрезвычайно трудоемким и трудоемким.

Если вместо этого выбрать способ 3D-печати из пеноматериала, становится возможным изготавливать геометрически сложные элементы опалубки, которые ранее были расточительными или просто невозможными. Помимо преимуществ в производительности, существуют и преимущества в области устойчивого развития, поскольку такой подход позволяет сократить потребление материалов и энергии, что является постоянными проблемами в строительной отрасли.

Кроме того, благодаря специализации FenX по переработке минеральных отходов в высокоэффективную и устойчивую изоляцию, напечатанный на 3D-принтере вспененный материал можно даже удалить и переработать. Это означает, что из нее можно напечатать совершенно новую опалубку, что еще больше снизит расход материала в круговом рабочем процессе.

 

 

Чтобы продемонстрировать свою новую технику, команда DBT напечатала на 3D-принтере набор прототипных элементов формы и использовала их для отливки бетонной плиты. Всего было 24 элемента опалубки, каждый из которых имел 12 уникальных форм. Все элементы из пенопласта были изготовлены с использованием специальной установки для экструзии пенопласта с использованием роботизированной руки ABB.

Затем группа разместила элементы из пенопласта по периметру древесины и залила его «сверхвысококачественным фибробетоном». После отверждения литая плита имела размеры 2х1,3 м и имела ребристую структуру с точечными опорами в каждом углу.

Расположение ребер в виде перемычки фактически следовало изостатическим линиям, полученным из основных напряжений плиты, что делает ее не слишком отличающейся от топологически оптимизированной детали. По сути, бетон был залит в областях, где напряжение было наибольшим, что позволило максимально увеличить прочность плиты на сжатие при минимальном использовании материала.

 

 

Строительная 3D-печать уже вышла из академической сферы и в настоящее время находит применение в промышленности. Ранее в этом месяце Министерство общественных работ и жилищного строительства Индонезии (PUPR) начало опробовать 3D-печать бетона как средство удовлетворения спроса страны на доступную инфраструктуру. В испытаниях, проведенных совместно со строительной фирмой PT. PP (Persero) Tbk и стартапом Autoconz, PUPR использовали эту технологию для послойного возведения конструкций из строительного раствора.

 



В другом месте, в голландском городе Неймейген, недавно был открыт самый длинный в мире бетонный пешеходный мост, напечатанный на 3D-принтере. Структура длиной 29 метров была изготовлена Rijkswaterstaat, Генеральным директоратом Нидерландов по общественным работам и водному хозяйству, и дизайнером Мишелем ван дер Клей в честь избрания Неймейгена зеленой столицей Европы в 2018 году.

 

Источник: https://3dprintingindustry.com/news/eth-zurich-cuts-concrete-usage-by-70-using-foam-3d-printing-technology-201238/