Пробив в 3D печата на бетон: Изграждане на устойчиво бъдеще в строителството

An image of the Shell Wall, showcasing the intricate and complex shapes achieved using the University of Michigan researchers’ innovative ultra-lightweight, waste-free 3D concrete printing technology.
DART laboratory

Обещавайки по-устойчиви и рентабилни структури, изследователите разработиха метод за 3D печат на бетон, който създава ултра лек бетон без отпадъци.

Изследователи от Мичиганския университет направиха трансформиращ пробив в 3D печатането на бетон, обещавайки по-устойчиво и рентабилно бъдеще за строителната индустрия.

Архитектът Mania Aghaei Meibodi и изследователите Alireza Bayramvand и Yuxin Lin от лабораторията DART в колежа по архитектура и градско планиране Taubman на U-M са разработили новаторски метод за създаване на ултра лек бетон, без отпадъци.

Тази иновативна технология намалява теглото със 72% в сравнение с конвенционалния здрав бетон със същия размер и проправя пътя за нови партньорства и патенти извън университета.

Нов подход, съчетаващ топологична оптимизация и роботизирана технология

Традиционните подходи за 3D отпечатване на бетон или 3DCP имат за цел да дигитализират строителството и да намалят консумацията на бетон.

Тези методи обаче имат геометрични пречки, ограничаващи приложението им до по-прости форми като ортогонални стени. Новият подход на изследователите, „Shell Wall“, демонстрира изчислителен дизайн и роботизирана технология за 3D печат, която ефективно съчетава топологична оптимизация с 3D печат на бетон.

Оптимизацията на топологията е техника, която генерира най-ефективното разпределение на материал въз основа на критерии за ефективност, като сила или тегло, за даден набор от опори. Чрез създаването на изчислителен модел, който синергизира неравнинно и променливо отлагане на материал въз основа на формата и геометричните характеристики на топологично оптимизираните части, екипът разработва метод, който позволява ефективното използване на материала, като го поставя точно там, където е необходимо за структурни цели.

Стъпка по-близо до устойчивото строителство

Aghaei Meibodi казва, че този нов подход „елиминира ненужното презастрояване с прекомерни количества материали“, което позволява изграждането на по-добри, по-екологични структури на по-ниска цена.

Тъй като роботите, изкуственият интелект и автоматизацията в архитектурата продължават да напредват, 3D принтирането набира популярност в строителната индустрия заради способността си бързо да създава сложни форми и структури с по-малко отпадъци.

Този пробив е в съответствие с нарастващата тенденция на екологични строителни материали и нарастващото използване на 3D печат в различни индустрии. С бързата урбанизация и повишените изисквания за изграждане на инфраструктура, това развитие от изследователите на DART Lab допринася за значителни промени в строителната индустрия и общите 3DCP практики.

Водещите компании за 3D бетонни конструкции, Peri Group, ICON и WASP, обръщат внимание на тенденциите, създавайки нови партньорства, предназначени да подобрят бъдещите резултати за архитекти, законодатели, стартиращи фирми за 3D печат на бетон и бетоновата индустрия. 

Източник: InterestingEngineering