Новое исследование рассматривает варианты усиления конструкции 3D-печатных зданий

Пока одна за другой появляются новости о 3D-печати домов, скептики продолжают утверждать, что подобные конструкции неминуемо развалятся. Ученые Дрезденского технического университета тем временем опубликовали небезынтересное исследование, рассматривающее различные подходы к армированию 3D-печатных строительных конструкций.Как писал Достоевский, истина, как и всегда, где-нибудь лежит посередине. Говорить о совершенстве строительных аддитивных технологий пока не приходится. С другой стороны, наивно полагать, что разработчики строительных 3D-принтеров не задумываются о прочности и долговечности 3D-печатных построек. Ряд решений уже имеется, другие исследуются и апробируются. Доклад дрезденских ученых охватывает различные методики, включая использование композиционных материалов с армирующими наполнителями, печать строительными смесями вокруг стальных конструкций, укладку армирующих материалов и даже роботизированное производство армирующих сеток. Исследователи выделяют шесть основных методик цифрового строительства:

Экструзионную печать цементными смесями – вариант робокастинга, в принципе схожий с FDM-печатью, разве что вместо расплава полимерного прутка наносится строительная смесь. Это наиболее распространенная методика, уходящая корнями в технологию Contour Crafting за авторством профессора Бероха Хошневиса и применяемая такими компаниями, как китайская WinSun и российская «АМТ-Спецавиа». Как правило, технология используется для построения несъемной опалубки, либо декоративных и малых архитектурных форм, например скамеек. В последнем случае армирование, как правило, не требуется вообще.Гибридную методику, заключающуюся в 3D-печати цементной опалубки и заливке полостей до получения эффективно монолитной конструкции. Такой подход использовался иркутской компанией Apis Cor в возведении демонстрационного дома в Ступине. Вариант вполне пригоден для строительства малоэтажных конструкций. При желании перед заливкой бетона в полости всегда можно установить армирующие стержни, хотя такое решение нельзя назвать идеальным. 3D-печать с вибрационным уплотнением бетонной смеси. Такой подход исследуется китайской компанией HuaShang Tengda Ltd, причем опытные установки печатают двумя соплами, направленными друг на друга, укладывая смесь с двух сторон металлической сетки. Летом 2016 года компания продемонстрировала возможности технологии, построив двухэтажную виллу за 45 дней с расчетом на землетрясения силой до 8 баллов по шкале Рихтера.Роботизированное производство металлических армирующих конструкций сложной формы методом электросварки. Технология под названием Mesh Mold разрабатывается специалистами Швейцарской высшей технической школы Цюриха и в настоящее время испытывается в рамках проекта DFAB HOUSE.Smart Dynamic Casting – еще одну технологию за авторством швейцарских инженеров, основанную на экструзии в привычном понимании этого слова: монолитные вертикальные конструкции выращиваются с помощью робота-манипулятора, оснащенного различными формующими насадками. Один из интересных моментов заключается в возможности построения спиральных элементов за счет вращательных движений фильеры. И наконец, струйную печать, основанную на использовании порошковых материалов и выборочном нанесении связующего вещества. Авторство методики, получившей название D-Shape, принадлежит итальянскому инженеру Энрико Дини. Вариант этой технологии используется инженерами Мюнхенского технического университета, исследующими варианты 3D-печати опилкобетоном. Исследование затрагивает такие моменты, как использование полимербетонных смесей и волоконных армирующих добавок, укладку арматуры между слоями и использование стягивающих тросов, а также возможность построения металлического каркаса с помощью технологии 3D-печати методом электродугового выращивания. Полный текст доклада доступен по этой ссылке.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.