Sửa chữa Robot đồ chơi công nghệ
Sửa chữa Robot dân dụng

ETH Zurich sử dụng in 3D cát để xây dựng Tấm thông minh bê tông 80m2 cho DFAB House

Đăng lúc: Thứ sáu - 08/11/2019 14:57 - Người đăng bài viết: Đỗ Đức Hiển
hình minh hoạ

hình minh hoạ

Các nhà nghiên cứu tại ETH Zurich đã nhận ra một tấm bê tông nhẹ 80 mét vuông tại Nhà DFAB , biến nó thành dự án kiến ​​trúc quy mô đầy đủ đầu tiên trên thế giới sử dụng in cát 3D cho ván khuôn của nó.

Năm ngoái, một nhóm từ trường đại học ETH Zurich ở Thụy Sĩ đã bắt đầu một dự án nhà ba tầng có tên DFAB House. Không giống như các dự án xây dựng chỉ sử dụng một công nghệ xây dựng kỹ thuật số duy nhất, chẳng hạn như nhà in 3D, DFAB House sẽ là ngôi nhà đầu tiên trên thế giới được thiết kế, lên kế hoạch và xây dựng bằng các quy trình kỹ thuật số chủ yếu.

Xây dựng nhà DFAB đang tiến lên nhanh chóng. Bây giờ nhóm nghiên cứu đã hoàn thành cái được gọi là Tấm thông minh, một tấm bê tông nhẹ có diện tích 80m2 tại Nhà DFAB. Chỉ dày 20 mm tại điểm mỏng nhất của nó, tấm kết hợp cường độ kết cấu của bê tông với sự tự do thiết kế của in 3D. Đối với dự án Smart Slab, các nhà nghiên cứu không tự sản xuất các cấu kiện xây dựng bằng in 3D mà thay vào đó là ván khuôn - tức là khuôn.

Nguyên lý cấu trúc của Tấm thông minh là một mạng lưới phân cấp của các xương sườn dự ứng lực đúc từ Tường Khuôn lưới. (Ảnh: ETH Zurich / Andrei Jipa)

Trần nhà rộng 80 m2, bao gồm mười một đoạn bê tông và kết nối tầng dưới với khối lượng gỗ hai tầng ở trên. Một trong những lợi thế của việc sử dụng in 3D cho khuôn thay vì sử dụng quy trình bê tông nhiều lớp là bê tông cốt sợi có hiệu suất cao có thể được sử dụng và cấu trúc có thể được chế tạo với độ chính xác đến từng milimet.

Tấm thông minh được phát triển bởi nhóm nghiên cứu của Benjamin Dillenburger, Trợ lý Giáo sư về Công nghệ Xây dựng Kỹ thuật số tại ETH Zurich. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một phần mềm mới để chế tạo các yếu tố ván khuôn, có thể ghi lại và phối hợp tất cả các thông số liên quan đến sản xuất. Ngoài các dữ liệu cơ bản như kích thước phòng, các nhà nghiên cứu cũng tiến hành quét bức tường cong đóng vai trò hỗ trợ chính cho trần bê tông. Phần mềm cho phép họ điều chỉnh hình dạng của tấm sao cho tại mỗi điểm, nó chỉ được áp dụng dày đến mức cần thiết về mặt cấu trúc để hỗ trợ dòng lực.

Chúng tôi không vẽ phiến; chúng tôi đã lập trình nó, nhóm cho biết Mania Aghaei Meibodi, trưởng dự án Smart Slab và nhà nghiên cứu cao cấp trong nhóm Dillenburger. Không thể phối hợp tất cả các khía cạnh này với kế hoạch tương tự, đặc biệt là với độ chính xác như vậy.

Trần nhà có cấu trúc trang trí hữu cơ với các hệ thống phân cấp khác nhau. Các xương sườn chính mang tải, trong khi các xương sườn nhỏ hơn chủ yếu được sử dụng để thu hút thẩm mỹ và âm học. Hệ thống chiếu sáng và phun nước cũng được tích hợp vào cấu trúc tấm. Kích thước và vị trí của chúng được phối hợp tương tự với phần mềm lập kế hoạch.

Các đặc điểm hình học phức tạp thể hiện bề mặt bê tông của Tấm thông minh. (Ảnh: ETH Zurich / Demetris Shammas)

Một số đối tác trong ngành đã tham gia vào việc tạo ra Tấm thông minh. Một người đã sản xuất các ván khuôn cát in 3D có độ phân giải cao, được chia thành các phần có kích thước pallet để in và vận chuyển dễ dàng hơn. Một đối tác khác đã chế tạo ván khuôn gỗ bằng phương pháp cắt laser CNC, tạo hình cho phần trên của Tấm thông minh và để lại các khu vực rỗng làm giảm vật liệu và trọng lượng và tạo không gian cho cáp điện. Công ty thứ ba tập hợp hai loại ván khuôn, phun bê tông cốt sợi lên ván khuôn cát để tạo ra bề mặt có gân của vỏ bê tông thấp hơn và đúc bê tông còn lại vào ván khuôn gỗ.

Máy in cát 3D được sử dụng để chế tạo ván khuôn. Máy in có khối lượng xây dựng 8 mét khối và độ phân giải một phần của milimét. (Ảnh: ETH Zurich / Tom Mundy)

Hậu xử lý các bộ phận cốp pha in 3D. Các hạt cát không hợp nhất đang được loại bỏ khỏi giường in. (Ảnh: ETH Zurich / Tom Mundy)

Một chất giải phóng gốc dầu tạo điều kiện cho việc loại bỏ ván khuôn một khi bê tông cứng lại. (Ảnh: ETH Zurich / Andrei Jipa)

Bê tông cốt sợi thủy tinh được phun trên ván khuôn in 3D trong nhiều lớp liên tiếp. (Ảnh: ETH Zurich / Andrei Jipa)

Các bộ phận ván khuôn được lắp ráp liền mạch và chuẩn bị để bê tông hóa. (Ảnh: ETH Zurich / Andrei Jipa)

Phải mất hai tuần để làm cứng bê tông. 11 đoạn bê tông riêng lẻ đã được vận chuyển đến Nhà DFAB. Một cần trục đặt các yếu tố bê tông lên tường chịu lực, nơi diễn ra ứng suất trước. Công nhân kéo cáp thép theo chiều dọc và ngang qua giá đỡ bê tông và vào các kênh đã được chèn trong ván khuôn. Căng thẳng cáp làm tăng khả năng tải của hệ thống.

Phân khúc cuối cùng và lớn nhất của Tấm thông minh - nặng gần 2,5 tấn - đang được lắp đặt tại chỗ. (Ảnh: ETH Zurich / Andrei Jipa)

Thật là ngoạn mục khi thấy trên công trường xây dựng các yếu tố của chúng tôi khớp với nhau một cách liền mạch và với các thành phần hiện có của Nhà DFAB như thế nào, Dillenburger nói. Phần mềm Chúng tôi nợ điều này một phần nhờ sự hợp tác liên ngành nổi bật với các đối tác của chúng tôi. Công việc tỉ mỉ mà chúng tôi đã đầu tư vào kế hoạch đã được đền đáp hoàn toàn.


Nguồn tin: 3ders.org
Từ khóa:

n/a

Đánh giá bài viết
Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá
Click để đánh giá bài viết
 

Cung cấp vật liệu in 3D toàn quốc

Cung cấp vật liệu in 3D toàn quốc Chúng tôi nhận đặt hàng vật liệu in 3D với mọi số lượng.  Với những vật liệu thông dụng như sợi ABS, PLA, PP... sẽ sản xuất ngay trong nước. Với một số sản phẩm đặc thù như Carbon, Resin.. chúng...

Liên kết

Scan 3D Hanoi
May in 3D Ha Noi
1 1 1