3D-printerist valmistatud maja: ehitustööstuse taasleiutamine

See avab palju võimalusi: alates lihtsate komponentide automatiseeritud masstootmisest, mis ühendatakse vaid ehitusplatsil hoone moodustamiseks, kuni mobiilsete robotiteni, mis töötavad ehitusplatsil autonoomselt ja suudavad valmistada isegi kumerate seinte või ümarate nurkadega hooneid. Masinad pole mitte ainult kiired: need võimaldavad kunstilisi vabakujulisi elemente, mis inimese kätega valmistatuna läheksid väga kulukaks. Kaablite avasid ja õõnsusi saab hõlpsasti integreerida trükiseintesse.

Suurem jätkusuutlikkus tänu 3D-printimisele

Digitaalse ehituse üks suurimaid eeliseid: kasutatakse sageli vähem materjale kui traditsioonilised ehitusmeetodid ning üha rohkem saab kasutada taaskasutatavat või lagunevat plasti. Kuna olenevalt 3D-printimise protsessist ja materjalist pole sageli raketist vaja, tekib vähem jäätmeid.
Ja: ilma raketise ja tellinguteta kaotatakse Dresdeni TLÜ uuringu kohaselt umbes 35 protsenti kestade ehituskuludest – lisaks kiirusele, jätkusuutlikkusele ja taskukohasele kohandamisele on veel üks argument 3D-printerist valmistatud maja kasuks. Ameerika-Vene 3D-printimise robotifirma Apis Cor asutaja ja tegevjuht Nikita Chen-Yun-Tai räägib juba sellest, et 3D-printeri abil on võimalik tulevikus luua kõiki maju, alates pisikestest majadest kuni kinnistuteni.

Alusta pildigaleriid 5 Kuva kõik

Prototüüp: Edaspidi elavad Texase osariigis Austinis abivajajad sellistes 3D-printeritest valmistatud majades. Icon plaanib koos valitsusväliste organisatsioonidega luua 3D-printeri abil odavaid maju ja terveid asulaid kogu maailmas.

Foto: KROON

Radadel: "Vulcan II " suudab printida kuni 185 ruutmeetri suurusele pinnale. 3D-printer liigub vundamendi kohal rööbastel edasi-tagasi ja toimetab betoonvorstid kohale. Kiht kihi peale.

Foto: KROON

Kerge konstruktsioon: Läbipaistva kergfassaadiga DFAB House asub Zürichi lähedal asuvas NESTi uurimishoones: membraanide ja aerogeel-isolatsiooniga paindlik fassaadisüsteem, mis on tuntud Müncheni Allianz Arenast.

Foto: Roman Keller

Puitkonstruktsiooni robot: Arhitektuur, robootika ja käsitöölised töötavad koos: puitraamid valmistasid kaks koostööd tegevat robotit ETH Zürichis. Nad saagisid talasid ja paigutasid need täpselt ruumi. Meistrimehed kruvisid osad kokku.

Foto: Gramazio Kohler Research / ETH Zürich

Vabakujuline lagi: DFAB maja lagi koosneb üheteistkümnest nõgusast vabakujulisest osast, mis spetsiaalselt väljatöötatud tarkvaraga optimeerituna säästavad umbes 60 protsenti betooni võrreldes tavapärase betoonlaega.

Foto: Roman Keller

Uudsed ehitustehnoloogiad

Mõned uue ehitamise pioneerid on juba vaimselt meie planeedilt lahkunud. Lisandite tootmistehnoloogiatega soovib NASA tulevikus luua astronautidele elupaiku – Kuu või Marsi kohalikust toorainest. Esimesed katsed juba käivad.
Teisest küljest on Zürichi lähedal asuv “DFAB House ” (digitaalne väljamõeldis), mis avati 2019. aastal, endiselt maa peal, kuid peaaegu piiriülene on laborist üle viidud reaalsetesse rakendustesse.
"Erinevalt ehitusprojektidest, kus kasutatakse ainult ühte digitehnoloogiat, näiteks 3D-printerist valmistatud maja, koondab DFAB House erinevaid uusi tehnoloogiaid," selgitab Šveitsi Föderaalse Instituudi arhitektuuri ja digitaalse valmistamise professor Matthias Kohler. Tehnoloogia Zürichist ja DFAB House'i algataja.
Kitsas kolmekorruseline maja integreeriti üksusena ETH Zürichi teadushoonesse NEST (Next Evolution in Sustainable Building Technology). NEST on loodud moodulplatvormina, mille külge saavad dokkida erinevad majad, mida siin nimetatakse "ühikuteks" ja mis on kõik tuleviku elamise katselaborid. Kõigil praegustel seitsmel üksusel on ühine see, et nad uurivad inimeste, ruumi ja tehnoloogia vahelist suhtlust.

Loe lähemalt siit Hoone planeerimine Maja arvutis: Tulevikuhoonete visualiseerimine Renoveerimine Reklaam Energiaprong: Selline näeb energeetilise renoveerimise tulevik iCampus Münchenis: vanast tööstuskohast saab uuenduslik kvartal

toiteallikas

Keskseks murekohaks on ressursside säästlik kasutamine, mistõttu on kõik moodulmajad ühendatud "magistraaliga", mis varustab vett, soojust, elektrit ja internetti, hindab tarbimisandmeid ja reguleerib utiliseerimist. Targa kodu ja asjade interneti uusi lahendusi katsetatakse, sealhulgas akadeemiliste külaliste koduks olevas DFAB majas: seadmed ja hoonesüsteemid on võrgustatud ja õppimisvõimelised, mis peaks tagama elamismugavuse, kuid eelkõige võimalikult suure. energiatõhusus. Tuletorni projekt homse päeva ehitamiseks ja elamiseks.
Paljud arhitektid, insenerid ja käsitöölised tegid selle nimel koostööd. Ainuüksi DFAB House'is on kaasatud kaheksa erinevat professuuri ETH Zürichist, instituudid, tööstuspartnerid ja planeerijad enam kui 30 ettevõttest.

Meeskonnatöö

"Arhitektide, planeerijate ja käsitööliste ametiprofiil muutub," on Matthias Kohler kindel. DFAB House näitab, milline see välja võiks näha: siin teevad tihedat koostööd ka robotid ja käsitöölised. Elegantselt kumera kandeseina jaoks püstitas robot, mobiilne "Fabricator" esmalt kohapeal terastraatvõrgust konstruktsiooni, mis toimis tugevduse ja raketisena. 2 meetri kõrgune robot liigub oma andurite abil roomikutel autonoomselt. Võrekonstruktsiooni täitsid töömehed spetsiaalse betooniga, seina ots siluti käsitsi.

3D-printeri tekk

"Smart Slab" protsessiga saab luua ka individuaalseid ja keerukaid betoonkonstruktsioone. Näiteks kergkonstruktsiooniga põrandaplaat, mille jaoks valmistas tohutu 3D-liivaprinter vormielemendid, mis valati kiudbetooniga. Robotid mängisid isegi olulist rolli DFAB maja puitkonstruktsioonis: Zürichi ETH robotite valmistamise laboris olid kaks koostööd tegevat masinat valmistanud ülemiste korruste kandva puitkonstruktsiooni. Üks robot võttis puittala lae jaoks ühe elemendi ja hoidis seda samal ajal, kui teine ​​nägi, et see sobiks. Seejärel puuris teine ​​robotkäsi talade ühendamiseks augud. Lõpuks paigutasid mõlemad robotid tala struktuuri täpsesse ruumi paigutusse. Selliste abimeestega on puusepal palju aega rahus jälgida ja töö kvaliteeti kontrollida. Kuni ta suudab lõpuks kõik kokku keerata.

Suuremahulistest manipulaatoritest ja mobiilsetest ehitusrobotidest

Mobiilsed ehitusrobotid on väiksemad kui suuremahulised manipulaatorid, kuid saavad teha ka muid töid.

Fotod: NCCR Digital Fabrication / Roman Keller

3D-printerist majakesta jaoks peavad arhitektid selle esmalt arvutis 3D-arhitektuuritarkvara (CAD) abil kujundama. Need CAD-andmed on aluseks juhtandmetele, mis edastatakse 3D-printerile.
3D-betooniprinter on sageli tööstusrobot, millel on tööriistaks käe külge kinnitatud surveotsik, millega pressib välja 50–70 millimeetri laiused betoonvorstid - bead on bead.
Teised robotite ehitajad, nn pukkrobotid, on kavandatust pikemad (sarnaselt konteinerkraanale). Need on paigal või liiguvad juhtsiinidel ja suudavad toota 3D-printerist kogu maja kesta ühes tükis. Need suuremahulised manipulaatorid on mõnikord üle 10 meetri kõrged ning mitme meetri pikkused ja laiad. Seevastu liikuvad ehitusrobotid, mis on paigaldatud roomikutele või veoautodele, tunduvad üsna väikesed. Selleks saavad mõned tellised laduda ka iseseisvalt, kasutades pikka pikendusvart.
Ehitusmaterjalide seguna kasutatakse tavalist betooni, kiiresti kivistuvat spetsiaalset betooni või plastikut. 3D-betooniprintimiseks parima segu leidmine on peamine väljakutse.

Jäta Oma Kommentaar

Please enter your comment!
Please enter your name here