'n Huis gemaak van 'n 3D-drukker: Herontdek die konstruksiebedryf

Dit maak baie moontlikhede oop: Van outomatiese massaproduksie van eenvoudige komponente wat net gekombineer word om 'n gebou op die konstruksieterrein te vorm, tot mobiele robotte wat outonoom op die konstruksieterrein werk en selfs geboue met geboë mure of geronde hoeke kan vervaardig. Die masjiene is nie net vinnig nie: hulle maak artistieke vryvorm-elemente moontlik wat baie duur sal wees as dit deur mensehande gemaak word. Openings en holtes vir kabels kan maklik in gedrukte mure geïntegreer word.

Meer volhoubaarheid deur 3D-drukwerk

Een van die grootste voordele van digitale konstruksie: dit gebruik dikwels minder materiaal as tradisionele konstruksiemetodes, en meer en meer herwinbare of afbreekbare plastiek kan gebruik word. Aangesien, afhangende van die 3D-drukproses en -materiaal, dikwels geen bekisting nodig is nie, word minder afval gegenereer.
En: Sonder bekisting en steierwerk, volgens 'n studie deur die TU Dresden, word ongeveer 35 persent van die dopkonstruksiekoste uitgeskakel - benewens spoed, volhoubaarheid en bekostigbare aanpassing, nog 'n argument vir 'n huis gemaak van 'n 3D-drukker. Nikita Chen-Yun-Tai, stigter en hoof uitvoerende beampte van die Amerikaans-Russiese 3D-drukrobotmaatskappy Apis Cor, praat reeds oor die feit dat dit haalbaar is om alle huise in die toekoms te skep, van klein huisies tot eiendomme, met 'n 3D-drukker.

Begin fotogalery 5 Wys alles

Prototipe: In die toekoms sal mense in nood in Austin, Texas, in sulke huise woon wat van 3D-drukkers gemaak is. Icon beplan om saam met nie-regeringsorganisasies wêreldwyd goedkoop huise en hele nedersettings te skep deur 'n 3D-drukker te gebruik.

Foto: KROON

Op spore: "Vulcan II " kan op 'n oppervlakte van tot 185 vierkante meter druk. Die 3D-drukker beweeg heen en weer op relings oor 'n fondasie en lewer die betonworsies af. Laag op laag.

Foto: KROON

Liggewig konstruksie: Die DFAB-huis met sy deurskynende liggewig-fasade staan ​​op die NEST-navorsingsgebou naby Zürich: 'n buigsame fasadestelsel met membrane en aerogel-isolasie, bekend van die Munich Allianz Arena.

Foto: Roman Keller

Hout konstruksie robot: Argitektuur, robotika en vakmanne werk saam: houtrame is vooraf vervaardig deur twee saamwerkende robotte by ETH Zurich. Hulle het balke gesaag en dit akkuraat in die ruimte geplaas. Vakmanne het die dele aanmekaar geskroef.

Foto: Gramazio Kohler Research / ETH Zurich

Vrye vorm plafon: Die plafon van die DFAB-huis bestaan ​​uit elf konkawe vryvormdele wat, geoptimaliseer met spesiaal ontwikkelde sagteware, ongeveer 60 persent beton bespaar in vergelyking met 'n konvensionele betonplafon.

Foto: Roman Keller

Nuwe konstruksietegnologieë

Sommige van die pioniers van nuwe bou het reeds ons planeet geestelik verlaat. Met bykomende vervaardigingstegnologieë wil NASA in die toekoms habitats vir ruimtevaarders skep - van plaaslike grondstowwe op die maan of Mars. Die eerste pogings is reeds aan die gang.
Aan die ander kant is die "DFAB House " (digitale vervaardiging) naby Zürich, wat in 2019 ingewy is, steeds op aarde, maar is amper oorgrens van die laboratorium na werklike toepassings oorgeplaas.
"In teenstelling met konstruksieprojekte waarin slegs een digitale tegnologie gebruik word, soos 'n huis wat van 'n 3D-drukker gemaak word, bring die DFAB-huis verskeie nuwe tegnologieë bymekaar," verduidelik Matthias Kohler, professor in argitektuur en digitale vervaardiging by die Switserse Federale Instituut van Tegnologie Zurich en inisieerder van die DFAB-huis.
Die smal huis met drie verdiepings is as 'n eenheid geïntegreer in die NEST (Next Evolution in Sustainable Building Technology) navorsingsgebou by ETH Zurich. NEST is ontwerp as 'n modulêre platform waaraan verskeie huise kan dok, wat hier "eenhede" genoem word en almal toetslaboratoriums is vir die toekoms van lewe. Wat al die huidige sewe eenhede gemeen het, is dat hulle die interaksie tussen mense, ruimte en tegnologie ondersoek.

Lees meer hier Geboubeplanning Die huis op die rekenaar: Visualisering van toekomstige geboue Opknappingsadvertensie Energiesprong: So lyk die toekoms van energieke opknapping iCampus in München: ou industriële terrein word 'n innoverende kwartier

kragtoevoer

'n Sentrale bekommernis is die ekonomiese gebruik van hulpbronne, dus is alle modulêre huise gekoppel aan 'n "ruggraat" wat water, hitte, elektrisiteit en internet verskaf, verbruiksdata evalueer en wegdoening reguleer. Nuwe oplossings vir die Slimhuis en Internet van Dinge word getoets, insluitend in die DFAB-huis, wat die tuiste van akademiese gaste is: toestelle en boustelsels is genetwerk en in staat om te leer, wat lewensgerief moet verseker, maar bowenal die grootste moontlike energie-doeltreffendheid. 'n Vuurtoringprojek vir die bou en leef van môre.
Baie argitekte, ingenieurs en vakmanne het saamgewerk om dit te bereik. Agt verskillende professorate van ETH Zürich, institute, industriële vennote en beplanners van meer as 30 maatskappye is betrokke by DFAB House alleen.

Spanwerk

“Die posprofiel van argitekte, beplanners en vakmanne sal verander”, is Matthias Kohler seker. DFAB House wys hoe dit kan lyk: Robotte en menslike vakmanne werk ook nou saam hier. Vir 'n elegant geboë lasdraende muur het 'n robot, 'n mobiele "Fabricator", eers 'n staaldraadstruktuur op die terrein opgerig wat as versterking en bekisting gedien het. Met behulp van sy sensors beweeg die 2 meter hoë robot outonoom op ruspes. Die traliekonstruksie is deur werkers met spesiale beton gevul, en die einde van die muur is met die hand glad gemaak.

'n Kombers van die 3D-drukker

Individuele en komplekse betonstrukture kan ook geskep word met die "Smart Slab"-proses. Byvoorbeeld, 'n vloerblad in liggewigkonstruksie, waarvoor 'n groot 3D-sanddrukker vormelemente vervaardig het wat met veselversterkte beton gegiet is. Robotte het selfs 'n belangrike rol gespeel in die houtkonstruksie van die DFAB-huis: twee samewerkende masjiene het die lasdraende houtstruktuur van die boonste verdiepings in die "Robotic Fabrication Lab" by ETH Zurich vooraf vervaardig. Een robot het een element vir die houtbalkplafon geneem en dit vasgehou terwyl 'n tweede dit sien pas het. Toe het die tweede robotarm gate geboor om die balke te verbind. Ten slotte het beide robotte die balkstruktuur in die presiese ruimtelike rangskikking geposisioneer. Met sulke helpers het die skrynwerker baie tyd om in vrede te kyk en die kwaliteit van die werk na te gaan. Tot hy op die ou end alles kan aanmekaar skroef.

Van grootskaalse manipuleerders en mobiele konstruksierobotte

Mobiele konstruksierobotte is kleiner as grootskaalse manipuleerders, maar hulle kan ook ander werk doen.

Foto: NCCR Digital Fabrication / Roman Keller

Vir die dop van 'n huis vanaf die 3D-drukker, moet argitekte dit eers op die rekenaar ontwerp deur 3D-argitektuursagteware (CAD) te gebruik. Hierdie CAD-data is die basis vir die beheerdata wat na die 3D-drukker oorgedra word.
’n 3D-betondrukker is dikwels ’n industriële robot wat ’n drukspuitstuk as gereedskap op die arm het, waarmee dit die 50 tot 70 millimeter breë betonworsies – kraal op kraal uitdruk.
Ander robotkonstruksiewerkers, genaamd gantry-robotte, is langer as die beplande konstruksie (soortgelyk aan 'n houerkraan). Hulle is stilstaande of beweeg op geleiderails en kan die hele dop van 'n huis uit die 3D-drukker in een stuk vervaardig. Hierdie grootskaalse manipuleerders is soms meer as 10 meter hoog en etlike meter lank en wyd. Daarteenoor kom mobiele konstruksierobotte, wat op ruspes of op vragmotors gemonteer is, taamlik klein voor. Hiervoor kan sommige ook stene outonoom lê deur 'n lang verlengarm te gebruik.
Normale beton, vinnig verhardende spesiale beton of plastiek word as die boumateriaalmengsel gebruik. Om die beste mengsel vir 3D-betondrukwerk te vind, is 'n sleuteluitdaging.

Laat Jou Kommentaar

Please enter your comment!
Please enter your name here