Zapomnij o koparkach, betoniarkach i tradycyjnych systemach szalunkowych.
Jeśli badacze z ETH Zürich postawią na swoim, przyszłe budowy mogą wyglądać zupełnie inaczej-z robotami mobilnymi drukującymi w 3D-skomplikowane konstrukcje z siatki stalowej bezpośrednio na miejscu.
Ta powstająca technologia, znana jako Mesh Mould, może na nowo zdefiniować sposób projektowania, konstruowania i konstruowania budynków.
Od konstrukcji konwencjonalnej po produkcję cyfrową
Dzisiejsza konstrukcja żelbetowa opiera się na znanym procesie:
1. Montujemy stalowe pręty zbrojeniowe
2. Beton wlewa się do tymczasowego szalunku drewnianego
3. Po utwardzeniu szalunek należy usunąć
Metoda ta jest skuteczna, ale ma poważne ograniczenia:
- Deskowania są często wykonywane-na zamówienie i wyrzucane po jednorazowym użyciu
- Skomplikowane kształty są drogie w produkcji
- Odpady budowlane są znaczące
- Elastyczność projektowania jest ograniczona
W rezultacie większość budynków opiera się na standardowych formach geometrycznych.
Forma siatkowa: szkielet konstrukcyjny bez szalunków
Mesh Mold wprowadza zasadniczo inne podejście.
Zamiast korzystać z tradycyjnego szalunku, roboty wytwarzają szkielet z cienkiej stalowej siatki warstwa po warstwie.
Ta stalowa siatka działa jako:
>zarówno zbrojenie, jak i formy konstrukcyjne do betonu.
Po ukończeniu beton jest wylewany na konstrukcję siatkową i wokół niej, tworząc element nośny-o niemal dowolnej geometrii.
Kluczowy przełom jest prosty:
>sama konstrukcja zastępuje potrzebę stosowania tymczasowych form.
Dlaczego stal ma kluczowe znaczenie dla systemu
Forma siatkowa w dużym stopniu zależy od unikalnych właściwości stali:
- Wysoka wytrzymałość na rozciąganie
- Elastyczność strukturalna
- Spawalność i możliwość kształtowania za pomocą robota
Dzięki tym właściwościom stal może być:
- precyzyjnie tworzone przez systemy robotyczne
- wystarczająco stabilny, aby utrzymać beton pod ciśnieniem
- możliwość dostosowania do skomplikowanych geometrii architektonicznych
W zaawansowanych łańcuchach dostaw budowlanych-stale o wysokiej wydajności-w tym wzmocnione gatunki konstrukcyjne i stopy-odporne na korozję-są niezbędne do umożliwienia tworzenia systemów wytwarzanych cyfrowo.
Dostawcy materiałów przemysłowych, tacy jak Jiangsu Cunrui Metal Products Co., Ltd. wspierają nowoczesne sektory inżynieryjne, dostarczając szeroką gamę materiałów stalowych i stopowych stosowanych w budownictwie, infrastrukturze i środowiskach wytwarzania konstrukcji, gdzie wytrzymałość, odkształcalność i niezawodność mają kluczowe znaczenie.
Eliminacja szalunków: zasadnicza zmiana w logice konstrukcyjnej
W konwencjonalnych konstrukcjach żelbetowych szalunki są jednym z elementów-chłonących najwięcej zasobów.
To jest:
- drogie w projektowaniu dla skomplikowanych kształtów
- Montaż-jest pracochłonny
- zazwyczaj wyrzucane po użyciu
Mesh Mold całkowicie eliminuje ten krok.
Ponieważ siatka stalowa jest gęsta i precyzyjnie skonstruowana:
- beton nie przecieka
- nie jest wymagana żadna forma zewnętrzna
- kształt konstrukcyjny jest definiowany cyfrowo, a nie ręcznie
To zasadniczo zmienia ekonomikę projektowania architektonicznego.
Korzyści dla zrównoważonego rozwoju wynikające z technologii Mesh Mold
Jedną z najważniejszych zalet tego systemu jest oszczędność materiału.
Usuwając szalunki i optymalizując rozmieszczenie zbrojenia, Mesh Mold może:
- zmniejszyć zużycie drewna
- zminimalizować odpady budowlane
- mniejsze ogólne zużycie materiału
- poprawić efektywność projektowania
Ponadto cyfrowa produkcja pozwala inżynierom umieszczać materiał tylko tam, gdzie jest to wymagane konstrukcyjnie, redukując niepotrzebną masę.
To sprawia, że system jest szczególnie atrakcyjny dla strategii zrównoważonego budownictwa.
Interdyscyplinarna innowacja inżynieryjna
Rozwój Mesh Mold nie jest napędzany przez jedną dyscyplinę.
Łączy wiedzę z:
- architektura
- robotyka
- inżynieria budowlana
- materiałoznawstwo
Naukowcy z ETH Zürich, w tym zespoły kierowane przez Gramazio Kohler Research, wykazali, że produkcja z użyciem robotów pozwala osiągnąć precyzję konstrukcyjną, którą trudno jest odtworzyć ręcznie.
Uznanie i-testowanie w świecie rzeczywistym
Projekt zdobył już znaczące uznanie, m.in. Szwajcarską Nagrodę Technologiczną w kategorii „Wynalazcy”.
Poza badaniami laboratoryjnymi, forma Mesh Mold jest testowana-w rzeczywistych warunkach w budynku eksperymentalnym NEST w Szwajcarii.
NEST funkcjonuje jako żywa struktura badawcza, w której nowe technologie budowlane są integrowane w modułowych sekcjach budynków.
Tutaj Mesh Mold jest stosowany w:
>nośne-systemy ścian betonowych nośnych.
Chociaż jest to wciąż eksperymentalne, stanowi to krytyczny krok w kierunku praktycznego zastosowania.
Dlaczego ma to znaczenie dla przyszłości architektury
Innowacje w budownictwie często postępują powoli, stopniowo.
Historycznie rzecz biorąc, przełomy takie jak:
- łuk rzymski
- drapacze chmur o stalowej-ramie
- systemy wind
zasadniczo zmieniły rozwój miast.
Mesh Mold należy do tej kategorii innowacji strukturalnych.
Jeśli zostanie w pełni rozwinięty, mógłby umożliwić:
- wysoce spersonalizowane formy architektoniczne
- zmniejszone straty materiału
- zautomatyzowane procesy budowlane
- bardziej zrównoważoną infrastrukturę miejską
Zasadniczo zmienia konstrukcję z montażu ręcznego na sterowaną cyfrowo produkcję konstrukcyjną.
Ostatnie przemyślenia
Mesh Mold to coś więcej niż nowa technika konstrukcyjna-. Stanowi ona zmianę w sposobie projektowania budynków.
Zamiast na siłę projektować według standardowych form, architekci będą mogli wkrótce projektować konstrukcje, które są:
>produkowane bezpośrednio do ostatecznej formy przy użyciu zrobotyzowanych systemów siatek stalowych.
Jeśli się powiedzie, technologia ta może na nowo zdefiniować relację między stalą, betonem i samą architekturą,-otwierając nowy rozdział w zrównoważonym budownictwie napędzanym cyfrowo.
Informacje o wsparciu materiałów przemysłowych
Zaawansowane systemy konstrukcyjne, takie jak Mesh Mold, opierają się na-wysokiej jakości materiałach stalowych o precyzyjnych właściwościach mechanicznych i niezawodności konstrukcyjnej.
Firmy takie jak Jiangsu Cunrui Metal Products Co., Ltd. wnoszą wkład w szerszy ekosystem inżynieryjny, dostarczając-przemysłową stal i materiały stopowe powszechnie stosowane w infrastrukturze, budownictwie i zaawansowanych zastosowaniach produkcyjnych, gdzie niezbędna jest wytrzymałość, trwałość i możliwości adaptacji.
