Drukowanie 3D w piaskach służy do tworzenia inteligentnego sufitu płyty dla domu DFAB ETH Zurich w Zurychu

Sufit ma 80 metrów kwadratowych, waży 15 ton i składa się z 11 betonowych segmentów, które łączą dolne piętro z dwupiętrową drewnianą przestrzenią powyżej. Jedną z zalet używania nadruku 3D do formy zamiast stosowania bezpośredniego procesu betonowania warstwa po warstwie jest to, że można stosować wysokowydajny beton zbrojony włóknami i można go wytwarzać z dokładnością do milimetrów.

Smart Slab został opracowany przez grupę badawczą Benjamina Dillenburgera, adiunkta ds. Technologii cyfrowych budynków w ETH Zurich. Grupa opracowała nowe oprogramowanie do tworzenia elementów deskowania; oprogramowanie jest w stanie rejestrować i koordynować wszystkie parametry istotne dla produkcji. Zespół wprowadził podstawowe dane, takie jak wymiary pomieszczenia, a także skan zakrzywionej ściany, która będzie wspierać sufit. Pozwoliło im to na dostosowanie geometrii płyty tak, aby w każdym punkcie była ona nakładana tylko tak grubo, jak jest strukturalnie konieczna do podtrzymania przepływu siły.

"Nie narysowaliśmy płyty; zaprogramowaliśmy to "- powiedziała Mania Aghaei Meibodi, kierownik projektu Smart Slab i starszy pracownik naukowy w grupie Dillenburger. "Koordynacja wszystkich tych aspektów z planowaniem analogowym nie byłaby możliwa, szczególnie z taką precyzją."

Sufit składa się z żeber o różnych rozmiarach. Główne żebra przenoszą obciążenia, podczas gdy mniejsze filigranowe żebra są przeznaczone głównie do akustyki i estetyki. Systemy oświetleniowe i tryskaczowe są zintegrowane bezpośrednio z konstrukcją płyty; były również skoordynowane z oprogramowaniem do planowania.

Kilku partnerów pracowało nad Smart Slab po wyeksportowaniu jego projektu z komputera. Jeden z partnerów branżowych wyprodukował trójwymiarowe szalunki z piaskami, które zostały podzielone na sekcje o rozmiarach palet w celu ułatwienia drukowania i transportu. Inny partner wykonał szalunek drewna poprzez obróbkę CNC, co nadało kształt górnej części Smart Slab i pozostawia puste miejsca, które zmniejszają wagę i tworzą przestrzeń dla kabli elektrycznych. Trzeci partner połączył dwa rodzaje szalunków, natryskując beton zbrojony włóknami na deskowanie piaskowe, aby uzyskać dolną betonową skorupę i odlewanie pozostałego betonu do szalunku drewnianego.

11 indywidualnych segmentów betonowych było przetransportowane na miejsce budowy po stwardnieniu na dwa tygodnie. Dźwig umieścił betonowe elementy na ścianie nośnej, gdzie nastąpiło sprężenie. Kable stalowe były ciągnięte wzdłuż i w poprzek przezwsparcie betonowe i do kanałów już włożonych w szalunek. Napięcie linek znacznie zwiększa ładowność systemu.

"Spektakularnie było zobaczyć na budowie, jak płynnie nasze elementy pasują do siebie nawzajem oraz z istniejącymi komponentami domu DFAB," powiedział Dillenburger. "Zawdzięczamy to częściowo wyjątkowej interdyscyplinarnej współpracy z naszymi partnerami. Skrupulatna praca, którą zainwestowaliśmy w planowanie, całkowicie się opłaciła. "

ETH w Zurychu stało się dobrze znane dzięki swojej pracy z zaawansowanymi drukarkami 3D i badaniami robotycznymi. Uczelnia opracowała wiele nowych cyfrowych technologii wytwarzania, z których kilka jest wykorzystywanych przy budowie domu DFAB. Dom budowany jest w zakładzie badawczo-innowacyjnym Empa i Eawag's NEST. Możesz dowiedzieć się więcej o DFAB House tutaj.