Công nghệ in 3d xây dựng và ứng dụng

Làm thế nào in 3D bê tông có thể làm cho nhà ở giá cả phải chăng hơn
Các lớp bê tông in 3D


Các lớp bê tông in 3D Nguồn: Softpedia News
Như bạn có thể biết, các vật liệu được sử dụng với công nghệ in 3D không chỉ giới hạn ở vật liệu nhựa và kim loại. Những phát triển gần đây trong lĩnh vực in 3D bê tông chứng minh rằng có một tiềm năng chưa được khai thác trong việc xây dựng các ngôi nhà giá cả phải chăng hoặc thậm chí toàn bộ cộng đồng một cách nhanh chóng .
Nó có thể được sử dụng để sản xuất nhà cho những người mất nhà trong thảm họa thiên nhiên , tạo ra những ngôi nhà giá rẻ cho người vô gia cư và xử lý hình học mà các kỹ thuật xây dựng truyền thống khó xử lý. Danh sách các khả năng tiếp tục và tiếp tục …
Mặc dù in 3D bê tông sẽ không thay thế hoàn toàn các kỹ thuật xây dựng truyền thống trong nay mai, nhưng những lợi thế của công nghệ là không thể phủ nhận. Thiết kế và xây dựng một ngôi nhà có thể tốn kém và mất thời gian, và đó là lý do tại sao in 3D bê tông là một công cụ hấp dẫn cho các nhà xây dựng Và kiến ​​trúc sư.
Trước hết, một máy in 3D bê tông phải có kích thước khá lớn. Đây là một thách thức lớn đã phần nào cản trở việc áp dụng in 3D bê tông. Tuy nhiên, máy in 3D bê tông thường có thể di động, cho phép xây dựng ở nhiều vị trí chỉ bằng một máy .
Hiện tại, in 3D bê tông có thể không tối ưu để xây dựng các biệt thự, tòa nhà hoặc khách sạn sang trọng lớn, nhưng nó phù hợp hơn cho in 3D nhà cỡ trung và các cấu trúc khác với giá thấp và nhanh chóng.
Bên cạnh chi phí thấp và tốc độ xây dựng nhanh, một lợi ích khác của in 3D cụ thể là gần như không có vật liệu nào bị lãng phí trong quá trình sản xuất, làm cho nó thân thiện với môi trường hơn các kỹ thuật truyền thống.
Vì thiết kế kiến ​​trúc có thể được in 3D ngay tại chỗ, các công ty xây dựng không cần phải tạo khuôn để hiện thực hóa cấu trúc của họ, tiết kiệm thời gian, tiền bạc và năng lượng. Thiết kế tòa nhà hiện đại đã làm cho các tính năng như tường bê tông dạng lồi lõm 3d và mái nhà phức tạp về mặt hình học đều dễ dàng thực hiện, cả hai đều thể hiện cơ hội hoàn hảo cho in 3D cụ thể để hiển thị những gì nó thực sự có khả năng.
Khi ngày càng có nhiều dự án thành công với máy in 3D bê tông, những trở ngại pháp lý có thể cản trở công nghệ sẽ giảm dần theo thời gian. Nhiều thành phố và đô thị địa phương vẫn chưa nhận ra tiềm năng của in 3D cụ thể, điều đó có nghĩa là có thể có Các quy tắc / luật tiềm ẩn liên quan đến xây dựng nhà. Nhưng, theo thời gian, ngày càng nhiều thành phố sẽ áp dụng các quy tắc và tiêu chuẩn mới sẽ hỗ trợ việc sử dụng công nghệ in 3D cụ thể.
Có nhiều hơn một ngôi nhà hơn bốn bức tường và một mái nhà. Có những yếu tố khác quan trọng đối với người dân, chẳng hạn như cách nhiệt. Để giải quyết vấn đề này, các công ty chuyên về in 3D bê tông đang phát triển hỗn hợp bê tông có khả năng nhiệt độ cao tiết kiệm năng lượng. Ngoài ra, bọt và các vật liệu cách nhiệt khác có thể được tích hợp vào các bức tường bê tông nếu cần thiết.

In 3D xây dựng (bê ton) hoạt động như thế nào?


Hình minh họa máy in 3D bê tông Vulcan của ICON Nguồn: fortune.com

Để có được ý tưởng về cách hoạt động của in 3D cụ thể, hãy tưởng tượng một máy in 3D FDM khổng lồ sử dụng bê tông thay vì sợi nhựa.
Máy in 3D cụ thể, giống như máy in FDM, được điều khiển thông qua mã G, ngôn ngữ máy hoạt động bằng cách điều khiển đầu in của máy in 3D di chuyển cho đến khi mô hình 3D mong muốn được tạo ra.
Máy in 3D bê tông và máy in 3D FDM “bình thường” đều giống nhau về một số mặt và cũng rất khác nhau về mặt khác. Trên thực tế, sự giống nhau giữa máy in nhựa FDM và máy in bê tông có thể được tóm tắt trong hai từ cơ bản: đùn vật liệu. Máy in 3D FDM, máy in 3D bê tông cũng hoạt động bằng trục X, Y và Z.
Trục x của máy in 3D bê tông được xác định bởi chiều dài của đường ray được sử dụng để di chuyển máy in qua lại. Trục Y của máy in 3D bê tông được xác định bởi khoảng cách giữa các đường ray ở hai bên và Z -axis được xác định bởi chiều cao của các trụ mang vòi phun.
Máy in 3D bê tông thiên đường đã loại bỏ sự cần thiết của công nhân xây dựng, nhưng nó đã giúp công việc của họ trở nên dễ dàng và an toàn hơn. Các nhà xây dựng và xây dựng chuyên nghiệp vẫn sẽ hoạt động trên hiện trường, nhưng bên cạnh máy in 3D bê tông.

Rõ ràng, nền tảng là cần thiết trước khi các ngôi nhà / tòa nhà có thể được xây dựng trên bề mặt. Một trong những bước đầu tiên trong việc chuẩn bị vị trí xây dựng cho một máy in 3D bê tông đến là làm phẳng nó để đường ray cho Máy in có thể được lắp đặt. Ngoài việc tạo bề mặt phẳng, cần có nền móng trước khi quá trình in bê tông có thể bắt đầu.
Như chúng tôi đã đề cập ở trên, một trong những bước đầu tiên mà công nhân cần làm để bắt đầu in bê tông là đặt các đường ray được thiết kế đặc biệt cho máy in. Bước tiếp theo là đặt máy in lên đường ray, thiết lập các cột và kiểm tra cả ba Đầu phun. Đầu đùn và cánh tay robot được đặt trên một trụ kim loại nằm ngang đặt trên các trụ của máy in 3D bê tông.
Khi thiết kế 3D của ngôi nhà đã sẵn sàng, bê tông sẽ đến trường xây dựng – thường là trong một chiếc xe tải bê tông bình thường – và được kết nối với vòi phun của máy in qua một vòi lớn.
Tại thời điểm này, bạn có thể tự hỏi làm thế nào việc lắp đặt điện và gia cố tường được thực hiện trong quá trình in 3D cụ thể. Tất cả có thể được thực hiện trong quá trình in nhờ vào sự phát triển gần đây của các công ty chuyên về in 3D bê tông, chẳng hạn như Tổng công ty CC .

Mục tiêu sẽ là đạt được hỗn hợp bê tông có khả năng cung cấp khả năng xây dựng tối đa khi đổ bê tông và tối đa hóa khả năng chảy của hỗn hợp bê tông để đảm bảo vòi phun không bị tắc. Nói đơn giản, mục tiêu là phải có Các lớp cứng nhanh nhưng vẫn đủ để liên kết thành công với các lớp mới.
Để đạt được hiệu suất tuyệt vời như vậy, hỗn hợp bê tông phải chứa một lượng hóa chất hoàn hảo, chẳng hạn như chất siêu dẻo. Chất siêu dẻo được sử dụng để giảm nước trong hỗn hợp bê tông. Nếu bạn muốn biết thêm về chất siêu dẻo, hãy tìm hiểu thêm tại đây.
Ngoài các chất phụ gia khác nhau được đưa vào hỗn hợp bê tông, các nhà sản xuất cũng cải thiện cường độ của bê tông bằng cách thêm sợi vào hỗn hợp.
Xin lưu ý rằng giải thích của chúng tôi về cách hoạt động của in 3D cụ thể được viết ở định dạng chung hơn khi so sánh với các mô tả chi tiết về các công nghệ in bê tông khác nhau.
Khi nói về in 3D xây dựng, mọi người thường sử dụng các chữ viết tắt như 3DCP (in 3D xây dựng) và LSAM (sản xuất bù đắp quy mô lớn). Một trong những phương pháp in 3D cụ thể hứa hẹn nhất được gọi là Contour Crafting (CC).
Các ứng dụng của CC được nhìn thấy trong việc xây dựng các tòa nhà nhiều tầng, cũng như xây dựng trong không gian!
Tất cả các công nghệ in 3D cụ thể đều dựa trên cùng một khái niệm tương tự như máy in FDM “thông thường”, nhưng các công nghệ in 3D cụ thể khác nhau về cách lắp đặt cốt thép và nhiều chi tiết khác như độ dày của tường và hình học của bê tông bên trong “Vỏ” của bức tường.
Nói chung, ý tưởng chính đằng sau in 3D cụ thể là một kiến ​​trúc sư hoặc nhà thiết kế có thể chuyển đổi bản thiết kế 3D của họ thành mã G và gửi nó đến máy in. Máy in 3D cụ thể này sau đó có thể biến ý tưởng của họ thành hiện thực, giảm đáng kể thời gian xây dựng và chi phí so với các kỹ thuật xây dựng truyền thống.

Ứng dụng in 3D bê tông
Một lâu đài ở sân sau của Andrey Rudenko, 5 ngôi nhà in 3D ở Eindhoven, ngôi nhà in 3D trị giá 10.000 đô la của ICON và một cây cầu in 3D.
3D. Nguồn: totalkustom.com, iconbuild.com, the Guardian.com, deepen.com
Trong phần này, chúng tôi sẽ đưa ra một số ứng dụng gần đây và phổ biến của in 3D cụ thể để cung cấp cho bạn ý tưởng về công nghệ hiện đang được sử dụng.
Đầu năm nay, công ty ICON có trụ sở tại Texas đã thông báo rằng họ đã quản lý để in 3D một ngôi nhà rộng 350 mét vuông với mức giá phải chăng 10.000 USD. ICON đang hợp tác chặt chẽ với tổ chức phi lợi nhuận New Story với mục tiêu in nhà ở Ở El Salvador với giá 4.000 đô la mỗi căn nhà, mỗi ngôi nhà rộng khoảng 600-800 feet vuông. Như họ tuyên bố, họ đang làm việc “điều tiết toàn bộ” để giảm giá nhà in 3D, nhằm mục đích làm cho nhà ở có giá cả phải chăng hơn trên toàn thế giới.
Anh ấy nói rằng anh ấy luôn tin rằng có thể làm được điều gì đó và anh ấy đã đúng, anh ấy đã chứng minh những tuyên bố của mình với lâu đài mà anh ấy đã in Sân sau.
Một quốc gia đặc biệt thích sử dụng in 3D để xây dựng nhà và cầu là Hà Lan. Năm 2019, thành phố Eindhoven của Hà Lan sẽ nhận được năm ngôi nhà mới sẽ được xây dựng bằng máy in 3D bê tông đặc biệt. Các ngôi nhà sẽ có người ở và Nhà lớn nhất trong năm ngôi nhà sẽ bao gồm ba phòng ngủ dọc theo ba tầng.

Hà Lan cũng là quê hương của cầu được in 3d đầu tiên trên thế giới cho người đi xe đạp và người đi bộ. Cấu trúc này được tạo ra bởi cùng một công ty cung cấp thiết bị sẽ được sử dụng để xây dựng các ngôi nhà in 3D ở Eindhoven. Cây cầu được tạo thành từ nhiều mảnh bê tông in 3D.
Đây chỉ là một vài ví dụ cho thấy cách in 3D cụ thể đang được sử dụng. Nếu bạn đang tìm kiếm thêm ví dụ về sử dụng in 3D cụ thể, hãy xem danh sách 35 Nhà & Cấu trúc In 3D vĩ đại nhất của chúng tôi.
Một ví dụ tuyệt vời khác về cách in 3D bê tông được sử dụng bởi công ty có tên XtreeE, một trong những công ty tiên phong trong lĩnh vực in 3D cụ thể.
Chúng là những chiếc ghế in 3D với hoa văn dệt cho sân sau và công viên, nhưng chúng cũng làm những dự án quy mô lớn hơn như xây nhà. Công ty cũng in 3D mặt tiền bê tông để trang trí cho các tòa nhà hiện đại. Nếu bạn quan tâm đến các dự án của XtreeE, hãy tìm hiểu thêm Đây.

Nguồn: https://all3dp.com/2/concrete-3d-printing-how-to-do-it-and-application/

Dịch bởi: Công nghệ in 3d

 

admin

In3d

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *