Airlement: 폐기물로 만든 경량 건축 자재 3D 프린팅

La 3D 인쇄 발전에 막대한 기여를 할 수 있다.지속 가능한 건물, 이전에 사용되지 않은 재료를 실험하고 소비 및 배출을 줄일 수 있는 새로운 건축 기술을 테스트하는 가능성부터 시작합니다.

출신의 연구원 취리히 연방 폴리테크닉 이 자동화 기술을 사용하여 새로운 제품을 생산했습니다. 절연 요소 가볍고 시멘트가 전혀 없으며 산업 폐기물에서 추출한 미네랄 폼으로 만들어졌습니다. 이것 미네랄 폼여러 번 재사용할 수 있는 는 방 크기의 3D 프린터 덕분에 한 겹씩 가공됩니다.

프로젝트의 첫 번째 프로토타입 공기 이 기둥은 3미터 높이의 모놀리식 코너 기둥으로, 단순한 모르타르로 결합되고 시멘트가 없는 흰색 석고로 덮인 XNUMXD 프린팅된 XNUMX개의 세그먼트로 구성되어 있습니다.

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지속 가능한 건축과 3D 프린팅: 이것이 ETH의 연구입니다.

패 '지속 가능한 건물 셀 수 없이 많은 편향이 있습니다: 스마트 재료 그리고 새로운 건축방식, 업사이클링의 활용 그리고 자원의 재사용은 새로운 접근 방식 무엇보다도 자연과 조화를 이루도록 설계된 공간을 설계하고 거주해야 할 필요성에 의해 결정된 건축물입니다.

보다 지속 가능한 건물은 다음을 장려할 수 있는 건물입니다. 보다 합리적인 사용 에너지 효율성 덕분에 자원을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 결합할 수 있는 자원도 있습니다. 사회적 환경 유지 자원과 에너지 측면에서 매우 비싼 프로세스에 의존하지 않고도 구축할 수 있다고 약속합니다.

이러한 맥락에서, 신소재 개발 건설 기술은 과학자들의 야망과 글로벌 시장의 요구를 통합할 수 있는 선도적인 역할을 맡습니다. 고통받는 행성.

이 주제에 대한 최신 혁신 중 하나는 다음과 같습니다.아치테크랩 Hönggerberg 캠퍼스의 ETH에서 연구 및 로봇 공학을 전공했습니다. 여기서 연구원은 패트릭 베다르프, 그룹에서 일하는 사람 디지털 건축 기술 교수의 벤자민 딜렌버거, 생산 방법을 연구했습니다. 경량 단열 구조 요소 3D 프린팅을 통해 복잡한 형상 감소 소재를 제작합니다.

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방만한 크기의 3차원 프린터

La 3D 프린터 Patrick Bedarf가 사용하는 이 로봇은 방 전체만큼 큽니다. 수많은 로봇 팔이 Arch Tec Lab의 메인 룸 지붕에 매달려 있고, 지상, 작업 플랫폼 및 나무 상자에서는 모래 조각과 유사한 이상한 생물이 살아납니다. .

"로봇은 방의 어느 지점으로든 정확하게 이동할 수 있습니다."라고 Bedarf는 설명합니다. “우리는 경로를 계획하고 어디로 이동해야 하는지, 얼마나 빨리 이동해야 하는지, 프린터 헤드에서 얼마나 많은 재료가 흘러야 하는지, 언제, 어디에 보관해야 하는지 지정합니다.".

이 독창적인 시스템을 통해 ETH 연구원은 Airlement 프로젝트의 첫 번째 프로토타입을 만들었습니다. 콜로 나 모르타르로 함께 고정된 3D 프린팅된 XNUMX개의 세그먼트로 구성된 XNUMXm 높이의 모놀리식 코너 조각입니다.

I 네 개의 세그먼트 기둥은 가볍고 수동으로 들어 올려 쌓기가 쉽습니다. "건물 부품은 공장에서 간단하게 프린팅하고 건설 현장으로 운반하여 필요한 곳에 배치할 수 있습니다."라고 Bedarf는 설명합니다.

"부품을 더욱 견고하게 만들기 위해 중공 코어를 고밀도 미네랄 폼으로 주조하여 하중을 지탱하는 구조로 작용할 만큼 튼튼하게 만듭니다.". 그러나 Bedarf의 프로젝트에서 혁신적인 것은 기술만이 아닙니다.

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용광로의 재로 만든 "벽돌"인 Airlements

Airlements를 만들기 위해 Patrick Bedarf는 지속 가능한 단열재 ETH 분사 FenX에서 제작: 1개 미네랄 폼 재활용된 산업 폐기물, 특히 비산회 산업용 용광로의 연소 과정에서 얻습니다.

"이 재료는 이미 첫 번째 재료 주기를 거쳤으므로 간단히 사용 후 재활용"라고 Bedarf는 손가락 사이에서 새로운 재료 조각을 부수면서 설명합니다. 일단 분쇄되면 거품이 만들어질 준비가 된 것입니다. 재사용.

“건물의 일부가 더 이상 필요하지 않은 경우”, 연구원은 말합니다. "완전히 파쇄되어 분말로 만들어 새로운 거품으로 변형될 수 있습니다.". 그리고 최종 처리에 사용되는 석고와 마찬가지로 시멘트가 전혀 포함되어 있지 않습니다.

모든 단일 프로토타입이 제공됩니다. 한 시간도 안 돼서 인쇄됨 온도 20~28도, 습도 20~70%로 조절된 생산 환경에서 일주일 동안 건조시켰습니다.

올바르게 조정되었는지 확인하려면 습도와 온도, Patrick Bedarf는 프린터 로봇이 미리 정의된 경로를 따라 움직이는 크고 투명한 텐트 모양의 구조인 특별한 기후 챔버를 만들었습니다.

연구원이 강조한 이 생산 방법은 특별한 가공이 필요하지 않습니다. 높은 에너지 강도"이는 시멘트로 경화하거나 이후 오븐에서 고온에서 경화해야 했던 시멘트가 없는 폼을 사용한 이전 작업보다 발전된 것입니다.".

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자동화를 통한 지속 가능하고 경제적인 건설

3D 프린팅을 통한 새로운 방법을 사용하면 다음을 수행할 수 있습니다. 재료를 덜 사용하다: 예를 들어, 주조를 위해 거푸집을 사용할 필요가 없으며 부분적으로만 재사용할 수 있고 오늘날 필요한 자원 목록에서 완전히 잘라낼 수 있는 구조입니다.

3D 프린팅과 XNUMXD 프린팅의 결합 로봇 맞춤형 건물의 전체 부품을 매우 경제적으로 생산할 수 있습니다.자동화 없이"라고 연구원은 설명합니다. "재료를 절약하는 전통적인 건축 방법은 특히 인건비로 인해 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 듭니다.".

Patrick Bedarf는 계속해서 프로젝트를 개발할 것입니다. FenX와 협력하여, 이는 전체 생산 라인을 Airlements에 전용으로 사용하게 됩니다: “내하력과 단열특성을 철저하게 분석해 드립니다."라고 Bedarf는 설명합니다. "이 재료가 닫힌 방에서 벽 요소로 어떻게 작용하는지 확인하려면".

"적외선 측정"라고 연구원은 결론을 내립니다.단열을 더욱 개선할 수 있는 부분과 인쇄 경로를 조정하여 약점을 제거하는 방법을 결정하는 데 도움이 됩니다.".

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