瑞士研究人员3D打印地板系统，以减少混凝土的使用

时间：2019-02-06 20:39 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网2月6日讯，建筑业是温室气体的最大贡献者之一，因为全球三分之一的排放量来自建筑行业。这些温室气体中的很大一部分体现在用于地板系统的混凝土中，因此正在进行各种努力以减少整个建筑物中混凝土的使用。在不牺牲强度的情况下使用更少材料。拱形是一个很好的例子：压在拱顶上的重量分布在整个形状中，因为它可以将力分解为压缩应力，同时消除拉伸应力。 Block Research Group，建筑技术研究所和苏黎世联邦理工学院的一组研究人员使用3D打印技术将相同的原理应用于混凝土地面。
瑞士研究人员3D打印地板系统，以减少混凝土的使用

由于其分层性质，3D打印件的拉伸强度低于建筑行业中的大多数材料，但是它们的抗压强度相当高。通过在地板系统中设计肋骨和拱门，团队可以将推力转换为压缩力;这被称为索道系统。在Philippe Block和Tom Van Mele的带领下，工程师们使用了ExOne S-Max 3D砂纸打印机，其打印量为1.8×1.0×0.7米，可以打印五个连接在一起的打印件。 “相邻元素之间没有使用机械连接。相反，原型的压缩主导结构形状允许简单的界面设计，仅使用公 - 母互锁特征来保证对齐，“该论文指出。
瑞士研究人员3D打印地板系统，以减少混凝土的使用

为了生成缆索形式，他们使用了推力网络分析（TNA）及其软件实现RhinoVAULT;他们在制造之前模拟了数百种不同的配置。制作了第一个3D打印砂地板，并经过了严格的测试，确保材料符合规范并且安全。它虽然很好，但仅比所需的负载标准低3％，因此对于第二个3D打印的砂地板，肋条进行了略微修改，这符合负载标准。第三次迭代是一种不同的设计，具有更高的载荷限制但经历了更大的偏转，团队计算的问题可以通过额外的预加载来解决。
瑞士研究人员3D打印地板系统，以减少混凝土的使用

他们的实验表明，地板系统可以使用这些几何形状生产，这些几何形状比传统混凝土板中使用的材料少70％。他们继续他们的研究，并使用传统的FDM 3D打印机创建模具，使他们能够将索状结构直接结合到混凝土地板中，放置在NEST HiLo（高性能，低能耗）项目公寓中，该项目具有可持续性和高科技性建筑方法。它正在瑞士的Dübendorf建造，并将容纳来访的ETH教员。
这些3D打印地板系统不仅可以释放材料，还可以释放可用于布线和导管的空间。 Block Research Group正与ETH的建筑与建筑系统实验室合作，确定HVAC（加热和冷却）系统是否可以集成到地板中，这似乎很可能。令人遗憾的是，地板将被覆盖，因为这些图案在美学上令人愉悦。
瑞士研究人员3D打印地板系统，以减少混凝土的使用

如果没有3D打印，通常无法制造减少材料使用的几何形状。并不是建筑师和建筑工程师不知道这些形状可以用在混凝土地板上以使它们更坚固，这些形状是非常昂贵或不可能通过传统方式创造。 3D打印已经存在了一段时间，但是一些面临严格法规并且具有长期建立的供应链和工作流程的行业采用新技术的速度较慢。

中国3D打印网译自：3ders.org

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