Airlement: с 3D печат на леки строителни материали от... отпадъци

La 3D печат може да има огромен принос за развитието на aустойчива сграда, започвайки с възможността за експериментиране с материали, които не са използвани досега, и тестване на нови строителни техники, способни да намалят потреблението и емисиите.

Изследовател от Федерална политехника на Цюрих използва тази автоматизирана технология за производство на нови изолационни елементи лек, напълно без цимент, направен от минерална пяна, получена от промишлени отпадъци. Това минерална пяна, който може да се използва повторно безброй пъти, се обработва слой по слой благодарение на 3D принтер с размерите на стая.

Първият прототип на проекта Airlement това е двуметрова монолитна ъглова колона, съставена от четири 3D отпечатани сегмента, държани заедно с обикновен хоросан и покрити с бяла мазилка без цимент.

Един по-устойчив цимент е готов за строителството на бъдещето
Устойчиво строителство: главните герои на гъбите сред зелените материали

Устойчиво строителство и 3D печат: това е изследването на ETH

L 'устойчива сграда има безброй склонения: развитието на умни материали и нови строителни методи, на използване на upcycling и повторното използване на ресурси са основополагащи елементи на a нов подход към конструкции, продиктувани преди всичко от необходимостта да се проектират и обитават пространства, предназначени да бъдат в хармония с природата.

По-устойчивите сгради са тези, които позволяват да се насърчи a по-рационално използване ресурси благодарение на енергийната ефективност, но и тези, които успяват да комбинират екологична и социална устойчивост и които обещават да могат да се изграждат, без да се прибягва до много скъпи процеси по отношение на ресурси и енергия.

В този контекст то разработване на нови материали и строителните техники поемат водеща роля, способни да интегрират амбициите на учените и нуждите на глобалния пазар, който, макар и изключително разнообразен, вече не може да не се справи с нуждите на планета в болка.

Една от последните иновации по темата идва отArch Tec Lab по изследвания и роботика в ETH, в кампуса Hönggerberg. Ето, изследователят Патрик Бедарф, който работи в групата Дигитални строителни технологии на професор Бенджамин Диленбъргър, е проучил метод за производство леки изолационни конструктивни елементи от сложни материали за намаляване на формата благодарение на 3D принтиране.

Устойчивото строителство започва с обществени тоалетни: проектът в Шри Ланка
RESKIN: иновативният интелигентен проект за зелено строителство

Триизмерен принтер с размерите на стая

La 3D принтер използван от Patrick Bedarf е голям колкото цяла стая: многобройни роботизирани ръце висят от покрива на основната стая на Arch Tec Lab, докато на земята, върху работни платформи и дървени щайги, оживяват странни същества, подобни на пясъчни скулптури .

"Роботите могат прецизно да се придвижват до всяка точка на стаята“, обяснява Бедарф. “Ние планираме маршрута и уточняваме къде трябва да пътуват и с каква скорост, както и колко материал трябва да изтече от главата на принтера, по кое време и къде трябва да се депозира".

С тази гениална система изследователят на ETH създаде първия прототип на проекта Airlement, a Colonna монолитна ъглова част, висока два метра, съставена от четири 3D отпечатани сегмента, държани заедно с хоросан.

I четири сегмента на колоната са леки, лесни за повдигане ръчно, за да бъдат подредени една върху друга: "Строителните части могат просто да бъдат отпечатани във фабриката, транспортирани до строителната площадка и поставени където е необходимо“, обяснява Бедарф.

"За да направи компонента по-здрав, кухото ядро ​​може да бъде излято с минерална пяна с висока плътност, което го прави достатъчно здрав, за да действа като носеща конструкция”. Но не само техниката е новаторска в проекта на Бедарф.

Нулеви емисии и по-добро качество на живот: „Това е интелигентен град“
В Люцерн първият швейцарски комитет по етика за проекти за интелигентен град

Airlements, "тухлите", направени от пепелта на доменните пещи

За да създаде Airlements, Патрик Бедарф използва a устойчив изолационен материал произведени от ETH spin-off FenX: one минерална пяна направени от рециклирани промишлени отпадъци, по-специално от летлива пепел получени от горивните процеси в промишлени доменни пещи.

"Този материал вече е преминал през първия материален цикъл и може просто да бъде рециклиран след употреба”, обяснява Бедарф, докато натрошава парче от новия материал между пръстите си: веднъж стрита на прах, пяната е готова за използван повторно.

„Ако частта от сградата вече не е необходима“, казва изследователят, „може да бъде напълно настъргано и превърнато на прах, готово за трансформиране в нова пяна“. И е напълно без цимент, като мазилката, използвана за финалната обработка.

Всеки един прототип идва отпечатани за по-малко от час и се оставя да изсъхне за една седмица в производствената среда, при контролирана температура между 20 и 28 градуса по Целзий и с влажност от 20-70 процента.

За да проверите правилната настройка на влажност и температура, Патрик Бедарф изгради специална климатична камера, голяма прозрачна структура с форма на палатка, вътре в която роботът-принтер се движи по предварително зададения път.

Този метод на производство, подчертава изследователят, не изисква специална обработка висока енергийна интензивност: "Това е напредък в предишната работа с пени без цимент, които трябваше да се втвърдят с цимент или впоследствие да се втвърдят при високи температури в пещта".

Изненадите на химията: така пластмасовите отпадъци се превръщат в сапун
Замърсяване с микропластмаса: решението идва от растенията

Устойчиво и икономично строителство благодарение на автоматизацията

Новият метод чрез 3D принтиране ви позволява да използвайте по-малко материал: например, не изисква използването на кофраж за отливане, структура, която може да бъде използвана повторно само частично и която днес може да бъде напълно изрязана от списъка с необходими ресурси.

Комбинацията от 3D принтиране и роботика позволява цели части от направени по поръчка сгради да бъдат произведени много икономично: „Без автоматизация“, обяснява изследователят, „Традиционните строителни методи, които спестяват материали, отнемат много време и са скъпи, особено поради разходите за труд".

Патрик Бедарф ще продължи да развива проекта в сътрудничество с FenX, която ще посвети цяла производствена линия на Airlements: „Ние ще анализираме задълбочено носещата способност и изолационните свойства“, обяснява Бедарф, „за да се определи как този материал действа като стенен елемент в затворена стая".

"Инфрачервени измервания“, заключава изследователят, „те ще ни помогнат да определим къде топлоизолацията може да бъде допълнително подобрена и как да елиминираме всички слаби места чрез коригиране на пътя на печат".

Изменение на климата: Швейцария се съюзи с Чили, Кения и Тунис
Иновационен парк: бъдещ град в пустинята, форматиран с Blockchain