Airlement: me printim 3D materiale ndërtimi të lehta nga... mbeturinat

La Shtypje 3D mund të japë një kontribut të madh në zhvillimin e andërtesë e qëndrueshme, duke filluar me mundësinë e eksperimentimit me materiale të pa përdorura më parë dhe testimin e teknikave të reja të ndërtimit të afta për të reduktuar konsumin dhe emetimet.

Një studiues nga Politekniku Federal i Cyrihut përdori këtë teknologji të automatizuar për të prodhuar të reja elemente izoluese e lehtë, krejtësisht pa çimento, e bërë nga shkume minerale që rrjedhin nga mbetjet industriale. Kjo shkumë minerale, i cili mund të ripërdoret pafundësisht, përpunohet shtresë pas shtrese falë një printeri 3D me madhësinë e një dhome.

Prototipi i parë i projektit Pajisje ajrore është një kolonë qoshe monolitike dy metra e lartë, e përbërë nga katër segmente të printuara 3D të mbajtura së bashku me llaç të thjeshtë dhe të mbuluar me suva të bardhë pa çimento.

Një çimento më e qëndrueshme është gati për ndërtimin e së ardhmes
Ndërtimi i qëndrueshëm:… kërpudhat protagoniste mes materialeve të gjelbra

Ndërtimi i qëndrueshëm dhe printimi 3D: ky është hulumtimi i ETH

L 'ndërtesë e qëndrueshme ka deklinime të panumërta: zhvillimin e materiale të zgjuara dhe metodat e reja të ndërtimit, të përdorimi i riciklimit dhe ripërdorimi i burimeve janë elementë themelues të a qasje e re ndaj ndërtimeve të diktuara, para së gjithash, nga nevoja për të projektuar dhe banuar hapësira të projektuara për të qenë në harmoni me natyrën.

Ndërtesat më të qëndrueshme janë ato që lejojnë të inkurajojnë a përdorim më racional burimeve falë efiçencës energjetike, por edhe atyre që arrijnë të kombinojnë qëndrueshmëria mjedisore dhe sociale dhe të cilat premtojnë se do të mund të ndërtohen pa iu drejtuar proceseve shumë të shtrenjta për sa i përket burimeve dhe energjisë.

Në këtë kontekst, ajo zhvillimi i materialeve të reja dhe teknikat e ndërtimit marrin një rol udhëheqës, të aftë për të integruar ambiciet e shkencëtarëve dhe nevojat e një tregu global, i cili, edhe pse jashtëzakonisht i larmishëm, nuk mund të mos përballojë më nevojat e një planet në dhimbje.

Një nga risitë më të fundit në këtë temë vjen ngaArch Tech Lab i kërkimit dhe robotikës në ETH, në kampusin Hönggerberg. Këtu, studiuesi Patrick Bedarf, i cili punon në grup Teknologjitë e Ndërtimit Dixhital të profesorit Benjamin Dillenburger, ka studiuar një metodë për të prodhuar elemente ndërtimi izolues të lehtë e materialeve komplekse reduktuese të formës falë printimit 3D.

Ndërtimi i qëndrueshëm fillon me tualetet publike: projekti në Sri Lanka
RESKIN: projekti inovativ i zgjuar për ndërtimin e gjelbër

Një printer tredimensional në madhësinë e një dhome

La printer 3D i përdorur nga Patrick Bedarf është i madh sa një dhomë e tërë: krahë të shumtë robotikë varen nga çatia e dhomës kryesore të Arch Tec Lab, ndërsa në tokë, mbi platformat e punës dhe arkat prej druri, marrin jetë krijesa të çuditshme të ngjashme me skulpturat e rërës. .

"Robotët mund të lëvizin saktësisht në çdo pikë të dhomës“, shpjegon Bedarf. "Ne planifikojmë rrugën dhe specifikojmë se ku duhet të udhëtojnë dhe sa shpejt, si dhe sa material duhet të rrjedhë nga koka e printerit, në çfarë kohe dhe ku duhet të depozitohet".

Me këtë sistem gjenial, studiuesi i ETH krijoi prototipin e parë të projektit Airlement, a kolonë copë qoshe monolit, dy metra e lartë, e përbërë nga katër segmente të printuara 3D të mbajtura së bashku me llaç.

I katër segmente të kolonës janë të lehta, të lehta për t'u ngritur me dorë për t'u vendosur njëra mbi tjetrën: "Pjesët e ndërtimit thjesht mund të printohen në fabrikë, të transportohen në kantier dhe të vendosen aty ku kërkohet“, shpjegon Bedarf.

"Për ta bërë komponentin më të fortë, bërthama e zbrazët mund të derdhet me shkumë minerale me densitet të lartë, gjë që e bën atë mjaft të fortë për të vepruar si një strukturë mbajtëse.“. Por nuk është vetëm teknika ajo që është inovative në projektin e Bedarf.

Zero emisione dhe një cilësi më të mirë jete: "Ky është qyteti i zgjuar"
Në Lucern, komiteti i parë zviceran i etikës për projektet e qytetit të zgjuar

Pajisjet ajrore, "tullat" e bëra nga hiri i furrave të shpërthimit

Për të krijuar Airlements, Patrick Bedarf përdori një material izolues i qëndrueshëm prodhuar nga spin-off ETH FenX: një shkumë minerale bërë nga mbetjet industriale të ricikluara, në veçanti nga hiri fluturues të përftuara nga proceset e djegies së furrave të zjarrit industrial.

"Ky material tashmë ka kaluar në ciklin e parë material dhe thjesht mund të jetë riciklohen pas përdorimit”, shpjegon Bedarf ndërsa thërrmon një pjesë të materialit të ri midis gishtërinjve të tij: pasi të bëhet pluhur, shkuma është gati për t'u bërë. ripërdorur.

“Nëse pjesa e ndërtesës nuk është më e nevojshme”, thotë studiuesi, "Ai mund të copëtohet plotësisht dhe të bëhet pluhur, gati për t'u shndërruar në shkumë të re". Dhe është plotësisht pa çimento, si suva e përdorur për trajtimin përfundimtar.

Çdo prototip vjen shtypur në më pak se një orë dhe lihet të thahet për një javë në mjedisin e prodhimit, në një temperaturë të kontrolluar ndërmjet 20 dhe 28 gradë celsius dhe me lagështi 20-70 për qind.

Për të kontrolluar rregullimin e saktë të lagështia dhe temperatura, Patrick Bedarf ndërtoi një dhomë të veçantë klimatike, një strukturë të madhe transparente në formë tende, brenda së cilës roboti i printerit lëviz përgjatë shtegut të paracaktuar.

Kjo mënyrë prodhimi, nënvizon studiuesi, nuk kërkon përpunim të veçantë intensitet të lartë të energjisë"Ky është një përparim në punën e mëparshme me shkume pa çimento, të cilat duhej të ngurtësoheshin me çimento ose më pas të kuroheshin në temperatura të larta në furrë.".

Surprizat e kimisë: kështu mbetjet plastike bëhen sapun
Ndotja mikroplastike: zgjidhja vjen nga bimët

Ndërtim i qëndrueshëm dhe ekonomik falë automatizimit

Metoda e re nëpërmjet printimit 3D ju mundëson përdorni më pak material: për shembull, nuk kërkon përdorimin e kallëpeve për derdhje, një strukturë që mund të ripërdoret vetëm pjesërisht dhe që sot mund të shkëputet plotësisht nga lista e burimeve të nevojshme.

Kombinimi i printimit 3D dhe robotikë lejon që pjesë të tëra të ndërtesave të bëra me porosi të prodhohen shumë ekonomikisht: “Pa automatizim", shpjegon studiuesi, "Metodat tradicionale të ndërtimit që kursejnë materiale janë shumë kohë dhe të shtrenjta, veçanërisht për shkak të kostove të punës".

Patrick Bedarf do të vazhdojë të zhvillojë projektin në bashkëpunim me FenX, e cila do t'i kushtojë një linjë të tërë prodhimi Airlements:Ne do të analizojmë plotësisht aftësinë mbajtëse dhe vetitë e izolimit", shpjegon Bedarf, "për të përcaktuar se si ky material vepron si element muri në një dhomë të mbyllur".

"Matjet me rreze infra të kuqe", përfundon studiuesi, "ato do të na ndihmojnë të përcaktojmë se ku mund të përmirësohet më tej izolimi termik dhe si të eliminojmë çdo pikë të dobët duke rregulluar rrugën e printimit".

Ndryshimi i klimës: Zvicra aleate me Kilin, Kenian dhe Tunizinë
Parku i Inovacionit: një qytet i ardhshëm i formatuar me Blockchain në shkretëtirë