28 Августа 2017

Будущее уже наступило! 3-D печать целого здания.

Исследователи говорят, что структуры, построенные с помощью этой системы, могут производиться быстрее и дешевле, чем позволяют традиционные методы строительства. Здание также может быть полностью адаптировано к потребностям конкретного сайта и желаниям его создателя. Даже внутренняя структура может быть изменена по-новому. Плотность материала может быть изменена для обеспечения оптимальных сочетаний прочности, изоляции или других свойств.

 

В конечном счете такой подход может позволить проектирование и строительство новых видов зданий, которые не были бы осуществимы с использованием традиционных методов строительства.

 

Система состоит из гусеничного транспортного средства, которое несет в себе крупную промышленную роботизированную руку, у которой есть меньшая роботизированная рука с высокой точностью движения на своем конце. Этот высоко контролируемый рычаг может затем использоваться для направления любого обычного (или нетрадиционного) конструкционного сопла, такого как те, которые используются для заливки бетона или распыляемого изоляционного материала, а также дополнительных цифровых торцевых эффектов, таких как фрезерная головка.

 

В отличие от типичных трехмерных систем печати, большинство из которых используют какую-то замкнутую фиксированную структуру для поддержки своих сопел и ограничены строительными объектами, которые могут вписываться в их общий корпус, эта свободно движущаяся система может построить объект любого размера , В качестве доказательства концепции исследователи использовали прототип для построения базовой структуры стенок купола длиной 50 футов диаметром 12 футов — проекта, который был завершен менее чем за 14 часов после «печатного» времени.

 

Для этих начальных испытаний система изготовила пеноизоляционный каркас, используемый для формирования готовой бетонной конструкции. Этот метод строительства, в котором пенополиуретановые формы заполнены бетоном, аналогичен традиционным коммерческим методам опалубки с изоляцией из бетона. Следуя этому подходу к их первоначальной работе, исследователи показали, что система может быть легко адаптирована к существующим строительным объектам и оборудованию и что она будет соответствовать существующим строительным нормам, не требуя новых оценок, объясняет Китинг.

 

 

Вся система может работать даже с солнечными батареями. Идея состоит в том, что такие системы могут быть развернуты в отдаленных регионах, например в развивающемся мире, или       в районы для оказания помощи при бедствиях после крупного шторма или землетрясения для быстрого обеспечения долговременного жилья.

 

Окончательное видение — «В будущем, чтобы иметь что-то совершенно автономное, что вы могли бы отправить на Луну или Марс или Антарктиду, и это просто выйдет и будет годами     строить дома», — говорит Китинг, который возглавлял разработку.

 

Но в то же время, говорит он, «Мы также хотели показать, что завтра можно построить что-то , что можно использовать сразу». Это то, что сделала команда со своей начальной мобильной     платформой. «С этим процессом мы можем заменить одну из ключевых частей создания здания прямо сейчас», — говорит он. «Завтра он может быть интегрирован в строительную     площадку».

 

«Строительная отрасль по-прежнему в основном пользуется проверенными временем приемами», — говорит Китинг. «Здания являются прямолинейными, в основном из отдельных    материалов, вместе с пилами и гвоздями» и в основном построены из стандартных планов.

 

Но Китинг задавался вопросом, что, если каждое здание может быть индивидуализировано и спроектировано с использованием экологических данных на месте? В будущем опорные столбы    такого здания могут быть размещены в оптимальных местах на основе наземного радиолокационного анализа площадки, а стены могут иметь разную толщину в зависимости   от их ориентации. Например, здание может иметь более толстые, более изолированные стены на своей северной стороне в холодном климате или стены, которые сужаются снизу вверх,   поскольку их несущие требования уменьшаются, или кривые, которые помогают конструкции выдерживать ветры.

Создание этой системы, которую исследователи называют цифровой строительной платформой (DCP), было мотивировано общим видением группы Mediated Matter проектирования зданий без деталей. Такое видение включает в себя, например, объединение «структуры и кожи», балок и окон, в единый производственный процесс и адаптацию нескольких процессов проектирования и строительства «на лету» по мере создания структуры.

 С точки зрения архитектуры, говорит Оксман, проект «бросает вызов традиционным типологиям здания, таким как стены, полы или окна, и предлагает, чтобы одна система могла быть изготовлена ​​с использованием DCP, который может постоянно изменять свои свойства, чтобы создавать элементы, напоминающие стену, которые непрерывно Сливаться в окна».

 

С этой целью сопла новой трехмерной печатной системы могут быть адаптированы для изменения плотности заливаемого материала и даже для смешивания различных материалов по мере продвижения. В версии, используемой в начальных испытаниях, устройство создало изоляционную оболочку пены, которая осталась бы на месте после заливки бетона; внутренние и наружные отделочные материалы могут быть нанесены непосредственно на эту поверхность пены.

 

Система может даже создавать сложные формы и свесы, которые команда продемонстрировала, включив широкую встроенную скамью в свой прототипный купол. Любая необходимая проводка и сантехника могут быть вставлены в пресс-форму до того, как выливается бетон, обеспечивая полную конструкцию стены. Он также может включать данные о сайте, собранном во время процесса, с использованием встроенных датчиков температуры, света и других параметров для внесения корректировок в структуру по мере ее создания.

 

Китинг говорит, что анализ команды показывает, что такие методы построения могут создавать структуру быстрее и дешевле, чем существующие методы, а также будут намного более безопасными. (Строительная отрасль — одна из самых опасных профессий, и эта система требует меньше практической работы.) Кроме того, поскольку формы могут быть оптимизированы для того, что требуется структурно, а не для соответствия тому, что доступно в готовых пиломатериалах и других материалов, общее количество необходимого материала может быть уменьшено.

 

«Так что для меня это не просто принтер, — говорит она, — но совершенно новый подход к созданию, который облегчает изменение парадигмы в области цифровой обработки, а также для архитектурного проектирования…

Наша система указывает на будущее видение цифрового строительства, которое открывает новые возможности на нашей планете и за ее пределами».