ETH チューリッヒのデジタル ビルディング テクノロジー チームは、長持ちする持続可能な建築のための独自の建築ソリューションである Airlements を発表しました。Airlements は、FenX AG と共同で開発された、型を使わない製造と大規模なロボット 3D 印刷技術を使用しています。この研究では、3D 印刷されたジオポリマー ベースのミネラル フォームを使用して、材料の利用、労働効率、コスト効率の点で利点のある軽量断熱建築部品を構築します。ETH チューリッヒは、産業廃棄物をリサイクルして 3D 印刷されたミネラル フォームを作成し、3D 印刷方法の耐荷重能力と精度の向上を目指しています。
チューリッヒ工科大学（ ETH Zurich）のデジタル建築技術チームは、持続可能で耐久性の高い建築のための建築オプションとして「Airlements」を発表しました。この研究では、3Dプリントされたジオポリマーベースの鉱物フォームを用いて、軽量で断熱性に優れた建築部材を開発し、建築資材、労力、そしてコストの削減を目指しています。
これらのリサイクルされた産業廃棄物部品は、発泡スチロールで成形し、セメントを含まない石膏の保護層で覆うことができます。これにより、プラスチックフォームや発泡コンクリートよりも二酸化炭素排出量が少なくなります。内部が空洞の断熱性のあるカスタム形状のブロックを結合して、非構造壁用の高さ 2 メートルのモノリシック システムを形成できます。
Airlements社は、ETHチューリッヒ校がFenX AG社と共同開発した大型ロボット3Dプリンティング技術を用いて、型を使わない製造方法を採用している。試作品は、それぞれ約25kgの重さがある4つの空洞状の発泡体セグメントで構成されており、これらは3Dプリントされた後、20～28℃の温度と20～70%の相対湿度に制御された環境下で1週間かけて硬化させた。
その結果、エネルギーを大量に消費する加工工程は不要となり、これはチューリッヒ工科大学が以前に行ったセメントフリーの鉱物フォームを用いた研究よりも優れた点である。彫刻的な仕上がりをもたらすプリントの波状の質感は、硬化後の強度を高めるためのルート設計によって実現されている。
研究チームは、必要に応じて制御された断熱性と強度を提供するために、さまざまな密度の材料を実験しました。これにより、構造物の運用に必要なエネルギーが最小限に抑えられ、将来的に建物の部品の再利用とリサイクルが促進されます。
今後の開発では、要素の耐荷重能力と 3D プリント方法の製造精度を高めてプロトタイプを改善することに重点が置かれます。これで、ETH チューリッヒが産業廃棄物をリサイクルして 3D プリントされたミネラル フォームを製造する方法がわかりました。
ETHチューリッヒデジタルビルディングテクノロジーについて
チューリッヒ工科大学のベンジャミン・ディレンブルガー教授は、計算設計手法、デジタル製造、新素材のシームレスな統合に基づいた新しい建設技術の研究を主導している。
この文脈において、DBT は、既存の建設パラダイムに挑戦する可能性のある建築用積層造形技術を研究しています。その目標は、単に製造プロセスを合理化して建物の品質を向上させるだけでなく、根本的に新しい設計の可能性を実現することです。
フェンエックスAG
彼らは鉱物廃棄物を、建設業界向けの高性能で耐久性に優れた断熱材へと変換します。彼らの技術は、豊富な鉱物廃棄物を再利用可能な素材として活用することで、循環型経済を促進する安全で環境に優しい未来の構築に貢献します。
同社は、必須の鉱物粒子の特性を利用して、優れた断熱性を備えた多孔質材料を製造しています。同社の製品は、性能を犠牲にすることなく持続可能性を実現します。
同社の高性能かつ持続可能な断熱フォームは、次のような特徴を備えており、他社製品とは一線を画しています。
- 不活性原料から不燃性絶縁製品を変換します
- 製造プロセス全体を通じて CO100 の排出量が極めて少ない、鉱物廃棄物ベースの 2% リサイクル可能な断熱フォームを作成します。
- 同社の製品は、優れたカスタマイズ可能な多孔性を備えており、さらに耐熱性が非常に高く、絶縁性にも優れています。
- これらの配合は、付加製造に利用して、カスタマイズされたアイテムを即座に作成できます。
こちらもご覧ください：19世紀の藁束建築工法を用いて建てられた持続可能な住宅
建築資材の3Dプリントとは何ですか?
産業用 3D プリントは、デジタル プランや設計図を実際の材料や製品に変える製造主導型の技術です。エンジニアが作成したフロア レイアウトや建物の設計図を大型の装置に送り込みます。次に、コンクリートやその他の建築資材を機械に送り込みます。この手順では、液体または粉末のプラスチック、金属、セメントなどの材料を薄い層にして置き、層を融合させます。
3Dプリント技術の種類
3Dプリント材料やコンセプトを作成するために、さまざまな方法が利用できます。溶融フィラメント積層法（FFF）は、連続熱可塑性フィラメントを使用する3Dプリント技術です。これは、溶融堆積モデリング（FDM）とも呼ばれます。
ステレオリソグラフィー (SLA) は、光を使用して液体樹脂を硬化させる光化学プロセスを使用して、モデル、構造、パターンを層ごとに構築する代替の 3D 印刷方法です。
出典: ETH Z×¼rich
