Het ETH Zurich Digital Building Technologies-team heeft Airlements onthuld, een unieke architectonische oplossing voor langdurige en duurzame architectuur. Airlements maakt gebruik van malloze fabricage en een grootschalige robotische 3D-printtechnologie die is ontwikkeld in samenwerking met FenX AG. Deze studie gebruikt 3D-geprinte op geopolymeer gebaseerde minerale schuimen om lichtgewicht geïsoleerde bouwdelen te bouwen met voordelen in termen van materiaalgebruik, arbeidsefficiëntie en kosteneffectiviteit. ETH Zurich recycleert industrieel afval voor 3D-geprint mineraalschuim en streeft ernaar het draagvermogen en de precisie van de 3D-printmethode te vergroten.
Het team Digitale Bouwtechnologieën van de ETH Zürich presenteert Airlements, een architectonische optie voor duurzame en langdurige architectuur. Het onderzoeksproject maakt gebruik van 3D-geprinte, op geopolymeer gebaseerde minerale schuimen om lichtgewicht, geïsoleerde bouwelementen te creëren die kunnen besparen op bouwmaterialen, arbeid en kosten.
Deze gerecyclede industriële afvalonderdelen kunnen worden gegoten met schuim en bedekt met een beschermende laag cementvrije pleister. Dit geeft ze een kleinere CO2-voetafdruk dan plastic schuim of geschuimd beton. De isolerende, op maat gemaakte blokken met holle binnenkanten kunnen worden samengevoegd tot een twee meter hoog monolithisch systeem voor niet-structurele muren.
Airlements maakt gebruik van malloze fabricage door middel van een grootschalige robotgestuurde 3D-printtechnologie die is ontwikkeld aan de ETH Zürich in samenwerking met FenX AG . Het prototype bestaat uit vier holle schuimsegmenten, elk met een gewicht van ongeveer 25 kg, die werden geprint en vervolgens een week lang werden uitgehard bij een gecontroleerde temperatuur van 20-28 °C en een relatieve luchtvochtigheid van 20-70%.
Hierdoor was geen energie-intensieve verwerking nodig , wat een verbetering is ten opzichte van het eerdere onderzoek van ETH Zürich met cementvrije minerale schuimen. De gegolfde textuur van de prints, die een sculpturale afwerking geeft, is het resultaat van een routeontwerp dat de sterkte na uitharding verhoogt.
Het onderzoeksteam heeft geëxperimenteerd met verschillende dichtheden van het materiaal om gecontroleerde isolatie en sterkte te bieden waar nodig. Dit minimaliseert op zijn beurt de energie die nodig is om structuren te bedienen en bevordert toekomstig hergebruik en recycling van bouwdelen.
Toekomstige ontwikkeling zal zich richten op het verbeteren van het draagvermogen van de elementen en de fabricageprecisie van de 3D-printmethode om het prototype te verbeteren. Nu weet u hoe ETH Zurich industrieel afval recycleert voor 3D-geprint mineraalschuim.
Over ETH Zürich Digitale Gebouwtechnologieën
Prof. dr. Benjamin Dillenburger van ETH Zürich leidt onderzoek naar nieuwe bouwtechnologieën die gebaseerd zijn op de naadloze integratie van computergestuurde ontwerpmethodologieën, digitale fabricage en nieuwe materialen.
In deze context onderzoekt DBT architecturale additieve productietechnologieën die de potentie hebben om bestaande bouwparadigma's uit te dagen. Het doel is niet alleen om het fabricageproces te rationaliseren en de bouwkwaliteit te verhogen, maar ook om radicaal nieuwe ontwerpmogelijkheden mogelijk te maken.
FenX AG
Ze zetten mineraalafval om in hoogwaardige, duurzame isolatiematerialen voor de bouwsector. Hun technologie hergebruikt overvloedig mineraalafval om een veilige en groene toekomst te creëren die een circulaire economie bevordert.
Ze gebruiken essentiële minerale deeltjeskenmerken om zeer poreuze materialen te creëren met goede isolerende kwaliteiten. Hun producten bieden duurzaamheid zonder enige concessie aan de prestaties.
De volgende kenmerken van hun hoogwaardige en duurzame isolatieschuimen onderscheiden ze van anderen.
- Zet niet-ontvlambare isolatieproducten om van inerte grondstoffen
- Maakt isolatieschuim op basis van mineraal afval, dat 100% recyclebaar is en extreem weinig CO2 uitstoot tijdens het productieproces.
- Hun producten hebben een opmerkelijke en aanpasbare porositeit, zijn extreem hittebestendig en isoleren goed.
- Hun formules kunnen worden gebruikt in additieve productie om snel aangepaste artikelen te creëren.
Lees ook: Een duurzaam huis gebouwd met behulp van de strobalenbouwtechniek uit de 19e eeuw.
Wat is 3D-printen van bouwmaterialen?
Industrieel 3D-printen is een productiegedreven techniek die digitale plannen of ontwerpen omzet in tastbare materialen en producten. Het maakt gebruik van grootschalige apparatuur die wordt gevoed door plattegronden en bouwtekeningen van de ingenieur. De machine ontvangt vervolgens beton en andere bouwmaterialen. De procedure omvat het neerleggen van dunne lagen materiaal, zoals vloeibaar of gepoederd plastic, metaal of cement, en het vervolgens samensmelten van de lagen.
Soorten 3D-printtechnologieën
Er zijn diverse methoden beschikbaar voor het maken van 3D-geprinte materialen en concepten. Fused filament fabrication, of FFF, is een 3D-printtechniek waarbij een doorlopend thermoplastisch filament wordt gebruikt . Het is ook bekend als fused deposition modelling (FDM).
Stereolithografie (SLA) is een alternatieve 3D-printmethode waarbij modellen, structuren en patronen laag voor laag worden geconstrueerd met behulp van een fotochemisch proces waarbij licht wordt gebruikt om een vloeibare hars te laten uitharden.
Bron: ETH Z×¼rich
