ETH Zurichs team inom digital byggnadsteknik har presenterat Airlements, en unik arkitektonisk lösning för långvarig och hållbar arkitektur. Airlements använder formlös tillverkning och en storskalig robotiserad 3D-utskriftsteknik som utvecklats i samarbete med FenX AG. Denna studie använder 3D-utskrivna geopolymerbaserade mineralskum för att bygga lätta isolerade konstruktionsdelar med fördelar när det gäller materialutnyttjande, arbetskraftseffektivitet och kostnadseffektivitet. ETH Zurich återvinner industriavfall för 3D-utskrivet mineralskum och syftar till att öka 3D-utskriftsmetodens bärförmåga och precision.
Ocuco-landskapet ETH Zürich Digitala Byggtekniker laget presenterar Luftelement ett arkitektoniskt alternativ för hållbar och långvarig arkitektur. Forskningsinsatsen använder 3D-printade geopolymerbaserade mineralskum för att skapa lätta isolerade konstruktionselement som kan spara byggmaterial, arbetskraft och priser.
Dessa återvunna industriavfallsdelar kan gjutas ihop med skum och täckas med ett skyddande lager av cementfri gips. Detta ger dem ett mindre koldioxidavtryck än plastskum eller skumbetong. De isolerande, specialformade blocken med ihåliga insidor kan sammanfogas för att bilda ett två meter högt monolitiskt system för icke-bärande väggar.
Gjutfri tillverkning används av Airlements via en storskalig robotisk 3D-utskriftsteknik som skapats vid ETH Zürich i samarbete med FenX AGPrototypen består av fyra ihåliga skumsegment, som vardera väger cirka 25 kg, som trycktes innan de härdades i en vecka vid en kontrollerad temperatur på 20–28 °C och en relativ luftfuktighet på 20–70 %.
Som ett resultat, ingen energikrävande bearbetning var nödvändig, vilket är en förbättring jämfört med ETH Zürichs tidigare studie med cementfria mineralskum. Tryckens korrugerade struktur, som ger en skulptural finish, är resultatet av en ruttdesign som ökar styrkan efter härdning.
Forskargruppen har experimenterat med olika materialdensiteter för att ge kontrollerad isolering och styrka där det behövs. Detta minimerar i sin tur den energi som krävs för att driva konstruktioner och främjar framtida återanvändning och återvinning av byggnadsdelar.
Framtida utveckling kommer att fokusera på att förbättra elementens bärförmåga och tillverkningsprecisionen hos 3D-utskriftsmetoden för att förbättra prototypen. Nu vet du hur ETH Zürich återvinner industriavfall för 3D-utskrivet mineralskum.
Om ETH Zürich Digital Building Technologies
professor Dr. Benjamin Dillenburger vid ETH Zürich leder forskning om nya byggtekniker baserade på sömlös integration av beräkningsmetoder för design, digital tillverkning och nya material.
I detta sammanhang undersöker DBT arkitektoniska additiva tillverkningstekniker som har potential att utmana befintliga konstruktionsparadigmer. Målet är inte bara att rationalisera tillverkningsprocessen och öka byggnadskvaliteten utan också att möjliggöra radikalt nya designmöjligheter.
FenX AG
De omvandlar mineralavfall till högpresterande och långvarig isolering för byggindustrin. Deras teknik omkvalificerar rikligt med mineralavfall för att bygga en säker och grön framtid som främjar en... cirkulär ekonomi.
De använder viktiga mineralpartikelegenskaper för att skapa mycket porösa material med goda isolerande egenskaper. Deras produkter erbjuder hållbarhet utan att kompromissa med prestandan.
Följande egenskaper hos deras högpresterande och hållbara isoleringsskum gör att de skiljer sig från andra.
- Omvandlar icke-brandfarliga isoleringsprodukter från inerta råmaterial
- Skapar 100 % återvinningsbara isoleringsskum baserade på mineralavfall som släpper ut extremt lite koldioxid under hela tillverkningsprocessen.
- Deras produkter har anmärkningsvärd och anpassningsbar porositet, plus att de är extremt värmebeständiga och har goda isolatorer.
- Deras formuleringar kan användas i additiv tillverkning för att skapa kundanpassade produkter i farten.
Läs också: Ett hållbart hus byggt med halmbalskonstruktion från 19-talet
Vad är 3D-utskrift av byggmaterial?
Industriell 3D-utskrift är en tillverkningsdriven teknik som omvandlar digitala planer eller mönster till konkreta material och produkter. Den använder storskalig utrustning som matas av planlösningar och byggnadsritningar av ingenjören. Maskinen tar sedan emot betong och andra byggmaterial. Proceduren innebär att man lägger ut tunna lager av material, såsom flytande eller pulveriserad plast, metall eller cement, och sedan sammanfogar lagren.
Typer av 3D-utskriftstekniker
En mängd olika metoder kan användas för att skapa 3D-printade material och koncept. Fused filament fabrication, eller FFF, är en 3D-printningsteknik som använder en kontinuerlig termoplastfilamentDet är också känt som sammansmält depositionsmodellering (FDM).
Stereolitografi (SLA) är en alternativ 3D-utskriftsmetod som konstruerar modeller, strukturer och mönster lager för lager med hjälp av en fotokemisk process som använder ljus för att härda ett flytande harts.
Källa: ETH Z×¼rik
