Konstruktion 3D-utskrift
Construction 3D Printing (c3Dp) eller 3D Construction Printing (3DCP) hänvisar till olika tekniker som använder 3D-utskrift som en central metod för att tillverka byggnader eller konstruktionskomponenter. Alternativa termer för denna process inkluderar "tillsatskonstruktion". "3D-betong" avser betongsträngsprutningsteknik medan Autonomous Robotic Construction System (ARCS), storskalig additiv tillverkning (LSAM) eller friformskonstruktion (FC) avser andra undergrupper.
I konstruktionsskala är de huvudsakliga 3D-utskriftsmetoderna extrudering ( betong / cement , vax , skum , polymerer ), pulverbindning (polymerbindning, reaktiv bindning, sintring ) och additiv svetsning.
Ett antal olika tillvägagångssätt har hittills demonstrerats, som inkluderar tillverkning på plats och utanför platsen av byggnader och konstruktionskomponenter, med användning av industrirobotar , portalsystem och tjudrade autonoma fordon . Demonstrationer av konstruktionsteknik för 3D-utskrift har inkluderat tillverkning av bostäder, konstruktionskomponenter (beklädnad och strukturella paneler och pelare), broar och civil infrastruktur, konstgjorda rev , dårskaper och skulpturer.
Historia
Såningstekniker 1950–1995
Robotmurning konceptualiserades och utforskades på 1950-talet och relaterad teknologiutveckling kring automatiserad konstruktion började på 1960-talet, med pumpad betong och isocyanatskum. Utveckling av automatiserad tillverkning av hela byggnader med hjälp av slipformningstekniker och robotsammansättning av komponenter, som liknar 3D-utskrift, var pionjärer i Japan för att ta itu med farorna med att bygga höghus av Shimizu och Hitachi på 1980- och 1990-talen. Många av dessa tidiga tillvägagångssätt för automatisering på plats grundades på grund av konstruktionens "bubbla", deras oförmåga att svara på nya arkitekturer och problemen med att mata och förbereda material till platsen i bebyggda områden.
Tidig utveckling 1995–2000
Tidig konstruktion 3D-utskriftsutveckling och forskning har pågått sedan 1995. Två metoder uppfanns, en av Joseph Pegna som var fokuserad på en sand /cementformningsteknik som använde ånga för att selektivt binda materialet i lager eller fasta delar, men denna teknik demonstrerades aldrig.
Den andra tekniken, Contour Crafting av Behrohk Khoshnevis, började till en början som en ny keramisk extruderings- och formningsmetod, som ett alternativ till de framväxande teknikerna för 3D-utskrift av polymer och metall, och patenterades 1995. Khoshnevis insåg att denna teknik kunde överträffa dessa tekniker där "nuvarande metoder är begränsade till tillverkning av deldimensioner som i allmänhet är mindre än en meter i varje dimension". Runt 2000 började Khoshnevis team på USC Vertibi fokusera på 3D-utskrift i konstruktionsskala av cementbaserade och keramiska pastor, som omfattar och utforskar automatiserad integration av modulär armering, inbyggda VVS- och eltjänster, inom en kontinuerlig byggprocess. Denna teknik har hittills endast testats i labbskala och har varit kontroversiellt och påstås ha legat till grund för de senaste ansträngningarna i Kina. [ citat behövs ]
Första generationen 2000–2010
2003 säkrade Rupert Soar finansiering och bildade en friformskonstruktionsgrupp vid Loughborough University, Storbritannien, för att utforska potentialen för att uppskala befintliga 3D-utskriftstekniker för byggapplikationer. [ citat behövs ] 2005 säkrade gruppen finansiering för att bygga en storskalig konstruktions 3D-utskriftsmaskin som använder "hylla" komponenter (betongpumpning, spraybetong, portalsystem) för att utforska hur komplexa sådana komponenter kan vara och realistiskt uppfylla krav på konstruktion. [ citat behövs ]
2005 patenterade Enrico Dini, Italien, D-Shape- teknologin, med en massivt skalad pulversprutnings-/bondningsteknik över ett område på cirka 6m x 6m x 3m. Även om denna teknik ursprungligen utvecklades med epoxihartsbindningssystem, anpassades den senare för att använda oorganiska bindemedel. Denna teknik har använts kommersiellt för en rad projekt inom konstruktion och andra sektorer, inklusive för [konstgjorda rev].
2008 började 3D Concrete Printing vid Loughborough University, Storbritannien, under ledning av Richard Buswell och kollegor för att utöka gruppens tidigare forskning och se till kommersiella tillämpningar som går från en portalbaserad teknologi till en industrirobot.
Andra generationen 2010–nutid
Buswells grupp lyckades licensiera den robotteknologin till Skanska 2014. [ citat behövs ] Den 18 januari 2015 fick företaget pressbevakning med sin avtäckning av två byggnader som integrerade 3D-printade komponenter: en villa i herrgårdsstil och en fem- berättelsetornet. I maj 2016 öppnade en ny kontorsbyggnad i Dubai, en 250 kvadratmeter stor yta (2 700 kvadratmeter), utsedd av Dubais framtidsmuseum som världens första 3D-printade kontorsbyggnad.
2017 tillkännagavs ett projekt för att bygga en 3D-printad skyskrapa i Förenade Arabemiraten . Cazza-konstruktionen skulle hjälpa till att bygga strukturen. I dagsläget finns inga specifika detaljer, såsom byggnadens höjd eller exakta läge.
FreeFAB Wax, uppfann av James B Gardiner och Steven Janssen på Laing O'Rourke , har varit under utveckling sedan mars 2013. Tekniken använder 3D-utskrift i konstruktionsskala för att producera stora volymer konstruerat vax (upp till 400L/h) för att tillverka en "snabb och smutsig" 3D-printad form för prefabricerad betong , glasfiberarmerad betong (GRC) och andra sprutbara/gjutbara material. Gjutytan fräsas sedan med fem axlar och tar bort cirka 5 mm vax för att skapa en högkvalitativ form (med cirka 20 mikron ytjämnhet). Efter härdning krossas eller smälts formen sedan, varvid vaxet filtreras och återanvänds, vilket avsevärt minskar avfallet jämfört med konventionella formtekniker. Fördelarna med tekniken är dess snabba formtillverkning, ökad produktionseffektivitet, minskad arbetskraft och praktiskt taget eliminering av avfall genom materialåteranvändning för skräddarsydda formar. Systemet demonstrerades ursprungligen 2014 med en industrirobot. Systemet anpassades senare för att integreras med ett femaxligt höghastighetsportal för att uppnå de snabba ytfrästoleranser som krävs för systemet.
US Army Corps of Engineers, Engineer Research Development Center, under ledning av Construction Engineering Research Laboratory (ERDC-CERL), i Champaign , IL, USA, började forskning i utplacerbar konstruktionsteknik för 3D-skrivare med start i september 2015. Pilotprojektet, Automated Construction for Expeditionary Structures (ACES), fokuserade på betong 3D-utskrift och täckte ett brett spektrum av forskningsområden, inklusive trycksystem, utskrivbara betongmaterial, strukturell design och testning samt konstruktionsmetoder. ACES-projektet resulterade i tre demonstrationer: en ingångskontrollpunkt, den första förstärkta additivt konstruerade betongkasernen och tryckning av civil och militär infrastruktur (jerseybarriärer, T-väggar, kulvertar, bunkrar och stridsposition) vid US Army Maneuver Support, Sustainment och Protection Experiment (MSSPIX).
2017 började ERDC CERL arbeta med US Marine Corps, vilket resulterade i den första demonstrationen av 3D-utskrift av betong av militär personal, en strukturellt förbättrad armerad 3D-tryckt Barracks Hut i betong, [fullständig hänvisning behövs] [fullständig hänvisning behövs ] - tryckta den första 3D bron i Amerika, och den första demonstrationen av utskrift med ett tretumsmunstycke. Genom detta arbete kunde ERDC och marinsoldaterna testa strukturella prestanda hos armerade 3D-tryckta betongväggar och brobalkar, skriva ut systemets motståndskraft och underhållscykler, utökade utskriftsoperationer, det publicerade 24-timmarsbyggandet och utveckla hållbara förstärknings- och konstruktionsmetoder använda konventionellt accepterad praxis. [ fullständig hänvisning behövs ]
MX3D Metal grundat av Loris Jaarman och team har utvecklat två 6-axliga robotiska 3D-utskriftssystem, det första använder en termoplast som är extruderad, särskilt detta system tillåter tillverkning av friformade icke-plana pärlor. Det andra är ett system som bygger på additiv svetsning (i huvudsak punktsvetsning på tidigare punktsvetsar) den additiva svetstekniken har utvecklats av olika grupper tidigare. MX3D arbetade med tillverkning och installation av metallbron i Amsterdam i sex år. Den färdiga gång- och cykelbron öppnades i juli 2021. Bron har en spännvidd på 12 m (39 fot) och en slutlig massa på 4 500 kg (9 900 lb) rostfritt stål .
BetAbram är en enkel portalbaserad 3D-skrivare för betongsträngsprutning utvecklad i Slovenien. Detta system är tillgängligt kommersiellt och erbjuder 3 modeller (P3, P2 och P1) till konsumenter sedan 2013. Den största P1 kan skriva ut objekt upp till 16m x 9m x 2,5m. Total Custom betong 3D-skrivare utvecklad av Rudenko är en betongavsättningsteknik monterad i en portalkonfiguration, systemet har en liknande utgång som Winsun och andra betong 3D-utskriftstekniker, men det använder en lättvikts portal av trusstyp. Tekniken har använts för att tillverka en bakgårdsversion av ett slott och ett hotellrum i Filippinerna. [ fullständig hänvisning behövs ]
Serieproduktion av byggskrivare lanserades av SPECAVIA-företaget, baserat i Yaroslavl (Ryssland). I maj 2015 introducerade företaget den första modellen av en konstruktions-3d-skrivare och tillkännagav försäljningsstarten. [ citat behövs ]
XtreeE har utvecklat ett multi-komponent utskriftssystem, monterat ovanpå en 6-axlig robotarm. Projektet startade i juli 2015 och inkluderar samarbete och investeringar från byggbranschen, såsom Saint Gobain , Vinci och LafargeHolcim . 3DPrinthuset, en dansk 3DPrinting-startup, har också börjat bygga med sitt systerföretag COBOD International, som gjorde sin egen portalbaserad skrivare i oktober 2017.
S-Squared 3D Printers Inc är ett 3D-skrivartillverknings- och detaljhandelsföretag baserat i Long Island, New York. Företaget grundades av Robert Smith och Mario Szczepanski 2014 och har 13 anställda och tillverkar 3D-skrivare för hobbyister , bibliotek och STEM-program . Under 2017 lanserade företaget en ny division, S-Squared 4D Commercial, för att bygga bostäder och kommersiella byggnader med sin 3D-printrigg kallad Autonomous Robotic Construction System (ARCS) . Systemet kan bygga bostäder, kommersiella byggnader, vägar och broar. ARCS kan slutföra projekt från 500 kvadratfot till mer än en miljon kvadratfot. [ fullständig hänvisning behövs ]
År 2021 demonstrerade Mario Cucinella Architects och 3D-utskriftsspecialisterna WASP den första 3D-utskriften av ett hus gjort av en lerblandning, Tecla .
År 2022 rapporterade ingenjörer utvecklingen av svärmar av autonoma 3D-utskriftsdrönare för additiv tillverkning och reparation.
I november 2022 färdigställde forskare vid University of Maine Advanced Structures and Composites Center ett 600 kvadratfot (56 m 2 ) hem bestående av modulära sektioner tryckta från träbiprodukter.
Design
Arkitekten James Bruce Gardiner ritade två projekt, Freefab Tower 2004 och Villa Roccia 2009–2010. FreeFAB Tower baserades på det ursprungliga konceptet att kombinera en hybrid form av konstruktion 3D-utskrift med modulär konstruktion. Influenser kan ses i olika design som används av Winsun, inklusive artiklar om Winsuns ursprungliga pressmeddelande och framtidens kontor. FreeFAB Tower-projektet skildrar också den första spekulativa användningen av fleraxliga robotarmar i konstruktions-3D-utskrift, användningen av sådana maskiner inom byggbranschen har vuxit stadigt de senaste åren med projekt av MX3D och Branch Technology.
Villa Roccia 2009–2010 tog detta arbete ett steg längre med designen av en villa i Porto Rotondo, Sardinien, Italien i samarbete med D-Shape. Designen för villan fokuserade på utvecklingen av ett platsspecifikt arkitektoniskt språk som påverkats av klippformationerna på platsen och längs Sardiniens kust, samtidigt som man tog hänsyn till användningen av en panelbelagd prefabricerad 3D-utskriftsprocess. Projektet gick igenom prototyp och fortsatte inte till full konstruktion.
Francios Roche (R&Sie) utvecklade utställningsprojektet och monografin "I heard about" 2005 som utforskade användningen av en mycket spekulativ självgående orm som autonom 3D-utskriftsapparat och generativt designsystem för att skapa höga bostadstorn.
Den holländska arkitekten Janjaap Ruijssenaars 3D-printade byggnad med performativ arkitektur var planerad att byggas av ett partnerskap av holländska företag. [ behöver uppdatering ] Huset var planerat att byggas i slutet av 2014, men denna tidsfrist hölls inte. Företagen har sagt att de fortfarande är engagerade i projektet.
Strukturer
3D betongtryckteknik används vid konstruktion av tunnväggiga väggkonstruktioner som inte kräver värmeisoleringsförhållanden.
3D-printade byggnader
3D Print Canal House var ett byggprojekt.
Det första bostadshuset i Europa och OSS , byggt med 3D-utskriftsteknik, var hemmet i Yaroslavl (Ryssland) med en yta på 298,5 kvm. Byggnadens väggar trycktes av företaget SPECAVIA i december 2015. 600 delar av väggarna trycktes i butiken och monterades på byggarbetsplatsen. Efter att ha färdigställt takkonstruktionen och inredningen presenterade företaget en helt färdig 3D-byggnad i oktober 2017.
Nederländska och kinesiska demonstrationsprojekt bygger långsamt 3D-printade byggnader i Kina, Dubai och Nederländerna. Använda insatserna för att utbilda allmänheten till möjligheterna med den nya växtbaserade byggnadstekniken och att stimulera till större innovation inom 3D-utskrift av bostadshus. Ett litet betonghus 3D-printades 2017.
The Building on Demand (BOD), det första 3D-tryckta huset i Europa, är ett projekt som leds av COBOD International för ett litet 3D-printat kontorshotell i Köpenhamn, Nordhavnsområdet. Från och med 2018 står byggnaden helt färdig och möblerad.
3D-printade broar
I Spanien invigdes den första gångbron som tryckts i 3D i världen (3DBRIDGE) den 14 december 2016 i stadsparken Castilla-La Mancha i Alcobendas, Madrid. 3DBUILD-tekniken som användes utvecklades av ACCIONA , som var ansvarig för strukturell design, materialutveckling och tillverkning av 3D-tryckta element. Bron har en total längd på 12 meter och en bredd på 1,75 meter och är tryckt i mikroarmerad betong. Arkitektonisk design gjordes av Institute of Advanced Architecture of Catalonia (IAAC).
3D-skrivaren som användes för att bygga gångbron tillverkades av D-Shape . Den 3D-tryckta bryggan återspeglar komplexiteten i naturens former och utvecklades genom parametrisk design och beräkningsdesign, vilket gör det möjligt att optimera distributionen av material och gör det möjligt att maximera den strukturella prestandan, att kunna kassera materialet endast där det behövs, med totalt formfrihet. Den 3D-printade gångbron från Alcobendas representerade en milstolpe för byggsektorn på internationell nivå, eftersom storskalig 3D-utskriftsteknik har tillämpats i detta projekt för första gången inom området civilingenjör i ett offentligt rum.
3D-utskrivna arkitektoniska former
I augusti 2018 i staden Palekh (i Ryssland) var världens första tillämpning av additiv teknologi för 3D-utskrift av nya former för en fontän.
Fontänen "Snop" (Sheaf) skapades ursprungligen i mitten av 1900-talet av den berömde skulptören Nikolai Dydykin. Numera, under restaureringen av fontänen, ändrades dess form från en rektangulär form till en rund; med motsvarande uppgraderingar av fontänens bakgrundsbelysningssystem. Den renoverade fontänen är nu 26 meter i diameter, 2,2 meter djup. Parapeten på 3D-fontänen med interna kommunikationskanaler trycktes av AMT -konstruktionsskrivaren producerad av AMT-SPETSAVIA- gruppen.
Utomjordiska tryckta strukturer
Utskrift av byggnader har föreslagits som en särskilt användbar teknik för att bygga miljöer utanför jorden, såsom livsmiljöer på månen eller Mars . Från och med 2013 arbetade European Space Agency med London -baserade Foster + Partners för att undersöka potentialen för att skriva ut månbaser med vanlig 3D-utskriftsteknik. Arkitektbyrån föreslog en byggnadskonstruktion 3D-skrivarteknik i januari 2013 som skulle använda månens regolitråmaterial för att producera månbyggnadsstrukturer samtidigt som man använde slutna uppblåsbara livsmiljöer för att hysa de mänskliga passagerarna inuti de hårda skaltryckta månstrukturerna. Sammantaget skulle dessa livsmiljöer kräva att endast tio procent av strukturmassan transporteras från jorden, samtidigt som lokala månmaterial används för de övriga 90 procenten av strukturmassan. De kupolformade strukturerna skulle vara en viktbärande kontaktledningsform , med strukturellt stöd som tillhandahålls av en stängd cellstruktur, som påminner om fågelben . I denna uppfattning kommer "tryckt" månjord att ge både " strålnings- och temperaturisolering " för månens åkande. Byggnadstekniken blandar månmaterial med magnesiumoxid som kommer att förvandla " månmaterialet till en massa som kan sprayas för att bilda blocket" när ett bindesalt appliceras som "omvandlar [detta] material till en stenliknande fast substans." En typ av svavelbetong är också tänkt .
Tester av 3D-utskrift av en arkitektonisk struktur med simulerat månmaterial har slutförts med hjälp av en stor vakuumkammare i ett terrestriskt labb. Tekniken går ut på att injicera den bindande vätskan under ytan av regoliten med ett 3D-skrivarmunstycke, som i tester fångade 2 millimeter (0,079 tum) droppar under ytan via kapillärkrafter . Skrivaren som användes var D-Shape . [ citat behövs ]
En mängd månens infrastrukturelement har utformats för 3D-strukturell utskrift, inklusive landningsplattor, sprängskyddsväggar, vägar, hangarer och bränslelagring . I början av 2014 NASA en liten studie vid University of Southern California för att vidareutveckla Contour Crafting 3D-utskriftstekniken. Potentiella tillämpningar av denna teknik inkluderar att konstruera månstrukturer av ett material som kan bestå av upp till 90 procent månmaterial med endast tio procent av materialet som kräver transport från jorden.
NASA tittar också på en annan teknik som skulle involvera sintring av måndamm med lågeffekts (1500 watt) mikrovågsenergi. Månmaterialet skulle bindas genom uppvärmning till 1 200 till 1 500 °C (2 190 till 2 730 °F), något under smältpunkten, för att smälta samman nanopartikeldammet till ett fast block som är keramiskt likt, och som inte skulle kräva transport av ett bindemedelsmaterial från jorden som krävs av Foster+Partners, Contour Crafting och D-form tillvägagångssätt för tryckning av utomjordiska byggnader. En specifik föreslagen plan för att bygga en månbas med denna teknik skulle kallas SinterHab, och skulle använda JPL sexbenta ATHLETE - robot för att autonomt eller telerobotiskt bygga månstrukturer.
I december 2022 tilldelade NASA det Texas-baserade företaget ICON ett kontrakt på 57,2 miljoner dollar för att bygga 3D-utskrivna livsmiljöer, landningsplattor och vägar på månens yta och för att stödja dess ARTEMIS- program . Kontraktet löper till 2028. Företaget deltog i NASA:s 3D Printed Habitat Challenge i samarbete med Colorado School of Mines och belönades med ett pris för sin prototyp av tryckta strukturella system.
Lertryck
färdigställdes den första prototypen av 3D-tryckt hus gjord av lera , Tecla . Koldioxidsnålhuset trycktes av två stora synkroniserade armar från en blandning av lokalt anskaffad jord och vatten samt fibrer från risskal och ett bindemedel . Sådana byggnader skulle kunna vara mycket billiga, välisolerade , stabila och väderbeständiga, klimatanpassade, anpassningsbara, produceras snabbt, kräva mycket lite lättlärbart manuellt arbete, minska koldioxidutsläppen från betong, kräva mindre energi, minska hemlöshet , hjälpa till att möjliggöra avsiktlig samhällen som autonoma , autark eko-samhällen , och möjliggöra tillhandahållande av bostäder för offer för naturkatastrofer samt – via kunskaps- och tekniköverföring till lokalbefolkningen – för migranter till Europa nära sina hem, inklusive som en alltmer relevant politisk alternativ. Det byggdes i Italien av arkitekturstudion Mario Cucinella Architects och 3D-printerspecialisterna WASP. Byggnadens namn är en portmanteau av "teknik" och "lera".
Data och prognoser indikerar en ökande relevans av byggnader som är både billiga och hållbara , särskilt att enligt en FN-rapport från 2020 står byggnad och konstruktion för ~38 % av alla energirelaterade koldioxidutsläpp, som delvis pga . till global uppvärmning förväntas migrationskriser intensifieras i framtiden och att FN uppskattar att år 2030 kommer ~3 miljarder människor eller ~40% av världens befolkning att behöva tillgång till tillgängliga, prisvärda bostäder . Nackdelar med att skriva ut med lerblandningar inkluderar höjdbegränsningar eller horisontella utrymmeskrav, initiala kostnader och storlek på den icke massproducerade skrivaren, latenser på grund av att man måste låta blandningen torka med nuvarande processer och andra problem relaterade till nyheten av produkten såsom deras anslutning till VVS-system .
Betongtryck
Storskalig, cementbaserad 3D-utskrift eliminerar behovet av konventionell formning genom att exakt placera eller stelna specifika volymer av material i sekventiella lager genom en datorstyrd positioneringsprocess. Denna 3D-utskriftsmetod består av tre allmänna steg: databeredning, betongberedning och komponentutskrift.
För generering av vägar och data implementeras en mängd olika metoder för generering av robotbyggnadsvägar. Ett generellt tillvägagångssätt är att skära en 3D-form i platta tunna lager med konstant tjocklek som kan staplas upp på varandra. I denna metod består varje lager av en konturlinje och ett fyllningsmönster som kan implementeras som bikakestrukturer eller rymdfyllande kurvor . En annan metod är den tangentiella kontinuitetsmetoden som ger 3-dimensionella byggvägar med lokalt varierande tjocklekar. Denna metod resulterar i att man skapar konstanta kontaktytor mellan två lager, därför undviks de geometriska gapen mellan två lager som ofta begränsar 3D-utskriftsprocessen.
Materialberedningssteget inkluderar att blanda och placera betongen i behållaren. När den färska betongen har placerats i behållaren kan den transporteras genom pump-rör- munstyckssystemet för att skriva ut självkomprimerande betongfilament, som kan bygga lager-för-lager strukturella komponenter. I tillsatsprocesserna är pumpbarheten och extruderingens stabilitet viktig för användningen av bruk . Dessa egenskaper kommer alla att variera beroende på betongblandningens design, leveranssystemet och deponeringsanordningen. Allmänna specifikationer för 3D-utskrift av våt betong är kategoriserad i fyra huvudegenskaper:
- Pumpbarhet: Lättheten och tillförlitligheten med vilken material flyttas genom leveranssystemet
- Utskrivbarhet: Lättheten och tillförlitligheten för att deponera material genom en deponeringsanordning
- Byggbarhet: Beständigheten hos ett avsatt vått material mot deformation under belastning
- Öppen tid: Perioden där ovanstående egenskaper är konsekventa inom acceptabla toleranser.
För att utföra utskriftsprocessen krävs ett kontrollsystem. Dessa system kan generellt delas in i två kategorier: portalsystem och robotarmssystem . Gantrysystemet driver en manipulator monterad på en overhead för att lokalisera utskriftsmunstycket i XYZ kartesiska koordinater medan robotarmar erbjuder ytterligare frihetsgrader till munstycket, vilket möjliggör mer exakta utskriftsarbetsflöden såsom utskrift med tangentiell kontinuitetsmetod. Oavsett vilket system som används för utskrift (portalkran eller robotarm), är koordinationen mellan munstyckets färdhastighet och materialflödet avgörande för resultatet av det tryckta filamentet. I vissa fall kan flera robotarmar för 3D-utskrift programmeras att köras samtidigt vilket resulterar i minskad byggtid. Slutligen kan automatiserade efterbearbetningsprocedurer också tillämpas i scenarier som kräver borttagning av stödstrukturer eller annan ytbehandling.
Forskarna vid Purdue University har banat väg för en 3D-utskriftsprocess känd som Direct-ink-Writing för tillverkning av arkitektonerade cementbaserade material för första gången. De visade att med hjälp av 3D-utskrift, bioinspirerad design av cementbaserade material är genomförbar och nya prestandaegenskaper som brister tolerans och överensstämmelse kan uppnås.
Bygghastighet
.gif)
Anspråk har gjorts av Behrokh Khoshnevis sedan 2006 för 3D-utskrift av ett hus på en dag, med ytterligare anspråk på att teoretiskt färdigställa byggnaden på ungefär 20 timmars "skrivartid". I januari 2013 skrev fungerande versioner av byggnadsteknik för 3D-utskrift ut 2 meter (6 ft 7 in) byggnadsmaterial per timme, med en uppföljande generation av skrivare som föreslogs vara kapabla till 3,5 meter (11 ft) per timme, tillräckligt för att färdigställa en byggnad på en vecka.
Det kinesiska företaget WinSun har byggt flera hus med hjälp av stora 3D-skrivare med en blandning av snabbtorkande cement och återvunnet råmaterial. Tio demonstrationshus sades av Winsun ha byggts på 24 timmar, vart och ett kostade 5 000 USD (strukturen inkluderar inte fotfäste, service, dörrar/fönster och inredning). Men pionjären inom 3D-utskriftskonstruktion Dr. Behrokh Khoshnevis hävdar att detta var förfalskat och att WinSun stal hans immateriella egendom .
Forskning och offentlig kunskap
Det finns flera forskningsprojekt som handlar om 3D-konstruktionsutskrift, som 3D-betongutskriftsprojektet (3DCP) vid Eindhovens tekniska universitet , eller de olika projekten vid Institutet för avancerad arkitektur i Katalonien (Pylos, Mataerial och Minibuilders). Listan över forskningsprojekt utökas ännu mer de senaste åren, tack vare ett växande intresse för området.
Toppmodern forskning
Majoriteten av projekten har varit inriktade på att undersöka de fysiska aspekterna bakom tekniken, såsom trycktekniken, materialtekniken och de olika frågorna kring dessa. COBOD International (tidigare känt som 3DPrinthuset, numera dess systerbolag) har nyligen lett en forskning inriktad på att utforska den aktuella tekniken världen över genom att besöka mer än 35 olika 3D Construction-utskriftsrelaterade projekt. För varje projekt har en forskningsrapport getts ut och den insamlade informationen har använts för att förena alla olika teknologier till ett första försök till en gemensam standardiserad kategorisering och terminologi. [ citat behövs ]
Första 3D-konstruktionsutskriftskonferensen
Tillsammans med forskningen har 3DPrinthuset (numera känt som COBOD International) anordnat två internationella konferenser om 3D Construction printing (februari respektive november 2017), som syftar till att samla de starkaste namnen i denna framväxande industri för att diskutera potentialerna och utmaningarna som ligger framför oss . Konferenserna var de första av detta slag och har samlat namn som D-Shape , Contour Crafting , Cybe Construction, Eindhovens 3DCP-forskning, Winsun och många fler. Tillsammans med 3D Construction-printspecialisterna har det också funnits en stark närvaro från de traditionella byggbranschens nyckelaktörer för första gången, med namn som Sika AG , Vinci , Royal BAM Group , NCC , MYK LATICRETE med flera. En allmän idé dök upp att 3D Construction-utskriftsområdet behöver en mer enhetlig plattform där idéer, applikationer, frågor och utmaningar kan delas och diskuteras.
Mediaintresse
Även om de första stegen har tagits för nästan tre decennier sedan, har 3D-konstruktionsutskrifter kämpat för att nå ut i flera år. De första teknikerna som uppnådde en del uppmärksamhet i media var Contour Crafting och D-Shape , med några sporadiska artiklar 2008–2012 och ett TV-reportage 2012. D-Shape har också varit med i en oberoende dokumentär tillägnad dess skapare Enrico Dini, kallad "Mannen som trycker hus".
Ett viktigt genombrott [ när? ] har setts med tillkännagivandet av den första 3D-printade byggnaden, med användning av en prefabricerad 3D-printad komponenter tillverkad av Winsun, som påstod sig kunna skriva ut 10 hus på en dag med sin teknik. Även om påståendena fortfarande inte skulle bekräftas, har historien skapat en bred dragning och ett växande intresse för området. På några månader började många nya företag dyka upp. Detta ledde till många nya ansträngningar som nådde media, som, 2017, den första fotgängare 3d-utskrivna bron och den första cyklist 3d-utskrivna bron, plus ett tidigt strukturellt element tillverkat med 3d-utskrift 2016, bland många andra.
Nyligen har COBOD International, tidigare känt som 3DPrinthuset (dess systerbolag) fått stor uppmärksamhet i media med sin första permanenta 3D-printade byggnad, den första i sitt slag i Europa. Projektet skapade ett viktigt prejudikat för att vara den första 3D-printade byggnaden med bygglov och dokumentation på plats, och ett fullständigt godkännande från stadens myndigheter, en avgörande milstolpe för en bredare acceptans inom byggområdet. Berättelsen fick omfattande bevakning, både i nationella och internationella medier, och visades på TV i Danmark, Ryssland, Polen, Litauen, bland många andra. [ citat behövs ]
Se även
- Byggnadskonstruktion
- Rymdens livsmiljö
- 3d-utskrivning
- 3D-utskriftsprocesser
- 3D betongtryck
- Tillämpningar av 3D-utskrift
- Tillverkad i rymden
