把混凝土3D打印曲面網(wǎng)格上,，打印出意想不到的結(jié)構(gòu)

2018年9月14日,，南極熊從外媒獲悉，丹麥的研究人員開發(fā)了一種新的混合結(jié)構(gòu)概念,，被稱為"Sparse Concrete Reinforcement In Meshworks"“網(wǎng)格中的稀疏混凝土加固”（SCRIM）,，它與機器人3D打印、混凝土印花和紡織加固網(wǎng)結(jié)合,，以生產(chǎn)輕質(zhì)元素,。

一般的混凝土3D打印機，只是在垂直方向堆疊墻體,，而SCRIM方法允許通過利用支撐網(wǎng)格來定義3D表面,，從而完全利用6軸機器人控制，在該曲面上以各種取向角度選擇性地沉積混凝土,。 此外,，SCRIM不是使用模板或噴射混凝土將紡織品完全封裝在水泥基質(zhì)中，而是依靠稀疏沉積混凝土來實現(xiàn)結(jié)構(gòu),，構(gòu)造和美學設計目標,，從而最大限度地減少材料的使用,。

根據(jù)進行這項研究的兩位研究人員Phil Ayres和Wilson Ricardo Leal da Silva的說法，這一新概念背后的動機是充分利用傳統(tǒng)機器人在混凝土中的3D控制能力,，提供超越擠壓的豐富空間潛力,，并使現(xiàn)有的數(shù)字建筑方法多樣化。

傳統(tǒng)的3D混凝土打印方法是垂直堆疊材料,，導致在構(gòu)造方向和加固的結(jié)合方面有一些限制,。 SCRIM概念采用直接在碳纖維增強聚合物（CFRP）網(wǎng)上打印。 在SCRIM概念中,，網(wǎng)格被布置成目標幾何形狀,，其也可以包括垂直區(qū)域。 然后將混凝土選擇性地沉積到網(wǎng)中,，該網(wǎng)充當加強元件以及就地保留模板,。

“從概念上講，我們可以認為這種方法是用混凝土局部加固紡織膜,，而不是整體打印，這是現(xiàn)有方法的基礎,，”Ayres說,。

SCRIM技術(shù)還可以進行后期處理，例如添加元素和裝飾,，以及表達獨特的建筑表達,，允許更大的設計自由度。

“3D混凝土打印仍有一些挑戰(zhàn)需要解決,，但SCRIM方法有助于使現(xiàn)有的數(shù)字化建筑方法多樣化,。一個關(guān)鍵的區(qū)別是SCRIM完全參與3D 六軸機器人的控制和運動能力，“Ayres說,。 “從設計角度來看,，這為3DCP開辟了新的創(chuàng)造潛力。從實用角度來看,，SCRIM方法可實現(xiàn)非現(xiàn)場打印和基于組件的裝配,。此外，由于混凝土選擇性沉積,，這有助于減少混凝土消耗并實現(xiàn)生產(chǎn) 更輕的建筑構(gòu)件,。“

進一步的工作將包括改進混凝土混合料設計和研究纖維對3D打印混凝土的早期機械性能的影響,。 此外,，研究人員還在研究生產(chǎn)定制碳纖維增強聚合物（CFRP）網(wǎng)格的可能性，以便對結(jié)構(gòu)性能進行精細定制,，并實現(xiàn)自適應機器人控制,，以滿足“打印時間”動態(tài)。

“我們還致力于開發(fā)一個集成的設計環(huán)境，將設計意圖與模擬,，生產(chǎn)過程分析以及后期生產(chǎn)元素的屬性聯(lián)系起來,，”Ayres說。 “最后,，我們計劃尋求行業(yè)合作伙伴,，以發(fā)展建筑構(gòu)件生產(chǎn)的概念�,！�


編譯自：3ders