苏黎世联邦理工学院通过3D打印创新超薄建筑框架

时间：2020-07-11 09:35 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网7月11日讯，领先的大学苏黎世联邦理工学院继续涌现出许多引人入胜的项目，这是科学研究和技术探索（例如3D和4D打印）方面多产的研究之源。那里的科学家对建筑，建筑以及诸如水泥，甚至沙子和金属等材料的逐步使用提供了持续而有见地的关注。苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）进军复杂设计和数字构造技术方面的努力已广为人知，此外，最近的一个项目概述了用于3D打印超薄框架的蛋壳方法的开发。
现在，最新消息突出了“未来之树”亭子的“种植”，这是该研究发表的论文“蛋壳：用于混凝土结构的超薄三维印刷模板”的进一步结果。这座优雅的建筑高约7英尺，结合了以前苏黎世联邦理工学院工作的所有优势，通过机器人技术和3D打印展示了他们在设计和材料方面的知识。

展馆侧视图（图片由©gramazio kohler research提供，苏黎世联邦理工学院）
      Basler和Hofmann设计团队在试点项目上进行了合作，将其描述为参数规划的试点项目：
        设计团队说：“未来的树的茎是钢筋混凝土柱，它使用超薄模板制作，由机器人3D打印，并填充有定制开发的快速硬化混凝土这种新颖的制造工艺称为“蛋壳”，可以制造非标准的，结构优化的混凝土结构，同时能够集成标准的钢筋并最大程度地减少模板浪费。蛋壳工艺利用熔融沉积建模（FDM）3D打印以实现广阔的设计和制造空间。”
         通过配备六轴机械臂的大型打印机将强大的模板3D打印为一件，该六臂机械臂的构建体积为1.2×1.2×3.6 m。使用1.5毫米喷嘴和标准细丝，通过臂的末端进行挤出。诸如收缩之类的问题给设计人员带来了挑战，他们通过在模板上使用菱形微图案，减小应力并提供更好的材料刚度来解决该问题。蛋壳印刷的最大优势之一是能够使用ETH Zurich创建的智能动态浇铸（SDC）方法使用厚度小于1.5毫米的模板。设计团队说：“通过这种方式，可以将模板上的压力降至最低，并且可以使用8公斤的模板来制造800公斤的圆柱。”

在晴朗的天气下，相互的框架在地面上投射出阴影图案（图片由©gramazio kohler research，苏黎世联邦理工学院提供）
顶篷占地1,152平方英尺（或超过107平方米），由380个带螺钉的乙酰化木材元素组成。它固定在建筑物的两侧，位于混凝土柱上。设计师说：“在此，受框架结构行为的影响，蜂窝图案逐渐在六边形和三角形之间转换，以在框架的不同区域实现不同水平的抗弯刚度。“悬臂拐角处越来越三角形的配置使该区域变得更硬，并局部减小了结构变形。”

木质结构界面处柱顶的特写（图片由©Basler＆Hofmann AG提供）
中国3D打印网点评：这种复杂的设计是复杂的计算模型的结果，该模型将设计者引向了树的最终几何形状以及评估。用一种算法描述了该结构，该算法允许进行编程以确保体系结构的稳定性和可行性。

(责任编辑：admin)

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