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可擴展的BMSF鋼筋插件使3D打印建筑成為可能

當你看到3D打印的混凝土,這個由TU Eindhoven的學生創作的作品,是不是感覺穿越到了未來?3D打印給了建筑師們自由設計的空間,它還大大降低了勞動力成本 ,讓“家”也變得不那么遙不可及。德國發明家Kai Parthy,被稱為“纖維專家”,現在正嘗試讓過程更簡化和自動化,他將可塑性材料BMSF(仿生網鋼纖維)插入混泥土中增加其硬度和韌性。




這個嘗試讓3D打印擴展到建筑行業,而且直接關系到混凝土生產。純混凝土其實并不結實,大部分的強度都來自鋼筋,在3D打印時,道理也是一樣的,所以在進行混凝土3D打印時要不斷停止,在承重部分插入鋼筋。沒有它,混凝土即使在很小的負荷量下也會斷裂。這就意味著3D打印不能實現全自動化。




不過這也就是Kai想要應對的問題,他可是名副其實的“纖維專家”呢。在他的早期創作中,你可以找到LayWoo-D3木絲,柔性BENDLAY柔性纖維,蠟狀MOLDLAY甚至海綿狀LAYFOMM等材料。 Kai還率先展示了鞋底模仿SOLAY細絲,今年年初推出了他的LAY-AWAY系列可溶性支撐細絲,能確保在不損壞打印品的情況下去除支撐物。




Kai還是一個全能的發明家,他最近才發布了這個開創性的混凝土3D打印解決方案。簡而言之,他的BMSF是高度靈活的鋼支撐結構,可以用于任何(3D打印)混凝土結構,它能自動插入其中,并可以再塑成任何形狀。你可以稱它為下一代鋼筋,并且價格還很實惠。




正如Kai解釋的,他的解決方案實際上建立在幾十年的努力上,使混凝土更適合不同的應用。 “這幾十年來,混凝土的研究都在優先進行。由鋼或最近由塑料制成的細長纖維都只能用于地面層,而不能用于承重的結構,如天花板,“他說。 “最重要的一點還是是鋼材料的合法使用,即使是對于'自由形式'建筑物也是一樣的?!?/span>



BMSF雖然是小塊的形式,但它們可以均勻地插入任何混凝土形狀的網狀結構。它們的尺寸從1到10厘米不等,以確保能適合XYZ各個地方。BMSF和混泥土組合就可以改變混凝土內的拉伸力,并使其更耐用。如果包裹得特別緊,它們還能形成Kai稱為“金屬泡沫”被混泥土包裹的狀態。




它們十分的牢固,用填充板和壓縮試驗機進行的一次試驗表明,混凝土會破裂而不是隆起?!霸S多裂縫是建筑物高延展性和安全性的標志。每個裂縫都是有益的,它能防止混凝土結構的崩塌?!盞ai說。




纖維本身可以像金屬絲一樣卷成圈來運輸,還能被切割,卷繞和彎曲成單獨的形狀,因為它有高度的延展性和適應性。Kai說 “傳統纖維的插入量是有限的,因為它們會聚集在一起,但這些BMSF不會。事實上,用戶可以創造最高載荷的混凝土(最大化鋼/混凝土比率),也就是幾。堅不可摧的高韌性混凝土,這也是最先進的抗震結構,”




此外,插入鋼筋的過程可以與3D打印合為一體。Kai設想,如果機器人沉積臂有兩個噴嘴:一個用于混凝土,另一個用于將沉積網格纖維到混凝土層里的話,問題就解決了。雖然這個設想還需要實驗證明,但Kai在將BMSF融入3D打印這方面作出了巨大貢獻。他們目前正在申請專利。

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