3D drukāšana: ļaujiet sapņiem mirdzēt realitātē

Interneta laikmetā digitalizācija ir radījusi pārmaiņas un inovācijas dažādās nozarēs, tostarp būvniecības nozarē.

"Šobrīd viedā būvniecība ir kļuvusi par neizbēgamu tendenci būvniecības nozares attīstībā un par nozīmīgu pārveidošanas un modernizācijas sākumpunktu. Tas ir viens no efektīviem veidiem, kā atrisināt būvniecības zemo efektivitāti, lielo piesārņojumu un lielo enerģijas patēriņu. Betona 3D drukas tehnoloģija kā novatoriska inteliģenta ēku tehnoloģija ir pavērusi vēl nebijušas attīstības iespējas." Nesen Cinghua Universitātes Arhitektūras skolas profesors Sju Veiguo intervijā izdevumam China Building Materials News sacīja, ka betona 3D drukas tehnoloģija pati par sevi nav viena tehnoloģija, bet gan tehnoloģiju integrācija, tostarp digitālās arhitektūras projektēšana, robots. sistēma, drukāšanas tehnoloģija, materiālu tehnoloģija utt. Priekšrocības ir tās augstā efektivitāte, bez veidnēm, darbaspēka taupīšana, materiālu taupīšana, zema oglekļa satura un vides aizsardzība, tas ir piemērots ne tikai tradicionālo māju projektēšanai un celtniecībai, bet arī var realizēt dažādu skaistu neregulāru izliektu ķermeņu konstrukciju. Tam ir lielas perspektīvas nākotnē.

Xu Weiguo, lauku māja, kas celta ar betona 3D drukas tehnoloģiju

3D druka veicina digitālās arhitektūras attīstību

Xu Weiguo ir iesaistīts digitālā dizaina un digitālās būvniecības izpētē kopš 2003. gada. Gadu gaitā viņš ir veicinājis strauju digitālās arhitektūras attīstību Ķīnā, izmantojot mācību, inženierzinātņu, pārvaldīšanas, izdevējdarbības un citus kanālus.

Runājot par savu sapni par digitālo arhitektūru, Xu Weiguo teica, ka būvniecība ir process un sistēma. Šobrīd sistēmā ir iekļauti arhitekti, būvkonstruktori, santehnikas un elektroinženieri un būvbrigādes, kas ir nodalītas viena no otras. Tomēr informācijas sabiedrībā ražošanas režīms ir būtiski mainījies, un katrai saitei jāatspoguļo viedās konstrukcijas īpašības.

Lai īstenotu šo sapni, Xu Weiguo komanda ir izstrādājusi robotu 3D drukas betona konstrukciju tehnoloģiju, kuras pamatā ir digitālās arhitektūras projektēšana un robotu automātiskās vadības sistēma, 3D drukas tehnoloģija un īpaša betona materiālu tehnoloģija.

Betona komponentu drukā Xu Weiguo

"Šī tehnoloģija ir inteliģenta būvniecības tehnoloģija. Tās konstruēšanas process ietver algoritmu ģenerēšanas radošo dizainu, digitālās morfoloģijas modelēšanu, drukas ceļa plānošanu, drukāšanas programmas kodēšanu, virtuālās drukas konstrukcijas simulāciju, in-situ drukāšanu uz vietas vai saliekamo drukāšanu uz vietas un montāža.Tā ne tikai digitāli integrē visu mājas vai ainavas būvniecības procesu, bet arī sadala to divās daļās: virtuālā celtniecība un fiziskā drukas celtniecība.Būvniecības procesa laikā nepārtraukta digitālā informācija Informācijas plūsma un materiālu būvniecības plūsma papildina viena otru, veidojot integrēts inteliģents būvniecības process.

Xu Weiguo norādīja, ka šī tehnoloģija ietver dažādu nozaru līdzdalību, tostarp radošu arhitektūras dizainu, pamatojoties uz algoritmu ģenerēšanu, ceļu plānošanas un kontroles programmatūras izstrādi, robotu un drukas iekārtu integrētu ražošanu, jauktu drukas materiālu ražošanu, un būvniecības digitālā būvlaukums. Tā popularizēšana un izmantošana ne tikai uzlabos tradicionālo mājokļu būvniecības nozari, bet arī veicinās jaunas digitālās būvniecības nozares ķēdes veidošanos.

Jābūt vispārināta betona jēdzienam

Kā novatoriska ēku un vides viedās būvniecības tehnoloģija, robotu 3D drukāšanas betona konstrukcijas tehnoloģijas lielākā priekšrocība ir darbaspēka taupīšana, efektivitātes uzlabošana, izmaksu samazināšana un kvalitātes nodrošināšana.

Šajā sakarā Xu Weiguo norādīja, ka viedā būvniecība veicinās Ķīnas būvniecības nozares pārveidi un modernizāciju. Kā svarīgs viedās būvniecības veids 3D drukāšanai būs svarīga loma inženiertehniskās būvniecības viedajā attīstībā. Pateicoties viedo sistēmu un viedo iekārtu izmantošanai, šīs tehnoloģijas konstrukcijas precizitāte ir ievērojami uzlabota, tādējādi nodrošinot būvniecības kvalitāti. Turklāt digitālajā dizainā, kas balstīts uz algoritmu ģenerēšanu, tiek izmantotas inteliģentas robotu rokas, kas var pārvietoties telpā, lai izveidotu. Ar šo tehnoloģiju var veidot ne tikai tradicionālās arhitektūras formas, bet arī veidot dažādas bagātīgas organiskas arhitektūras formas. Saprotams, ka šī tehnoloģija tiek pielietota rūpnieciski, un pasaulē lielākais 3D drukas betona zaļais parks ir uzbūvēts Bao'an rajonā, Šenžeņā. Līdz šim šī tehnoloģija ir piemērota jauniem lauku mājokļiem, Kenijas 3D drukāšanai par pieņemamu cenu, gājēju tiltam, bibliotēkai un citiem projektiem.

Būvlaukums Xu Weiguo / sniegti rasējumi

"Lai gan 3D betona drukas būvniecībā joprojām ir jāatrisina daudz vājo vietu un konkurence tehnoloģiju izstrādē un praktiskajā pielietošanā šajā jomā kļūst arvien sīvāka, lielākais šķērslis šai tehnoloģijai ir tas, ka cilvēki šo tehnoloģiju nesaprot." Ņemot vērā pašreizējās šaubas par betona 3D drukāšanas tehnoloģiju, Xu Weiguo uzskata, ka paša betona proporcija var mainīties un dažādas proporcijas novedīs pie betona veiktspējas izmaiņām, piemēram, īpaši augstas veiktspējas betonam (UHPC). Kad šis materiāls tiks izmantots 3D drukāšanai, betona 3D drukāšanai būs vairāk iespēju. "Šis ir sadarbības laikmets. Lai veicinātu tehnoloģiju attīstību, visām nozarēm ir jāsadarbojas. Šajā procesā cilvēkiem ir jābūt vispārināta betona koncepcijai." Sju Veiguo teica.

Lauku apdzīvoto vietu labiekārtošanas veicināšana

Intervijas laikā Sju Veiguo komanda bija aizņemta ar lauku mājokļu projektu Guidžou. Sju Veiguo komanda lauku mājas projekta vietā ieviesa daudz novatorisku tehnoloģiju neatkarīgi no tā, vai tā bija paraugmāja lauksaimniekiem Vudzjažuanā, Sjavajuaņā, Hebejas provincē, zemu ienākumu mājokļi Āfrikā vai lauku mājas projekts Guidžou provincē.

Šajā sakarā Sju Veiguo sacīja, ka lauku rekonstrukcija ir svarīgs pašreizējās sociālās attīstības uzdevums, taču daudzas lauku rekonstrukcijas ir tikai uzlabojušas sabiedrisko vidi, piemēram, būvējot ceļus, ieguldot pašvaldības cauruļvadus un atjaunojot dzīvojamo ēku izskatu. Faktiski šo lauku māju dzīvojamā platība un iekštelpu sadzīves apstākļi nav būtiski mainījušies. "Robotu 3D drukas betona mobilo platformu" un "betona māju ātrās būvniecības sistēmu" var izmantot, lai bioloģiski vienu pēc otra pārbūvētu lauku mājas, sniedzot ieguldījumu lauku māju celtniecībā.

"Kopš 2003. gada nodarbojos ar digitālā dizaina izpēti. Manuprāt, mūsu komandas lielākā iezīme ir pētījumu pārcelšana no laboratorijas uz būvlaukumu." Xu Weiguo uzskata, ka pētījumi laboratorijā ir tālu no pielietojuma faktiskajā projektā, un dažreiz laboratorijā ļoti veiksmīgo tehnoloģiju nevar izmantot reālajā projektā. Sju Veiguo komandas nepārtraukto sasniegumu atslēga ir veikt pētniecību un attīstību faktiskos projektos un atrast labāko sistēmu simtiem eksperimentu.