3D-utskrift: Låt drömmar lysa in i verkligheten

I internettiden har digitaliseringen gett upphov till förändringar och innovationer i olika branscher, inklusive byggbranschen.

"I dagsläget har intelligent byggande blivit en oundviklig trend i byggbranschens utveckling och en viktig utgångspunkt för transformation och uppgradering. Det är ett av de effektiva sätten att lösa konstruktionens låga effektivitet, höga föroreningar och höga energiförbrukning. industri. Som en innovativ intelligent byggnadsteknik har betong 3D-utskriftsteknik inlett oöverträffade utvecklingsmöjligheter." Nyligen sa Xu Weiguo, professor vid School of Architecture vid Tsinghua University, i en intervju med China Building Materials News att den konkreta 3D-utskriftstekniken i sig inte är en enda teknologi, utan en integration av teknologier, inklusive digital arkitekturdesign, robot system, tryckteknik, materialteknik, etc. Fördelarna ligger i dess höga effektivitet, mallfria, arbetsbesparing, materialbesparing, låga koldioxidutsläpp och miljöskydd. Den är inte bara lämplig för design och konstruktion av traditionella hus, utan kan också inse konstruktionen av olika vackra oregelbundna böjda kroppar. Det har stora framtidsutsikter.

Xu Weiguo, ett lantligt hus byggt med betong 3D-utskriftsteknik

3D-utskrift främjar utvecklingen av digital arkitektur

Xu Weiguo har varit engagerad i digital design och digital konstruktionsforskning sedan 2003. Under åren har han främjat den snabba utvecklingen av digital arkitektur i Kina genom undervisning, ingenjörskonst, kuration, publicering och andra kanaler.

På tal om sin dröm om digital arkitektur sa Xu Weiguo att konstruktion är en process och ett system. I dagsläget omfattar systemet arkitekter, konstruktörer, VVS- och elektroingenjörer samt byggteam som är separerade från varandra. Men i informationssamhället har produktionsläget förändrats i grunden, och varje länk bör återspegla egenskaperna hos intelligent konstruktion.

För att förverkliga denna dröm har Xu Weiguos team utvecklat robot 3D-utskrift av betongkonstruktionsteknik baserad på digital arkitekturdesign och robotautomatiskt styrsystem, 3D-utskriftsteknik och speciell betongmaterialteknik.

Betongkomponenten trycks av Xu Weiguo

"Den här tekniken är en intelligent konstruktionsteknik. Dess konstruktionsprocess inkluderar algoritmgenerering, kreativ design, digital morfologimodellering, planering av utskriftsvägar, kodning av utskriftsprogram, simulering av virtuell utskrift, konstruktionssimulering på plats, in-situ-utskrift på plats eller prefabricerad utskrift på plats och montering. Den integrerar inte bara hela processen med hus- eller landskapskonstruktion digitalt, utan delar den också i två delar: virtuell konstruktion och fysisk tryckkonstruktion. Under byggprocessen kompletterar kontinuerlig digital information informationsflöde och materialkonstruktionsflöde varandra och bildar en integrerad intelligent byggprocess."

Xu Weiguo påpekade att denna teknik involverar deltagande av olika industrier, inklusive den kreativa designen av arkitektur baserad på generering av algoritmer, utveckling av mjukvara för vägplanering och kontroll, integrerad tillverkning av robotar och tryckutrustning, blandad produktion av tryckmaterial, och den digitala byggarbetsplatsen. Dess marknadsföring och användning kommer inte bara att uppgradera den traditionella bostadsbyggnadsindustrin, utan också driva bildandet av en ny digital byggindustrikedja.

Måste ha begreppet generaliserad betong

Som en innovativ bygg- och miljöintelligent byggteknik är den största fördelen med robot 3D-utskrift av betongkonstruktionsteknik att spara arbetskraft, förbättra effektiviteten, minska kostnaderna och säkerställa kvalitet.

I detta avseende påpekade Xu Weiguo att intelligent konstruktion kommer att främja omvandlingen och uppgraderingen av Kinas byggindustri. Som ett viktigt sätt för intelligent konstruktion kommer 3D-utskrift att spela en viktig roll i den intelligenta utvecklingen av teknisk konstruktion. På grund av användningen av intelligenta system och intelligent utrustning har konstruktionsnoggrannheten för denna teknik förbättrats avsevärt, vilket säkerställer byggkvaliteten. Dessutom använder den digitala designen baserad på algoritmgenerering intelligenta robotarmar som kan röra sig i rymden för att bygga. Denna teknik kan inte bara bygga traditionella arkitektoniska former, utan också bygga en mängd rika organiska arkitektoniska former. Det är underförstått att denna teknik tillämpas industriellt, och världens största 3D-utskrift av betonggrön park har byggts i Bao'an District, Shenzhen för första gången. Hittills har den här tekniken tillämpats på nya lantliga bostäder, Kenya 3D-utskrift av billiga bostäder, gångbroar, bibliotek och andra projekt.

Byggarbetsplatsen Xu Weiguo/ritningar tillhandahålls

"Även om det fortfarande finns många flaskhalsar att lösa i 3D betongtryckkonstruktion, och konkurrensen inom teknikutveckling och praktisk tillämpning inom detta område blir allt hårdare, är det största hindret för denna teknik att folk inte förstår denna teknik." Med tanke på de nuvarande tvivelna om 3D-utskriftstekniken för betong, tror Xu Weiguo att själva andelen betong kan förändras, och olika proportioner kommer att leda till förändringar i betongens prestanda, såsom ultrahögpresterande betong (UHPC). När detta material väl har applicerats på 3D-utskrift kommer 3D-utskrift av betong att ha fler möjligheter. "Detta är en era av samarbete. För att främja utvecklingen av teknik måste alla industrier samarbeta. I den här processen måste människor ha begreppet generaliserad betong." sa Xu Weiguo.

Främja förbättringen av mänskliga bosättningar på landsbygden

Under intervjun var Xu Weiguos team upptagna med bostadsprojektet på landsbygden i Guizhou. Xu Weiguos team tog med många innovativa teknologier till projektplatsen för bondgårdar, oavsett om det var ett modellhus för bönder i Wujiazhuang, Xiahuayuan, Hebeiprovinsen, låginkomstbostäder i Afrika eller ett bondgårdsprojekt i Guizhouprovinsen.

I detta avseende sa Xu Weiguo att återuppbyggnaden på landsbygden är en viktig uppgift för den nuvarande sociala utvecklingen, men många återuppbyggnaden på landsbygden uppnådde bara en förbättring av den offentliga miljön, som att bygga vägar, lägga kommunala rörledningar och dekorera utseendet på bostadshus. I själva verket har levnadsutrymmet och levnadsförhållandena inomhus i dessa landsbygdshus inte förändrats väsentligt. "Robot 3D-utskrift av betongmobil plattform" och "snabbkonstruktionssystem för betonghus" kan användas för att bygga om landsbygdshus en efter en på ett organiskt sätt, vilket ger bidrag till bostadsbyggande på landsbygden.

"Sedan 2003 har jag varit engagerad i forskning om digital design. Enligt min mening är den största egenskapen hos vårt team att flytta forskningen från laboratoriet till byggarbetsplatsen." Xu Weiguo menar att forskningen i laboratoriet är långt ifrån tillämpningen i själva projektet, och ibland kan den teknik som är mycket framgångsrik i laboratoriet inte tillämpas i själva projektet. Nyckeln till Xu Weiguos teams kontinuerliga prestationer är att utföra forskning och utveckling i faktiska projekt och hitta det bästa systemet i hundratals experiment.