3D-tulostus: Anna unelmien loistaa todellisuudeksi

Internetin aikakaudella digitalisaatio on synnyttänyt muutoksia ja innovaatioita eri toimialoilla, myös rakennusteollisuudessa.

"Tällä hetkellä älykkäästä rakentamisesta on tullut väistämätön trendi rakennusalan kehityksessä ja tärkeä lähtökohta muutokselle ja uudistamiselle. Se on yksi tehokkaista tavoista ratkaista rakentamisen alhainen hyötysuhde, korkea saastuminen ja korkea energiankulutus. Innovatiivisena älykkäänä rakennusteknologiana betoni 3D-tulostustekniikka on tuonut ennennäkemättömiä kehitysmahdollisuuksia." Äskettäin Tsinghuan yliopiston arkkitehtuurin korkeakoulun professori Xu Weiguo sanoi haastattelussa China Building Materials News -lehdelle, että konkreettinen 3D-tulostustekniikka itsessään ei ole yksittäinen teknologia, vaan teknologioiden integraatio, mukaan lukien digitaalisen arkkitehtuurin suunnittelu, robotti järjestelmä, painotekniikka, materiaalitekniikka jne. Edut ovat sen korkeassa tehokkuudessa, mallittomassa, työvoiman säästämisessä, materiaalin säästämisessä, vähähiilisessä ja ympäristönsuojelussa, se ei sovellu vain perinteisten talojen suunnitteluun ja rakentamiseen, vaan se voi myös toteuttaa erilaisten kauniiden epäsäännöllisten kaarevien kappaleiden rakentamista. Sillä on suuret tulevaisuuden näkymät.

Xu Weiguo, betoni-3D-tulostustekniikalla rakennettu maalaistalo

3D-tulostus edistää digitaalisen arkkitehtuurin kehitystä

Xu Weiguo on harjoittanut digitaalisen suunnittelun ja digitaalisen rakentamisen tutkimusta vuodesta 2003 lähtien. Hän on vuosien varrella edistänyt digitaalisen arkkitehtuurin nopeaa kehitystä Kiinassa opetuksen, suunnittelun, kuraation, julkaisun ja muiden kanavien kautta.

Puhuessaan unelmastaan ​​digitaalisesta arkkitehtuurista Xu Weiguo sanoi rakentamisen olevan prosessi ja järjestelmä. Tällä hetkellä järjestelmään kuuluvat arkkitehdit, rakennesuunnittelijat, putki- ja sähköinsinöörit sekä rakennustyöryhmät, jotka ovat erotettu toisistaan. Tietoyhteiskunnassa tuotantotapa on kuitenkin muuttunut perusteellisesti, ja jokaisen linkin tulee heijastaa älykkään rakentamisen ominaisuuksia.

Tämän unelman toteuttamiseksi Xu Weiguon tiimi on kehittänyt robotti-3D-tulostusbetonirakennustekniikkaa, joka perustuu digitaalisen arkkitehtuurin suunnitteluun ja robotin automaattiseen ohjausjärjestelmään, 3D-tulostustekniikkaan ja erityiseen betonimateriaaliteknologiaan.

Betonikomponenttia painaa Xu Weiguo

"Tämä tekniikka on älykästä rakennustekniikkaa. Sen rakennusprosessi sisältää algoritmien luomisen luovan suunnittelun, digitaalisen morfologian mallinnuksen, tulostuspolun suunnittelun, tulostusohjelman koodauksen, virtuaalisen tulostuksen rakentamisen simuloinnin, paikan päällä tapahtuvan in situ -tulostuksen tai paikan päällä esivalmistetun tulostuksen ja kokoonpano. Se ei vain integroi koko talon tai maiseman rakentamisen prosessia digitaalisesti, vaan myös jakaa sen kahteen osaan: virtuaalinen rakentaminen ja fyysinen painorakennus Rakennusprosessin aikana jatkuva digitaalinen tiedonkulku ja materiaalin rakentamisen virta täydentävät toisiaan muodostaen integroitu älykäs rakennusprosessi."

Xu Weiguo huomautti, että tähän teknologiaan liittyy eri toimialojen osallistuminen, mukaan lukien algoritmien luomiseen perustuva arkkitehtuurin luova suunnittelu, polun suunnittelu- ja ohjausohjelmistojen kehittäminen, robottien ja painolaitteiden integroitu valmistus, painomateriaalien sekatuotanto, ja rakentamisen digitaalinen työmaa. Sen edistäminen ja käyttö ei ainoastaan ​​päivitä perinteistä asuntorakennusteollisuutta, vaan myös edistää uuden digitaalisen rakennusalan ketjun muodostumista.

Täytyy olla yleisen betonin käsite

Innovatiivisena rakennus- ja ympäristöälykkäänä rakentamisteknologiana robotti-3D-tulostusbetonirakennustekniikan suurin etu on työvoiman säästäminen, tehokkuuden parantaminen, kustannusten alentaminen ja laadun varmistaminen.

Tältä osin Xu Weiguo huomautti, että älykäs rakentaminen edistää Kiinan rakennusteollisuuden muutosta ja parantamista. Tärkeänä älykkään rakentamisen keinona 3D-tulostus tulee olemaan tärkeässä roolissa konepajarakentamisen älykkäässä kehityksessä. Älykkäiden järjestelmien ja älykkäiden laitteiden käytön ansiosta tämän tekniikan rakentamisen tarkkuus on parantunut huomattavasti, mikä takaa rakentamisen laadun. Lisäksi algoritmien luomiseen perustuva digitaalinen suunnittelu käyttää älykkäitä robottikäsivarsia, jotka voivat liikkua avaruudessa rakentaakseen. Tällä tekniikalla voidaan rakentaa perinteisiä arkkitehtonisia muotoja, mutta myös erilaisia ​​rikkaita orgaanisia arkkitehtonisia muotoja. Ymmärretään, että tätä tekniikkaa sovelletaan teollisesti, ja maailman suurin 3D-tulostuksen betonivihreä puisto on rakennettu ensimmäistä kertaa Shenzhenin Bao'anin alueelle. Toistaiseksi tätä tekniikkaa on sovellettu uusiin maaseudun asuntoihin, Kenian 3D-tulostukseen kohtuuhintaisiin asuntoihin, kävelysillalle, kirjastoon ja muihin projekteihin.

Työmaa Xu Weiguo/piirustukset toimitettu

"Vaikka 3D-betonitulostusrakentamisessa on vielä monia pullonkauloja ratkaisematta ja kilpailu teknologian kehittämisessä ja käytännön soveltamisessa tällä alalla on yhä tiukempaa, suurin este tälle teknologialle on se, että ihmiset eivät ymmärrä tätä tekniikkaa." Ottaen huomioon nykyiset epäilykset betonin 3D-tulostusteknologiasta, Xu Weiguo uskoo, että itse betonin osuus voi muuttua, ja erilaiset suhteet johtavat muutoksiin betonin suorituskyvyssä, kuten ultra-high performance betonissa (UHPC). Kun tämä materiaali on levitetty 3D-tulostukseen, betonin 3D-tulostuksessa on enemmän mahdollisuuksia. "Tämä on yhteistyön aikakautta. Teknologian kehityksen edistämiseksi kaikkien teollisuudenalojen on tehtävä yhteistyötä. Tässä prosessissa ihmisillä on oltava yleisen betonin käsite." Xu Weiguo sanoi.

Maaseudun asutuksen parantamisen edistäminen

Haastattelun aikana Xu Weiguon tiimi oli kiireinen Guizhoun maaseututaloprojektin parissa. Xu Weiguon tiimi toi paljon innovatiivisia tekniikoita maalaistaloprojektiin, olipa kyseessä mallitalo Wujiazhuangin Xiahuayuanin maanviljelijöille Hebein maakunnassa, pienituloinen asunto Afrikassa tai maalaistaloprojekti Guizhoun maakunnassa.

Tältä osin Xu Weiguo sanoi, että maaseudun jälleenrakennus on tärkeä tehtävä nykyiselle sosiaaliselle kehitykselle, mutta monilla maaseudun jälleenrakennuksilla saavutettiin vain julkisen ympäristön parantaminen, kuten teiden rakentaminen, kunnallisten putkistojen asentaminen ja asuinrakennusten ulkoasun uusiminen. Itse asiassa näiden maaseututalojen elintila ja sisätilat eivät ole olennaisesti muuttuneet. "Robotin 3D-tulostusbetonimobiilialustalla" ja "betonitalojen nopealla rakentamisjärjestelmällä" voidaan rakentaa maaseututaloja yksitellen uudelleen orgaanisella tavalla, mikä edistää maaseudun asuntorakentamista.

"Olen ollut vuodesta 2003 lähtien mukana digitaalisen suunnittelun tutkimuksessa. Minusta tiimimme suurin piirre on tutkimuksen siirtäminen laboratoriosta työmaalle." Xu Weiguo uskoo, että laboratorion tutkimus on kaukana sovelluksesta varsinaisessa projektissa, ja joskus laboratoriossa erittäin menestyvää tekniikkaa ei voida soveltaa varsinaisessa projektissa. Avain Xu Weiguon tiimin jatkuviin saavutuksiin on tutkimus- ja kehitystyö todellisissa projekteissa ja parhaan järjestelmän löytäminen sadoissa kokeissa.