▲搭建中的用於實驗的網絡結構 圖片版權：CITA和DTI
據TechXplore網站9月10日報道，丹麥皇家美術學院信息技術和建築中心( CITA )與丹麥技術學院的研究人員共同開發了一種叫做“網狀結構中的稀疏混凝土加固（SCRIM : Spare Concrete Reinforcement In Meshworks）”的新型混合建築概念。他們的方法將在即將舉行的ROB | ARCH會議上詳細介紹，並且將在Research Gate網站在線發表。該方法解決了三維混凝土印刷技術( 3DCP )現有的侷限，特別是關於非擠壓幾何形狀印刷方面相關的限制。通過該方法還可以充分利用六軸機器人進行控制，實現製造輕質部件的目標。“這項研究是CITA和DTI混凝土中心合作的結果，”兩位參與這個項目的研究人員（Phil Ayres和 Wilson Ricardo Leal da Silva）告訴TechXplore。
混凝土目前是建築業最常用的材料，但高消耗量也使其成為地球上二氧化碳生產的一個主要來源。因此，全世界的研究人員一直在探索改進混凝土製造的方法，減少其對環境的不利影響。在過去的幾十年裡，新技術的誕生使得數字化製造成為可能，由此就可能會出現新的設計和施工實踐，三維混凝土印刷( 3DCP )便是其中之一。然而，大多數傳統的三維混凝土印刷( 3DCP )需垂直堆疊材料，這導致該技術在構建方向和鋼筋的結合方面有一些限制。
▲搭建中的用於實驗的網絡結構 圖片版權：CITA和DTI
Leal da Silva解釋說:“與堆疊方法相反，SCRIM的概念在於直接在碳纖維增強聚合物( CFRP )網格上印刷。”在SCRIM概念中，網格被排列成三維的幾何目標，自然也包括了垂直區域。然後，混凝土被有選擇地堆積到網格中，網格則在其中充當加固元件以及固定模板。
Ayres說:“從概念上來說，我們可以認為這種方法是用混凝土局部加固紡織膜，而不是整體印刷（現有方法的基礎）。”
▲SCRIM圓錐實驗的結果 1.獨立釋放的組件及其沉積過程細節（右圖）和沉積結果左圖） 圖片版權：CITA和DTI
研究人員發現，除了減少建築定向和加固方面的限制外，他們的技術同樣支持後續的工藝流程，比如元素添加和修飾等。因此，SCRIM可以通過目標設計、複雜的幾何形狀支撐和有選擇的材料放置來保證在設計目標方面有更大的自由度。“在三維混凝土印刷( 3DCP )中仍有許多挑戰需要解決，但是SCRIM方法通過對六軸機器人三維控制和移動能力的充分利用，有助於促進數字構架研究方法多樣化。從實際角度來看，該方法能夠實現異地印刷和基於組件的組裝。此外，由於混凝土是選擇性沉積的，這有助於減少混凝土消耗，並能夠生產更輕的建築構件。"
▲SCRIM實驗2的結果 a）第一次混凝土沉積嘗試 b）第二次混凝土沉積嘗試 圖片版權：CITA和DTI
為了進一步發展他們的方法，研究人員現正計劃改進混凝土配合比設計及其相關的早期性能。此外，他們還希望探索生產定製碳纖維增強聚合物( CFRP )網格的可能性，並實現自適應機器人控制以適應“印刷時間”的動態。
Ayres說:“我們還致力於開發一個集成的設計環境，將設計意圖與模擬、生產過程分析以及生產後產生的元素的特性聯繫起來。最後，我們計劃尋求行業合作伙伴來發展建築構件生產的概念。"
編譯：王雨城
審稿：alone
來源：http://h5.scimall.net.cn/register?from=wechat
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