《电子技术应用》

德国发明家用网状钢纤维填充物增强3D打印建筑强度

2016/11/11 21:26:00

  3D打印建筑具备设计多样、建造速度快、成本地等优势,为什么仍然未能普及?原因在于建筑强度!虽然大多数的3D打印建筑都号称强度极佳,抗震性能极好。但归根结缔,3D打印建筑属于纯混凝土浇筑建筑。纯混凝土建筑的缺陷在于,抗张强度不足,容易碎裂。因此,几乎所有的传统建筑,都会在将混凝土浇筑在钢筋框架之中,从而让建筑物更有“弹性”,增加抗张强度。

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  然而,3D打印的建筑,由于技术的独特性,无法再钢筋框架之中打印机混凝土。这也就导致了大多数的3D打印建筑为纯混凝土结构,抗张强度严重不足,可能会出现碎裂。幸运的是,德国发明家Kai Parthy给出了一个解决方案,那就是网状钢纤维填充物。

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  这种钢结构填充物呈环状,每个尺寸在1-10cm,能在3D打印建筑时,通过喷头或者手工,填入混凝土之中。填充物的尺寸大小一,因此保证能在XYZ三个方向上均匀分布。这些钢结构填充物,会从内部增加混凝土的抗张强度,从而提升建筑整体强度。更值得一提的是,由于是环状,这些填充物可以彼此连接,只要组合得当,甚至可以在混凝土内部形成一种类似“金属泡沫”的结构。

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  Kai解释说:“混凝土填充物的研发已经持续了数十年,无论是钢纤维还是塑料纤维,加入混凝土后,都只能用于地面建筑结构,无法作为承重结构。因此,这种网状钢纤维填充物的出现,无疑是建筑界的大突破。”

  测试发现,填充了这种网状钢纤维的混凝土结构,在承受巨大压力时,混凝土出现了裂缝,但是却没有变成碎块。裂缝的出现说明,混凝土结构的抗张强度确实得到提升,因此才没有变成碎块。

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  这种填充物可以加入到任何的3D打印过程中,Kai还设想了一种双喷头的机械臂3D打印系统,一个喷头打印混凝土,另一个喷头喷出填充物吗,目前Kai正在为这项技术申请专利。


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