SCRIM: nuovo metodo di stampa 3D Il calcestruzzo utilizza la maglia per creare strutture leggere
La costruzione stampata in 3D è un settore in crescita, con nuovi metodi sviluppati regolarmente. L’ultima arriva dal Center for Information Technology and Architecture (CITA) della Royal Danish Academy of Fine Arts e dal Danish Technological Institute , dove i ricercatori hanno sviluppato un nuovo concetto di costruzione ibrida chiamato Sparse Concrete Reinforcement in Meshworks, o SCRIM. Il metodo affronta le limitazioni nella stampa 3D concreta corrente, come la stampa di geometrie non estruse, e consente il pieno sfruttamento del controllo robotico a sei assi. Si concentra anche sulla produzione di componenti leggeri.
Dettagli sulla nuova tecnologia possono essere trovati in un documento intitolato ” SCRIM – Sparse Concrete Reinforcement in Meshworks “.
“Questa ricerca è il risultato di una collaborazione tra CITA e il Concrete Center di DTI”, hanno dichiarato a TechXplore Phil Ayres e Wilson Ricardo Leal da Silva, due dei ricercatori che hanno effettuato lo studio. “La DTI ha invitato la CITA a partecipare a un seminario di brainstorming per valutare come ripensare gli approcci alla stampa 3D concreta (3DCP) nel contesto di” Design for Disassembly “. Il brief è stato immediatamente stimolante per gli approcci 3DCP prevalenti, che tendono a stampare un ‘intero’ – questo è dove abbiamo immaginato l’idea dietro il metodo SCRIM. ”
SCRIM è diverso da altri metodi di costruzione in calcestruzzo stampato in 3D, che tipicamente estrudono strati di materiale da costruire verticalmente, con il risultato di alcune limitazioni sulla geometria e l’incorporazione del rinforzo.
“Gli approcci 3DCP convenzionali generalmente impilano il materiale verticalmente e presentano problemi con l’incorporazione di rinforzi e altri elementi architettonici”, ha affermato Leal da Silva. “In contrasto con l’approccio dell’accatastamento, il concetto SCRIM impiega mesh polimeriche rinforzate con fibre di carbonio (CFRP) che vengono stampate direttamente”.
SCRIM organizza le mesh in geometrie di destinazione, che possono includere aree verticali. Il calcestruzzo viene depositato in modo selettivo nella rete, che mantiene il materiale in posizione e funge da rinforzo.
“Concettualmente, possiamo pensare al metodo come a rafforzare localmente una membrana tessile con cemento, piuttosto che la stampa monolitica, che è alla base degli approcci esistenti”, ha detto Ayres.
SCRIM consente inoltre l’aggiunta di elementi o abbellimenti e supporta geometrie complesse, offrendo ai progettisti una maggiore libertà.
“Ci sono ancora sfide da risolvere in 3DCP, ma il metodo SCRIM contribuisce a diversificare lo spettro esistente di approcci di costruzione digitale in un campo che è stato fortemente esplorato nella comunità di ricerca. Una differenza fondamentale è che SCRIM impegna pienamente le capacità di controllo e movimento 3D della robotica a sei assi “, ha affermato Ayres. “Dal punto di vista del design, questo apre nuovi potenziali creativi per 3DCP. Da un punto di vista pratico, l’approccio SCRIM consente la stampa fuori sede e l’assemblaggio basato sui componenti. Inoltre, poiché il calcestruzzo viene depositato in modo selettivo, ciò consente di ridurre i consumi concreti e consentire la produzione di componenti per edifici più leggeri. ”
Ulteriori lavori includeranno la raffinazione del mix di calcestruzzo e le relative proprietà della prima infanzia. I ricercatori stanno anche cercando di produrre un polimero su misura in fibra di carbonio (CFRP) su misura e consentire un controllo adattivo robotico per le dinamiche del tempo di stampa.
“Miriamo anche a sviluppare un ambiente di progettazione integrato, collegando l’intento progettuale con la simulazione, l’analisi del processo di produzione e le proprietà degli elementi risultanti post-produzione”, ha detto Ayres. “Infine, abbiamo in programma di cercare partner industriali per sviluppare il concetto verso la produzione di componenti per l’edilizia.”
Gli autori del saggio includono Phil Ayres, Wilson Ricardo Leal da Silva, Paul Nicholas e Johannes Portielje Rauff Greisen.