Førende i 3D-betontryk

Den transformative teknologi til 3-D-udskrivning ryster mange industrier, men det er ingenting i forhold til forstyrrelsen, der kommer til byggeriet.

Professor Jay Sanjayan, Direktør for Swinburne's Center for Bæredygtig Infrastruktur og professor i betonstrukturer i Swinburne, fører et samarbejde på 1,3 millioner dollar mellem syv australske universiteter om at udvikle 3D-tryk af beton.

"Byggeri forbliver stort set manuelt arbejde, hvilket gør det meget dyrt, og gør det globale behov for boliger og infrastruktur meget svært at imødekomme, "Siger professor Sanjayan.

"Byggeriet er åbent for at blive forstyrret af automatisering, og 3D-udskrivning er en teknologi, der kan hjælpe. "

Selvom 3D-printere er kommercielt tilgængelige til fremstilling, der er betydelige forskelle mellem udskrivning af flydeler og udskrivning af et hus.

"I stedet for fabriksbetingelser, vi skal printe ud i vejret, "Sagde professor Sanjayan.

"I stedet for et par kilo materialer, vi skal håndtere tons. Og selvom vi ikke har brug for den samme nøjagtighed som luftfartsindustrien, vi er nødt til at handle med det til lave omkostninger. "

For at løse udfordringerne, Professor Sanjayan har undersøgt to tilgange. Den midlertidige mulighed er 'pulverbed' 3-D-udskrivning, hvor printeren spreder et tyndt lag betonpulver, udskriver derefter et vandbaseret 'blæk', der sætter betonen, hvor blækket påføres.

Lag for lag, processen gentages. Udfordringen var at automatisere indsamling og genbrug af de store mængder ureageret pulver, som hver udskrift genererede, Sagde Sanjayan.

Pulverleje var en god mulighed for at danne præstøbte sektioner af en bygning på en fabrik.

"Vi kan lave meget indviklede strukturer. Men det var ikke en proces, der kunne finde sted ude i vinden og regnen."

Til betontryk på stedet, der er brug for en maskine, der ekstruderer flydende beton, Professor Sanjayan sagde.

"Her, hovedspørgsmålet er selve betonen, " han siger.

Betonen skal forblive flydende inde i printeren, men indstilles, så snart den er trykt for at bevare sin form, og så kan det næste lag påføres.

Traditionel beton opfører sig ikke på denne måde. I øjeblikket, den mest almindelige tilgang er at stærkt dosere betonen med kemiske retardanter, der holder den flydende, doser derefter kraftigt med acceleratorer, da den ekstruderes. Men denne tilgang kompromitterer det færdige produkts mekaniske egenskaber.

"Vi kommer med nye cementtyper, der har disse egenskaber iboende, "Siger professor Sanjayan.

Selvom han ikke er i stand til at afsløre detaljerne endnu, en mulighed er at bruge en geopolymercement, et materiale fremstillet af et industriaffald kaldet flyveaske.

"Arkitekter designer allerede alt ved computer, "Sagde Sanjayan." I stedet for at printe deres planer ud på papir, med 3D-udskrivning trykker vi bare på en knap, og maskinen bygger den-det er den ultimative drøm. "