メッシュスチールファイバー充填材が3Dプリント建物の強度を向上

この投稿は Little Soft Bear によって 2016-11-11 14:02 に最後に編集されました。

3Dプリント建物は、多様なデザイン、速い建設速度、低コストなどの利点があります。なぜまだ普及していないのでしょうか？その理由は建物の強度にあります！ほとんどの3Dプリント建物は、優れた強度と優れた耐震性を備えていると言われています。しかし、結局のところ、3D プリントされた建物は、純粋なコンクリートを流し込んだ建物です。

南極熊は、建築3Dプリント業界の発展の勢いは最近かなり良いが、建築3Dプリンターの性能はますます良くなり、実用的な住宅がすでに建てられるようになり、世界の多くの国がこの業界への支援を強化していると考えています。しかし、技術が未熟であること、その限界、そして材料が業界標準に達していないという事実により、3D プリント建築の実現にはまだまだ長い道のりが残っています。

純粋なコンクリートの建物の欠点は、引張強度が不足しており、破損しやすいことです。そのため、ほとんどすべての伝統的な建物では、建物の「弾力性」を高め、引張強度を高めるために、鉄骨にコンクリートを流し込みます。
しかし、技術の特殊性により、3D プリントされた建物では鉄骨フレーム内にコンクリートを印刷することはできません。その結果、3D プリントされた建物はすべて純粋なコンクリート構造となり、引張強度が著しく不十分で、断片化の問題が発生する可能性があります。幸いなことに、ドイツの発明家 Kai Parthy が、メッシュ鋼繊維充填材という解決策を考案しました。

この鉄骨構造充填材はリング状で、それぞれのサイズは 1 ～ 10 cm です。建物の 3D プリント中にノズルを通して、または手動でコンクリートに充填できます。フィラーの大きさが均一なので、XYZの3方向に均等に分散させることができます。これらの鋼構造充填材はコンクリートの引張強度を内部から高め、建物全体の強度を向上させます。さらに注目すべき点は、リング形状のため、充填材同士を連結することができることです。適切に組み合わせれば、コンクリート内部に「金属フォーム」のような構造を形成することもできます。

カイ氏は次のように説明した。「コンクリート充填材は何十年も開発されてきましたが、スチール繊維であれプラスチック繊維であれ、コンクリートに添加した後は、地上の建築構造物にしか使用できず、耐荷重構造物には使用できません。したがって、このメッシュスチール繊維充填材の出現は、間違いなく建設業界における画期的な進歩です。」

試験の結果、このメッシュ鋼繊維を充填したコンクリート構造物に多大な圧力がかかった場合、コンクリートにひび割れは生じたものの、粉々に砕けることはなかったことが判明しました。ひび割れの出現は、コンクリート構造物の引張強度が実際に向上したことを示しており、それが粉々に砕け散っていない理由です。

この充填剤は、あらゆる建築 3D 印刷プロセスに追加できます。Kai 氏は、1 つのノズルでコンクリートを印刷し、もう 1 つのノズルで充填剤を噴射する、デュアルノズルロボットアーム 3D 印刷システムも構想しています。Kai 氏は現在、この技術の特許を申請中です。

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出典: 3Dプリンティングオンライン
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