Ударен печат ще бъде алтернатива без цимент за 3D отпечатаните структури
Строителната компания ICON обяви, че е близо до завършването на най-големия 3D отпечатан квартал в света в Джорджтаун, Тексас. Това не е единственият подобен жилищен проект. Стотици 3D отпечатани жилища са в процес на изграждане в САЩ и Европа. Още такива жилищни проекти са в процес на подготовка.
Има много фактори, които стимулират растежа на 3D принтирането в строителната индустрия. Благодарение на процеса се намалява времето за строителство. Дом, чието изграждане отнема месеци, сега може да бъде построен за дни или седмици. В сравнение с традиционните методи, 3D принтирането намалява и количеството материали, които на своя страна минимизират отпадъците. Тези предимства водят до намалени разходи за труд. Това прави 3D принтирането привлекателен избор за строителните компании.
Нов метод
Екип от изследователи от Швейцарския федерален технологичен институт (ETH) в Цюрих е разработил роботизиран метод за конструиране. Той е дори по-добър от 3D принтирането. Те го наричат ударен печат и вместо типични строителни материали, той използва земни материали като пясък, тиня, глина и чакъл, за да създава домове. Според изследователите ударният печат е по-малко въглеродно-интензивен и много по-устойчив и достъпен от 3D печата.
Това е така, защото базираните на природата материали са изобилни, рециклируеми, достъпни и на ниска цена. Те дори могат да бъдат изкопани на строителната площадка. Новият метод може да вземе обикновен материал изкопан на строителните площадки и да го превърне обратно в използваеми строителни продукти. Това се постига на ниска цена и ефективно със значително по-малко CO2 от съществуващите индустриализирани строителни методи.
Как работи?
Преди да започнат процеса на ударно печатане, изследователите подготвят смес от природни материали. Тя има баланс между фини и груби частици, осигурявайки както лесна употреба, така и структурна здравина. Фините материали като глина действат свързващо, помагайки на частиците да се слепят. По-грубите материали като пясък или чакъл правят сместа по-стабилна и здрава. Този оптимизиран микс е проектиран така, че да може лесно да се движи през роботизираната система, без да причинява блокиране.
Следващата стъпка е подготвяне на цифров план. Подобно на 3D принтера, роботизираната система за ударен печат също изисква цифров модел, който да ръководи производството на структурата. След като този цифров план е готов и качен в системата, роботизираният инструмент се монтира на мобилна платформа за използване на строителната площадка. След това сместа от земни материали се поставя в голям обемен бункер, прикрепен към роботизирания инструмент.
Когато бункерът се напълни, системата започва да се движи и извършва необходимите процеси. Такива са екструдиране, рязане и пръскане на материала за изграждане на различни структури. Този процес продължава, докато проектът не бъде завършен.
Прилики и разлики
Процесът на изграждане работи доста по-различно от типичния 3D печат за сграда. Там материалите сами по себе си са твърде слаби, за да поддържат структура. Необходими са добавки като цимент. Ударният печат, отлага строителния материал с висока скорост по контролиран начин. Това улеснява стабилното свързване между слоевете дори преди да бъде добавен какъвто и да е свързващ материал. Получената структура има по-висока якост и твърдост.
Изследователите успешно създадоха стени с височина 2 метра, използвайки този подход. Всяка от тези структури е достатъчно здрава, за да поддържа друга с подобно тегло, без да разчита на химическа добавка като цимент.
Ползи за нашата планета
3D печатът намалява разходите за труд на компаниите и обещава да направи жилищата по-достъпни. Но това не е непременно устойчиво или екологично. Той разчита на цимент като добавка, строителен материал, който е отговорен за близо 8 процента от глобалните емисии на CO2. Освен това, поради използването на добавки, 3D-отпечатаните структури обикновено не могат да се рециклират. Ето къде се появяват предимствата на ударния печат, който обещава да ни предостави огромни ползи.
