วิศวกรรมเคมี & amp;
ผล กระทบ จาก การ พิมพ์ ใน วิธี การ ก่อ สร้าง ทาง วิศวกรรม พลเรือน 3 มิติ
Table of Contents
วิวัฒนาการ ของ การ พิมพ์ 3 มิติ ใน การ ก่อ สร้าง
2550 การนําการผลิตที่เพิ่มปริมาณการผลิตในวิศวกรรมการปลูกพืช เริ่มด้วยการทดลองในช่วงต้นยุค 1980 เมื่อเครื่องสเตอริโอลิตัลได้สาธิตการประดิษฐ์แบบระดับชั้นโดยผู้ผลิตครั้งแรก ส่วนการก่อสร้างได้ดําเนินการดําเนินการพิมพ์ 3 มิติเพื่อการขยายขนาดอย่างรวดเร็ว ผลิตโมเดลและรูปแบบการทํางานที่จําลองได้อย่างรวดเร็ว โดยมีการพัฒนาระบบระบบการขยายขนาดขนาดใหญ่ ทําให้ระบบการพิมพ์แบบเต็มขนาดสามารถผลิตส่วนประกอบของอาคารได้เต็มขนาด ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้สามารถสามารถส่งทั้งระบบได้ทั้งระบบ ระบบย่อยและที่อยู่อาศัยได้แม้กระทั่งการขยายพื้นที่ที่รวดเร็วและความเร็วสูงสุด 10 เมตรต่อชั้นในการผลิตขนาดสูงได้โดยเพิ่มขนาดที่ 5 มิลลิเมตร
เครื่อง มือ หลัก ที่ ขับ ขี่ เครื่อง บิน ที่ มี ประสิทธิภาพ ใน การ ก่อ สร้าง
การพิมพ์แบบดูดซับข้อมูล
วิธีพิมพ์แบบคอนกรีต 3 มิติที่ใช้กันบ่อยที่สุด ใช้หุ่นยนต์ gantry หรือแขนหุ่นยนต์ extrainting files usinishing usshitish up soft. วัสดุนี้บรรจุอยู่ในชั้นที่ควบคุมได้โดยไม่มีข้อต่อ. คอมโพเนนท์เช่น [FLT: 0] ICON [FLT: 1) ได้แสดงบ้านที่พิมพ์ใน 24 ชั่วโมง โดยใช้เทคนิคนี้.
เห็ด และ เกล็ด ดิน
ระบบที่บรรจุสารสนเทศ จะใช้ตัวยึดเหลว กับผงบางๆ (Sand, Sermimber, หรือ hypolymer) ที่ถูกย่อยสลายไปอย่างพิถีพิถัน เพื่อสร้างโครงสร้างโครงสร้างแบบซับซ้อน วิธีเหล่านี้สร้างองค์ประกอบการสลายตัวสูง แต่ต้องใช้การรักษาอุณหภูมิหลังกระบวนการสร้างโครงสร้าง
การ ยึด แขน หุ่น ยนต์
หุ่นยนต์แขน (เช่น KUKA, ABB) ที่ติดตั้งแบบพิเศษ มีเครื่องขยายสัญญาณพิเศษให้อิสระในระบบ 6 แกน เพื่อพิมพ์รูปทรงที่ไม่ใช่แบบแพลนตาร์, โอเวอร์ฮัง, และโครงสร้างโค้งโดยไม่มีวัสดุ การยืดหยุ่นนี้มีมูลค่าสําหรับโครงสร้างสถาปัตยกรรมและองค์ประกอบสะพานด้วยตนเอง
ประโยชน์ สําคัญ ที่ ได้ รับ จาก ข้อมูล ด้าน อุตสาหกรรม
ข้อ ดี ของ การ พิมพ์ 3 มิติ ใน ด้าน วิศวกรรม วิศวกรรม สังคม ไม่ ใช่ เป็น เพียง ทฤษฎี; แต่ สนับสนุน ด้วย ผล งาน โครงการ ต่าง ๆ.
- [FLT: 0] การก่อสร้างแบบโบราณ ผลิตของเสีย 10-115% เนื่องจากการตัดออกและจัดจําหน่ายแบบเกินขนาด การผลิตแบบเพิ่มเติมใช้เฉพาะวัสดุที่จําเป็น การตัดของเสียที่ต้องใช้ในโครงการพิมพ์ส่วนใหญ่มี 3% การศึกษาโดยมหาวิทยาลัยสตูตแกร์แสดงการลดจํานวน 60% ในการใช้วัสดุสําหรับพิมพ์ 3D เมื่อเทียบกับคอนกรีตเสริมสร้างมาตรฐาน
- [FLT: 0] ความเร็วการวางแผง: บ้านแบบเดี่ยวทั่วไปใช้เวลา 4-6 สัปดาห์ ด้วยวิธีการทั่วไป 3D การพิมพ์สามารถลดระดับชั้นชั้นชั้นชั้นชั้นชั้นชั้นชั้น 2 ลงได้ 2 วัน (FLT:2] บ้านอาพิส (FT:3) ในรัสเซีย พิมพ์เมื่อ 24 ชั่วโมงก่อน
- [FLT: 0]. Decign Free: กําแพงโค้ง, รูปทรงอินทรีย์ และโครงสร้างแบบโอปติมาตที่นิยมใช้ในการผลิตแบบแพง หรือแม่พิมพ์ CNC-MIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII ประสบความสําเร็จโดยไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม ทําให้วิศวกรสามารถปรับเส้นทางเดินรถได้ และลดปริมาณสารได้
- [FLT: 0] การออมค่าใช้จ่ายทางการค้า: ขณะเดียวกันอุปกรณ์เครื่องพิมพ์เป็นเงินทุนอย่างมหาศาล การออมเงิน 40-60% และทรัพยากรต่างๆ มักจะชดเชยการลงทุนในเบื้องต้นสําหรับโครงการที่มากถึง 1,000 ตารางเมตร. รายงานโดย Deloitte cary ค่าใช้จ่ายที่ประมาณ 25-40% สําหรับองค์ประกอบพื้นฐานขนาดใหญ่.
โปรแกรม ต่าง ๆ ทั่ว สเปกตรัม วิศวกรรม พลเรือน
อาคาร ที่ พัก อาศัย และ การ ค้า ขาย
ทั้งผนัง, รากฐาน, และระบบพาร์ติชันถูกพิมพ์ขึ้นบนชั้นวางหรือเป็นแผงแบบกึ่งก่อนการวางจําหน่าย อินเตอร์เนตของ Icon ในออสติน, เท็กซัส ลักษณะที่พิมพ์ภายในและภายนอกด้วยอุปกรณ์ติดตาม แนวทางนี้เน้นเป็นพิเศษสําหรับที่อยู่อาศัยที่ซื้อได้ราคาต่ําในสถานที่ห่างไกล ที่แรงงานและค่าใช้จ่ายในการขนส่งสูง
สะพาน และ สะพาน เพเด ส เตอร์
สะพาน MX3D ที่อัมสเตอร์ดัม พิมพ์โดยหุ่นยนต์ 6 แกน และเชื่อมจากเหล็กสกล แสดงให้เห็นถึงการผลิตไฟฟ้าเสริมสําหรับโลหะ คอนกรีต สะพานรางน้ํา ได้รับการพิมพ์โดย COBD และ เราก่อสร้างในยุโรป มีเส้นผ่าศูนย์กลางถึง 30 เมตร สะพาน (FLT:1] รวมการฝังเซ็นเซอร์สําหรับตรวจสอบสุขภาพจริง
ซ่อมแซมโครงสร้างและส่วนกําหนดเอง
3 มิติ มีประสิทธิภาพในการผลิตส่วนประกอบการซ่อมแซมโครงสร้างพื้นฐานที่ไม่ปกติมาตรฐาน การเจาะท่อเอง การเก็บผนังผนัง และฝาครอบหลุมสามารถพิมพ์ได้ตามความต้องการ ลดเวลานําไปสู่การลดเวลานํา ต่อเนื่องในญี่ปุ่นได้มีการพิมพ์ส่วนคอนกรีตที่ผนังทะเลด้วยระบบทนทานที่ซับซ้อน
แบบ จําลอง และ แบบ จําลอง ของ สถาปัตยกรรม
เครื่องพิมพ์ทรายขนาดใหญ่ ผลิตโมเดลสถาปัตยกรรมที่ละเอียดสําหรับการทดสอบอุโมงค์ลมและลูกค้า นอกจากนี้ยังมีโครงสร้าง 3 มิติ ที่พิมพ์สําหรับองค์ประกอบคอนกรีตที่ปรับแต่งเอง (เช่น volf founds, board shells) จะช่วยให้สถาปนิกสามารถดําเนินการเกี่ยวกับโครงสร้างภูมิประเทศที่ซับซ้อนได้ โดยไม่ต้องใช้โครงสร้างพื้นฐาน
งานวิจัยคดีที่แสดงผลกระทบต่อโลกจริง
ระบบ วัล เกต ของ อิน โคน ใน ลา ติน อเมริกา
ICON ร่วมมือกับองค์กรการกุศลที่อยู่อาศัย เพื่อตีพิมพ์บ้าน 50 หลังในชนบทของเม็กซิโก โดยใช้เครื่องพิมพ์แบบวัลแคน 2 บ้านแต่ละหลังมีความยาว 500 ตารางฟุต พิมพ์ภายใน 24 ชั่วโมง โดยมีคอนกรีตที่ผลิตในท้องถิ่น การสํารวจภายหลังการฉาย การติดตั้งร่างกาย ระบุว่าอุณหภูมิภายในมีความมั่นคง และต้นทุนประหยัด 35%
คาร์บอนไดออกไซด์ ใน ยุโรป
เครื่อง พิมพ์ ของ ซีบี ดี 2 ของ ซีบี ดี สร้าง อาคาร สาม ชั้น ใน กรุง โคเปนเฮเกน ประเทศ เดนมาร์ก มี ผนัง พิมพ์ และ สร้าง ท่อ เสริม สร้าง.
สะพาน เหล็ก อ่อน เอ็มX3D
สะพาน ทาง รถไฟ ที่ มี ความ ยาว 12 เมตร ใน คลอง โอเด ซิ ชาด ของ อัมสเตอร์ดัม มี การ พิมพ์ โดย หุ่น ยนต์ หก แกน ที่ ใช้ ตาข่าย โลหะ.
ปัญหา ต่าง ๆ ที่ เผชิญ การ ลด หย่อน งาน ใน ที่ กว้าง
การ ฝึก อบรม ด้าน วัตถุ
คอนกรีตที่พิมพ์ได้ในปัจจุบันมักขาดไฟเบอร์เสริม หรือต้องการสารกระตุ้นที่มีประสิทธิภาพในการลดความต้านทานและการตีพิมพ์ เหล็กเสริมความแข็งแรงยังคงยากอยู่ บางจุดก็เข้าใกล้ช่องว่างของการพิมพ์สําหรับแท่งกระดาษหลังการวางจําหน่าย หรือใช้ เส้นใยที่พิมพ์ออกมา แต่การทดสอบความแรงของพันธะแสดงความผันผวน อนุภาคของจีโอโพลีเมอร์และซีเมนต์ที่อยู่บน แมกนีเซียม จะสร้างรอยเท้าคาร์บอนที่ต่ํากว่า แต่กําลังเพิ่มขึ้นช้า
จํากัดการปรับขนาดและการย้าย
เครื่องพิมพ์ Gantry ต้องการรอยเท้าที่เสถียรที่สามารถมีขนาดใหญ่กว่าโครงสร้างที่สร้างได้ จํากัด การใช้โปรแกรมในบริเวณเมืองที่อุดตัน แขนหุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้จํากัดการเข้าถึง (โดยปกติแล้วมีจํากัด 3–4 เมตร) ทําให้การพิมพ์หลายชั้นขึ้นอยู่กับการเรียงแบบ Ragird-assisted การทําการพิมพ์บนสะพานมักต้องใช้ความเหมาะสมก่อนการกําหนดพื้นที่ควบคุม การลดประโยชน์บนชั้นวางบน
รหัส การ ก่อ สร้าง และ การ ก่อ ตั้ง
ประมวลกฎหมายก่อสร้างส่วนใหญ่ ถูกเขียนสําหรับวิธีก่อสร้างทั่วไป การอนุมัติสําหรับโครงสร้าง 3 มิติ มักต้องใช้การศึกษาอย่างมีคุณภาพ การตรวจวัดการดําเนินงาน และบทวิจารณ์ของเพื่อน สภารหัสระหว่างประเทศ (ICC) ได้ริเริ่มการพัฒนามาตรฐาน (เช่น AC509) แต่การรับอุปการะนั้นไม่สมบูรณ์ในขอบเขตอํานาจ ประกันภัยภายใต้การดูแลของนักวิจารณ์ยังคงระมัดระวัง และโครงการบางโครงการต้องการการตรวจสอบโครงสร้างส่วนที่สาม
ค่า ใช้ จ่าย ใน การ ประหยัด พลัง งาน และ ค่า ใช้ จ่าย
เครื่องพิมพ์อุตสาหกรรมใช้เงิน 20-40 kW ระหว่างดําเนินการ ราคาของเครื่องพิมพ์ขนาดใหญ่มีมากกว่า 300,000 ดอลลาร์ โดยมีค่าใช้จ่ายเพิ่มในการขนส่ง , ก่อสร้าง, และการจัดการวัสดุ สําหรับโครงการขนาดเล็ก การปรับค่าน้ํามันเครื่องของอุปกรณ์อาจลดปริมาณแรงงานได้
ค้ําจุนและโครงสร้าง
3 มิติ สามารถลดรอยเท้าคาร์บอนของโครงสร้างได้ 30-150% โดยการใช้วัสดุที่ต่ํากว่าการถอดชิ้นส่วนไม้ที่ประกอบได้ และลดการขนส่งส่วนประกอบหนักได้ เทคโนโลยีนี้ยังช่วยลดการใช้วัสดุที่ต้องใช้วัตถุดิบที่เสียได้อีกด้วย: คอนกรีตบดละเอียด, ขี้เถ้าที่ลอยได้ และสารประกอบแก้วที่รีไซเคิลได้สําเร็จได้มีการปรุงเป็นวัสดุแบบใช้พิมพ์ออกมาเป็นวัสดุพิมพ์. งานวิจัยที่ [FTT: 0] SCREG [FT] ระบุว่าการแทนที่น้ํามันที่นําสารปฏิกูลที่รีไซเคิลได้ร้อยละ 30
การจัดพิมพ์และคาร์บอนที่ผสมกันอย่างรวดเร็วนั้น ต้องสร้างปัจจัยให้มีความเข้มข้นของพลังงาน วงจรชีวิตแสดงให้เห็นว่าประโยชน์ของตาข่ายนั้นเป็นบวก เมื่อการออมเงินเกิน 25% ขีดจํากัดที่ออกแบบอย่างเหมาะสมที่สุดที่เข้าคู่กับการออกแบบ การพิมพ์รูปแบบที่ผนวกเข้ากับการสังเคราะห์และท่อระบายอากาศนั้นยิ่งเพิ่มประสิทธิภาพการทํางานพลังงาน
การ ออก แบบ ใน อนาคต:
วัสดุการพิมพ์แบบฉลาด
คอนกรีตที่รักษาตัวเองได้ มีแบคทีเรียที่ฝังตัวอยู่ หรือโพลีเมอร์รูปร่างต่างๆ กําลังถูกดัดแปลงสําหรับการพิมพ์ 3 มิติ วัสดุเหล่านี้สามารถซ่อมแซมรอยแตกได้เอง
พิมพ์แบบบน-บนโดยไม่ต้องพิมพ์แบบ Scafgrating
การ ปีน เขา เครื่อง พิมพ์ ที่ ขึ้น ไป เมื่อ แต่ ละ เรื่อง แล้ว จะ สร้าง เสร็จ โดย การ เริ่ม ต้น หลาย ครั้ง ระบบ เหล่า นี้ จะ ไม่ ต้อง ใช้ นก กระเรียน ข้าง นอก หรือ ที่ นั่ง เพื่อ ทํา ให้ มี การ ก่อ สร้าง อาคาร ที่ มี กลุ่ม ดาว อยู่ กลาง คืน ได้ อย่าง รวด เร็ว ตัว อย่าง จาก มหาวิทยาลัย แนน เตส พิมพ์ หอ สูง สาม ชั้น พร้อม กับ มี แผง ไต่ ขึ้น ไป ด้วย อัตรา หนึ่ง ชั้น ต่อ วัน ละ หนึ่ง ชั้น.
การ เข้า ไป พัวพัน กับ บีเอ็ม และ ไอ
การสร้างข้อมูลโมเดล (BIM) การไหลของงานสามารถสร้างเส้นทางเครื่องมือเครื่องพิมพ์โดยตรงจากรุ่นสถาปัตยกรรมได้ลดข้อผิดพลาดในการแปลข้อมูลได้ อัลกอริทึมอัจฉริยะนี้ช่วยปรับลําดับการพิมพ์ให้เหมาะกับความเข้มของระดับความร้อน, ระดับชั้นความเย็น, และความต้องการด้านโครงสร้างที่ลดน้อยลง [FLT: 0] ได้พัฒนาส่วนเสริมที่เย็บข้อมูล BIM เพื่อปรับแต่งอุปกรณ์ควบคุมแขนกล, เปิดใช้งานโครงสร้างแบบดิจิทัล
การล้างและลดรอยหยักบนภาพ
รุ่นธุรกิจที่มีประสิทธิภาพใกล้ระยะใกล้ อาจมีการจัดทําแผงบรรจุกระดาษขนาดใหญ่ที่พิมพ์ในการตั้งค่าโรงงาน แล้วประกอบมันบนพื้นที่ที่มีนกกระเรียนและเกลียว ซึ่งวิธีการนี้ จะรวมความแม่นยําของการพิมพ์ 3 มิติเข้ากับความเร็วการก่อสร้างตัวรับส่งข้อมูล รุ่นแรก ๆ รายงานการลดระยะเวลา 30% เมื่อเทียบกับการพิมพ์แบบจุลภาคเท่านั้น
รูปแบบการวน
3 มิติ ได้ย้ายเกินการทดลองพิสูจน์หลักฐานการนําไปใช้ในโปรแกรมวิศวกรรมแพ่งที่ให้บริการจริง ซึ่งให้ประโยชน์ต่อคุณภาพวัสดุ ความเร็วการก่อสร้าง และความสามารถการออกแบบ ในขณะที่ความท้าทายของการสร้างวัสดุ มาตราขนาด และระบบการรับสร้างยังคงดําเนินการอย่างต่อเนื่อง การก้าวหน้าในระบบหุ่นยนต์และเคมีคอนกรีตกําลังก่อตัวขึ้นอย่างไม่สิ้นสุด เครื่องยนต์ที่รวมการผลิตที่มีความสําคัญต่อการผลิตและงานก่อสร้างจะประสบผลสําเร็จในการผลิตอย่างมีประสิทธิภาพ ความหลากหลาย และความสามารถด้านโครงสร้าง ต่อมาทศวรรษต่อมา โครงสร้างพื้นฐานที่อาจถูกตีพิมพ์เป็นมาตรฐานที่ยอมรับ -- ไม่เกิดความซับซ้อนเลย --