Швейцарские ученые использовали 3D-печать для оптимизации строительных элементов

Один из примеров подобных конструкций – обычная арка. Теперь разработчики из Block Research Group, Института архитектурных технологий и Швейцарской высшей технической школы Цюриха применили такие же принципы к бетонному полу с помощью 3D-печати.

Известно, что за счет слоистой структуры напечатанным на 3D-принтере предметам свойственны более низкий предел прочности, но высокая прочность при сжатии. Ученым удалось встроить ребра и арки в систему полов, перенаправляя силы внутри образцов. Инженеры использовали 3D-принтер ExOne S-Max с полем печати 1,8х1х0,7 метров для создания пяти фрагментов, которые затем соединили друг с другом с помощью сцепки. Получить необходимую форму ученым позволил метод Thrust Network Analysis (TNA) в программе RhinoVAULT.

В рамках проекта удалось имитировать сотни образцов и выбрать оптимальные для производства. После изготовления первого уровня пола его тщательно протестировали на соответствие стандартам отрасли. Создав несколько образцов, ученые пришли к выводу, что такой способ строительства требует на 70% меньше материала.

Затем исследователи применили традиционные 3D-принтеры, работающие по методу FDM, для создания форм, которые можно встроить непосредственно в уровень пола для изменения внутреннего соотношения сил и нагрузки. Благодаря 3D-печати удается не только сократить количество необходимого материала, но и освободить пространство, в которое можно встроить системы охлаждения и нагревания, проводку и трубы.