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德國(guó)發(fā)明家用網(wǎng)狀鋼纖維填充物增強(qiáng)3D打印建筑強(qiáng)度

2016-11-11

  3D打印建筑具備設(shè)計(jì)多樣,、建造速度快、成本地等優(yōu)勢(shì),,為什么仍然未能普及,?原因在于建筑強(qiáng)度!雖然大多數(shù)的3D打印建筑都號(hào)稱強(qiáng)度極佳,,抗震性能極好,。但歸根結(jié)締,3D打印建筑屬于純混凝土澆筑建筑,。純混凝土建筑的缺陷在于,,抗張強(qiáng)度不足,容易碎裂,。因此,,幾乎所有的傳統(tǒng)建筑,都會(huì)在將混凝土澆筑在鋼筋框架之中,,從而讓建筑物更有“彈性”,,增加抗張強(qiáng)度。

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  然而,,3D打印的建筑,,由于技術(shù)的獨(dú)特性,無法再鋼筋框架之中打印機(jī)混凝土,。這也就導(dǎo)致了大多數(shù)的3D打印建筑為純混凝土結(jié)構(gòu),,抗張強(qiáng)度嚴(yán)重不足,可能會(huì)出現(xiàn)碎裂,。幸運(yùn)的是,,德國(guó)發(fā)明家Kai Parthy給出了一個(gè)解決方案,那就是網(wǎng)狀鋼纖維填充物,。

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  這種鋼結(jié)構(gòu)填充物呈環(huán)狀,,每個(gè)尺寸在1-10cm,能在3D打印建筑時(shí),,通過噴頭或者手工,,填入混凝土之中。填充物的尺寸大小一,,因此保證能在XYZ三個(gè)方向上均勻分布,。這些鋼結(jié)構(gòu)填充物,會(huì)從內(nèi)部增加混凝土的抗張強(qiáng)度,,從而提升建筑整體強(qiáng)度,。更值得一提的是,,由于是環(huán)狀,這些填充物可以彼此連接,,只要組合得當(dāng),,甚至可以在混凝土內(nèi)部形成一種類似“金屬泡沫”的結(jié)構(gòu)。

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  Kai解釋說:“混凝土填充物的研發(fā)已經(jīng)持續(xù)了數(shù)十年,,無論是鋼纖維還是塑料纖維,,加入混凝土后,都只能用于地面建筑結(jié)構(gòu),,無法作為承重結(jié)構(gòu),。因此,這種網(wǎng)狀鋼纖維填充物的出現(xiàn),,無疑是建筑界的大突破,。”

  測(cè)試發(fā)現(xiàn),,填充了這種網(wǎng)狀鋼纖維的混凝土結(jié)構(gòu),,在承受巨大壓力時(shí),混凝土出現(xiàn)了裂縫,,但是卻沒有變成碎塊,。裂縫的出現(xiàn)說明,混凝土結(jié)構(gòu)的抗張強(qiáng)度確實(shí)得到提升,,因此才沒有變成碎塊,。

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  這種填充物可以加入到任何的3D打印過程中,Kai還設(shè)想了一種雙噴頭的機(jī)械臂3D打印系統(tǒng),,一個(gè)噴頭打印混凝土,,另一個(gè)噴頭噴出填充物嗎,目前Kai正在為這項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)專利,。


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