حفارها، میکسرهای بتن و سیستم های قالب بندی سنتی را فراموش کنید.
اگر محققان ETH Zürich راه خود را داشته باشند، سایتهای ساختوساز آینده ممکن است کاملاً متفاوت به نظر برسند-با روباتهای متحرک بهصورت سه بعدی{2}}که ساختارهای مشبک فولادی پیچیده را مستقیماً در محل چاپ میکنند.
این فناوری نوظهور که با نام Mesh Mould شناخته میشود، میتواند نحوه طراحی، مهندسی و ساخت ساختمانها را دوباره تعریف کند.
از ساخت و ساز معمولی تا ساخت دیجیتال
ساخت و ساز بتن مسلح امروزی از یک فرآیند آشنا پیروی می کند:
1. میله های تقویت کننده فولادی مونتاژ می شوند
2. بتن در قالب چوبی موقت ریخته می شود
3. قالب پس از عمل آوری برداشته می شود
اگرچه این روش موثر است، اما محدودیت های عمده ای دارد:
- قالبها اغلب سفارشی-ساخت میشوند و پس از یک بار استفاده دور انداخته میشوند
- تولید اشکال پیچیده گران است
- زباله های ساختمانی قابل توجه است
- انعطاف طراحی محدود شده است
در نتیجه، بیشتر ساختمان ها بر فرم های هندسی استاندارد تکیه دارند.
قالب مش: یک اسکلت ساختاری بدون قالب
قالب مش یک رویکرد اساسا متفاوت را معرفی می کند.
ربات ها به جای استفاده از قالب های سنتی، لایه به لایه اسکلت مش فولادی ظریفی می سازند.
این مش فولادی به صورت زیر عمل می کند:
>هم تقویت کننده و هم قالب سازه ای برای بتن.
پس از تکمیل، بتن در داخل و اطراف ساختار مشبک ریخته میشود و یک عنصر حامل بار با هر شکل هندسی را تشکیل میدهد.
پیشرفت کلیدی ساده است:
>خود ساختار نیاز به قالب های موقت را جایگزین می کند.
چرا فولاد برای سیستم حیاتی است؟
قالب مش به شدت به خواص منحصر به فرد فولاد بستگی دارد:
- استحکام کششی بالا
- انعطاف پذیری ساختاری
- قابلیت جوشکاری و شکل دهی رباتیک
این ویژگی ها به فولاد اجازه می دهد:
- دقیقاً توسط سیستم های رباتیک تشکیل شده است
- به اندازه کافی پایدار است که بتن را تحت فشار نگه دارد
- سازگار با هندسه های پیچیده معماری
در زنجیره های تامین ساخت و ساز پیشرفته،-فولادهای با عملکرد بالا-شامل گریدهای ساختاری تقویتشده و آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی{3}}برای فعال کردن چنین سیستمهای ساخته شده دیجیتالی ضروری هستند.
تامین کنندگان مواد صنعتی مانند Jiangsu Cunrui Metal Products Co., Ltd. با ارائه طیف وسیعی از مواد فولادی و آلیاژی مورد استفاده در ساخت و ساز، زیرساخت ها و محیط های ساخت سازه که در آن استحکام، شکل پذیری و قابلیت اطمینان بسیار مهم است، از بخش های مهندسی مدرن پشتیبانی می کنند.
حذف قالب: یک تغییر عمده در منطق ساخت و ساز
در ساخت و ساز بتن مسلح معمولی، قالب یکی از{0}}فشارترین عناصر است.
این است:
- طراحی برای اشکال پیچیده گران است
- کار فشرده- برای مونتاژ
- معمولا پس از استفاده دور انداخته می شود
قالب مش این مرحله را به طور کامل حذف می کند.
از آنجا که مش فولادی متراکم و ساختار دقیقی دارد:
- بتن نشت نمی کند
- هیچ قالب خارجی مورد نیاز نیست
- شکل ساختاری به صورت دیجیتالی تعریف می شود، نه دستی
این امر اساساً اقتصاد طراحی معماری را تغییر می دهد.
مزایای پایداری فناوری قالب مش
یکی از مهمترین مزایای این سیستم راندمان مواد است.
با حذف قالب و بهینه سازی قرارگیری آرماتورها، قالب مش می تواند:
- کاهش مصرف الوار
- ضایعات ساختمانی را به حداقل برسانید
- مصرف کلی مواد کمتر
- بهبود کارایی طراحی
علاوه بر این، ساخت دیجیتال به مهندسان اجازه می دهد که مواد را فقط در جایی که از نظر ساختاری مورد نیاز است قرار دهند و جرم غیر ضروری را کاهش دهند.
این سیستم را به ویژه برای استراتژی های ساخت و ساز پایدار جذاب می کند.
نوآوری مهندسی میان رشته ای
توسعه Mesh Mold توسط یک رشته هدایت نمی شود.
این ترکیبی از تخصص از:
- معماری
- رباتیک
- مهندسی سازه
- علم مواد
محققان در ETH زوریخ، از جمله تیمهایی به رهبری Gramazio Kohler Research، نشان دادهاند که ساخت رباتیک میتواند به دقت ساختاری دست یابد که تکثیر دستی آن دشوار است.
تشخیص و آزمایش واقعی-جهانی
این پروژه قبلاً به رسمیت شناخته شده است، از جمله جایزه فناوری سوئیس در رده "مخترعان".
فراتر از تحقیقات آزمایشگاهی، قالب مش در شرایط واقعی{0}}در ساختمان آزمایشی NEST در سوئیس در حال آزمایش است.
NEST به عنوان یک ساختار تحقیقاتی زنده عمل می کند که در آن فناوری های ساخت و ساز جدید در بخش های ساختمان مدولار ادغام می شوند.
در اینجا، قالب مش در موارد زیر اعمال می شود:
>سیستم های دیوار بتنی باربر-.
در حالی که هنوز تجربی است، این نشان دهنده یک گام مهم به سمت پذیرش عملی است.
چرا این برای آینده معماری مهم است؟
نوآوری در ساخت و ساز اغلب در مراحل آهسته و تدریجی پیشرفت می کند.
با این حال، از نظر تاریخی، پیشرفت هایی مانند:
- طاق رومی
- آسمانخراشهای فولادی-
- سیستم های آسانسور
توسعه شهری را اساساً تغییر داده اند.
قالب مش به این دسته از نوآوری های ساختاری تعلق دارد.
اگر به طور کامل توسعه یابد، می تواند فعال کند:
- فرم های معماری بسیار سفارشی شده
- کاهش ضایعات مواد
- گردش کار ساخت و ساز خودکار
- زیرساخت های شهری پایدارتر
در اصل، ساخت و ساز را از مونتاژ دستی به ساخت ساختاری هدایت شده دیجیتالی تغییر می دهد.
افکار نهایی
قالب مش بیش از یک تکنیک ساخت و ساز جدید را نشان می دهد-این نشان دهنده تغییر در نحوه تصور ساختمان ها است.
معماران به جای اجبار طراحی به قالب های استاندارد، ممکن است به زودی سازه هایی را طراحی کنند که عبارتند از:
>مستقیماً با استفاده از سیستم های مش فولادی روباتیک به شکل نهایی خود ساخته می شوند.
در صورت موفقیت، این فناوری میتواند رابطه بین فولاد، بتن و خود معماری را دوباره تعریف کند-و فصل جدیدی را در ساختوساز پایدار و دیجیتالی باز میکند.
درباره پشتیبانی مواد صنعتی
سیستمهای ساختمانی پیشرفته مانند قالب مش متکی به{0}مواد فولادی با عملکرد بالا با خواص مکانیکی دقیق و قابلیت اطمینان ساختاری هستند.
شرکتهایی مانند Jiangsu Cunrui Metal Products Co., Ltd. با تهیه فولاد و مواد آلیاژی درجه صنعتی- که به طور گسترده در زیرساختها، ساختوساز و کاربردهای ساخت پیشرفته مورد استفاده قرار میگیرند، به اکوسیستم مهندسی گستردهتر کمک میکنند.
