ETH Zurich показывает, как его можно построить в будущем: с помощью 3D-вязаной опалубки из текстиля, натянутой стальными тросами, сложные конструкции можно построить намного проще и быстрее. В качестве прототипа швейцарские исследователи разработали изогнутую бетонную конструкцию высотой четыре метра с трикотажным текстилем - «Knit Candela» была создана для выставки в Мехико.
55 кг опалубка для пяти тонн бетона
Промышленная трикотажная машина произвела опалубку из сгенерированного цифровым способом вязания: в 36 полосах она связала полностью сформированный 3D текстиль с двумя слоями за 36 часов. Нижний слой образует видимый потолок - спроектированная поверхность с цветным рисунком вязания. Верхний слой содержит туннели для кабелей системы опалубки и карманы для обычных баллонов, которые становятся бетонными после бетонирования. Это делает конструкцию легкой и экономной. Изготовление опалубки для таких сложных форм традиционным способом потребовало бы значительно больше времени и материала.
Картинная галерея
Картинная галерея с 14 картинками
Во внутреннем дворе музея вязаная опалубка была растянута во временную раму и на нее была распылена специально разработанная цементная смесь. Этот первый слой имеет толщину всего несколько миллиметров, но достаточен для создания жесткой формы. Затем был применен обычный фибробетон.
С трикотажем в чемодане в Мексику
Готовый трикотаж был заранее доставлен в Мехико в двух дорожных сумках - в качестве обычного зарегистрированного багажа. Трикотаж весит всего 25 кг, стальные тросы - около 30 кг. Когда они зажаты в деревянной раме, они поддерживают более пяти тонн бетона.
Технология была разработана Марианой Попеску и Лексом Рейтером в рамках исследовательского проекта NFS Digital Fabrication. Попеску - аспирант Филиппа Блока, профессор архитектуры и конструкций в ETH Zurich, аспирант Reiter с Робертом Флаттом, профессором физической химии строительных материалов.
Вязание вместо 3D печати
Исследования Попеску показывают, что трикотажные ткани для архитектурных применений могут сэкономить как материал, так и трудозатраты, а также облегчить процесс изготовления сложных форм. Матиас Риппманн, руководитель проекта «Knit Candela» и старший научный сотрудник Block Research Group, говорит: «От первой работы до завершения потребовалось всего пять недель - это значительно меньше времени, чем нам потребовалось бы при использовании традиционных технологий».
Knit Candela также является дальнейшим развитием системы профилей для крыши Hilo - изогнутой сверхлегкой бетонной кровли, которую Block Research Group разработала для исследовательского и инновационного здания NEST в 2017 году.
3D печать
Бетон от 3D принтера
Для Knit Candela исследователи ETH изготовили вязаную опалубку за один шаг, в то время как в Hilo опалубка была изготовлена из сети стальных кабелей и сшитого и склеенного брезента. Мариана Попеску объясняет: «Преимущество вязания заключается в том, что трехмерные фигуры не нужно собирать из нескольких частей. При правильном вязании мы можем изготовить все выпуклости, карманы и каналы одним нажатием кнопки ». 3D-печать является большой проблемой для строительной отрасли. Филипп Блок говорит, что новый метод является, так сказать, новой формой 3D-печати, «только потому, что для этого нам не нужна новая машина». Достаточно обычной вязальной машины.