Аддитивное производство (аддитивное производство) — это промышленный термин для 3D-печати, и мы увидим, как оно повлияло на современную архитектуру и, в свою очередь, испытало на себе его влияние. AM — это термин, который охватывает все виды процессов, выполняемых с помощью 3D-печати или, как это можно иначе описать, послойного построения.
Аддитивная архитектура создается в соответствии с определенными цифровыми моделями, называемыми автоматизированным проектированием (САПР), или трехмерными сканами, которые можно преобразовать в формы, которые мы затем делим на секции для печати.
Как технология аддитивное производство появилось в 1980-х годах как метод использования стереолитографии (SLA) для добавления материала слой за слоем для создания определенной формы. В двух словах, аддитивное производство — это процесс облучения ультрафиолетовым лазерным лучом массы фотополимера, который превращается в твердый пластик. Существует ряд других материалов, не являющихся фотополимерами, которые мы в настоящее время используем в аддитивном производстве, таких как глина, стекло, металлы и нанокомпозиты.
Аддитивное производство имеет множество форм
Сегодня мы поговорим о шести процессах аддитивного производства:
1. НДС Фотополимеризация — это процесс, который используется с пластиками и полимерами и состоит из наслоения жидкой фотополимерной смолы при отверждении ее ультрафиолетовыми лучами в пластик.
2. Листовое ламинирование — это метод аддитивного производства, в котором используются пластиковые, бумажные и металлические листы, которые соединяются с помощью ультразвуковой сварки или клея, а затем слой за слоем прорезается материал. В процессе ультразвуковой сварки молекулы материалов плавятся и затвердевают вместе, затем можно удалить лишний материал, и у нас остается конечный продукт.
3. Направленное энергетическое осаждение (DED) — это процесс осаждения расплавленного материала на платформу, а затем его затвердевания с помощью лазерного или электронного луча, и, в отличие от простого наслоения, здесь сопло, которое наносит материал, может свободно перемещаться для достижения различных углов и положений. . Металл является основным материалом, используемым в этом процессе.
4. Сварка в порошковом слое обычно используется с полимерами, металлами и другими материалами на основе пыли, и в этом случае манипуляторы наносят тонкий слой пыли, плавят его, а затем сплавляют вместе с помощью лазерного или электронного луча. Как и в других упомянутых ранее методах, в конце процесса удаляются остатки пыли.
5. Binder Jetting — это когда система AM наносит жидкий связующий материал для объединения слоев материала с частицами пыли, такими как керамика, металлы или песок. Процесс начинается с первого слоя, которому затем дают остыть, после чего тот же процесс повторяется до тех пор, пока дизайн не будет завершен.
6. И, наконец, Material Jetting , когда фотополимеры, отвержденные УФ-излучением, используются вместе с жидкой смесью строительного материала, которую система капает на платформу для создания формы элемента.
Аддитивная архитектура и строительная индустрия
Одним из преимуществ использования аддитивного производства является тот факт, что процесс строго контролируется и практически не приводит к отходам, а это означает, что это экологически сознательный подход к строительству. AM зависит от использования точного количества материала и точной геометрии, что приводит к сохранению ресурсов и экономии времени и затрат. Еще один момент заключается в том, что AM не оставляет места для ошибок при построении дизайна, что приводит к лучшему управлению временем и быстрому и плавному выполнению проектов. Использование аддитивного производства простирается от создания копий археологических объектов до промышленного дизайна и производства органов и тканей человека.
Проекты аддитивной архитектуры
Вы наверняка сталкивались с напечатанными на 3D-принтере моделями жилых помещений, и хотя в теории они выглядят блестяще, воплотить их в жизнь будет очень дорого. Однако это не помешало многим дизайнерам и архитекторам реализовать свои мечты об использовании аддитивного производства для создания легких, стабильных и мощных зданий. Благодаря многим проектам, которые недавно увидели свет, аддитивная архитектура зарекомендовала себя как один из самых прогрессивных методов изготовления в строительной отрасли.
Почти невероятно, что возможности аддитивного производства вышли за рамки 3D-печати миниатюр и позволили печатать целые архитектурные конструкции. Некоторые недавние проекты фактически показали, что роботы-манипуляторы могут даже печатать и создавать сами себя. Спектр проектов, которые объединяют аддитивное производство с архитектурой, начинается от создания инфраструктуры до внутренней отделки.
Здесь мы рассмотрим два проекта, которые вывели аддитивное производство на совершенно новый уровень, демонстрируя неограниченный потенциал цифрового производства.
Контур Крафт
3D-печать быстро развивается, и сейчас проводятся исследования, специально посвященные ее применению в промышленных масштабах. Эффектный метод использования аддитивного производства для многослойных зданий был опробован в строительном секторе и получил название Contour Crafting. Этот метод AM должен стать одной из вещей, которые произведут революцию в архитектуре, как только технология начнет использоваться в более широком масштабе.
Этот метод аддитивной архитектуры исследовал доктор Бехрох Хошневис из Института информационных наук Университета Южной Калифорнии, который построил машину, способную строить целые дома с использованием этой технологии. Теория заключается в том, что нам понадобится большой строительный 3D-принтер, который будет печатать и накладывать слои инфраструктуры любого типа, даже с использованием бетона или песка.
Городская кабина, напечатанная на 3D-принтере | ДУС Архитекторы
Этот амстердамский проект был разработан голландской студией DUS Architects. Архитекторы DUS выбрали 3D-печать в качестве метода строительства по определенной причине: показать, что это лучший метод строительства временного жилья и помощи при стихийных бедствиях. Для создания дизайна использовались не только методы аддитивной архитектуры, но и полностью экологически безопасный подход. Кабина была полностью напечатана с использованием биопластиковых материалов, и когда она больше не нужна, ее можно легко снять (разобрать), а материалы будут повторно использованы для печати другого здания.
