ลืมเครื่องขุด เครื่องผสมคอนกรีต และระบบแบบหล่อแบบเดิมๆ ไปได้เลย
หากนักวิจัยที่ ETH Zürich มีแนวทางของตนเอง สถานที่ก่อสร้างในอนาคตอาจดูแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง-โดยมีหุ่นยนต์เคลื่อนที่แบบ 3 มิติ-พิมพ์โครงสร้างตาข่ายเหล็กที่ซับซ้อนโดยตรงบนไซต์งาน
เทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่นี้เรียกว่า Mesh Mould สามารถกำหนดวิธีการออกแบบ ออกแบบ และก่อสร้างอาคารใหม่ได้
จากการก่อสร้างแบบธรรมดาไปจนถึงการผลิตแบบดิจิทัล
การก่อสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กในปัจจุบันมีกระบวนการที่คุ้นเคย:
1. ประกอบเหล็กเส้นเสริมแรง
2. เทคอนกรีตลงในแบบหล่อไม้ชั่วคราว
3. แบบหล่อจะถูกลบออกหลังจากการบ่ม
แม้ว่าวิธีการนี้จะได้ผล แต่วิธีนี้ก็มีข้อจำกัดที่สำคัญ:
- แบบหล่อมักจะสั่งทำพิเศษ-และทิ้งหลังจากใช้งานครั้งเดียว
- รูปร่างที่ซับซ้อนมีราคาแพงในการผลิต
- ของเสียจากการก่อสร้างมีความสำคัญ
- ความยืดหยุ่นในการออกแบบถูกจำกัด
เป็นผลให้อาคารส่วนใหญ่อาศัยรูปทรงเรขาคณิตที่ได้มาตรฐาน
แม่พิมพ์ตาข่าย: โครงกระดูกโครงสร้างที่ไม่มีแบบหล่อ
Mesh Mold แนะนำแนวทางที่แตกต่างโดยพื้นฐาน
แทนที่จะใช้แบบหล่อแบบดั้งเดิม หุ่นยนต์จะสร้างโครงกระดูกตาข่ายเหล็กละเอียดทีละชั้น
ตาข่ายเหล็กนี้ทำหน้าที่เป็น:
>ทั้งแบบเสริมแรงและแบบหล่อโครงสร้างคอนกรีต
เมื่อเสร็จแล้ว คอนกรีตจะถูกเทลงในและรอบๆ โครงสร้างตาข่าย กลายเป็นองค์ประกอบรับน้ำหนัก-ในรูปทรงเกือบทุกรูปแบบ
ความก้าวหน้าที่สำคัญนั้นง่ายมาก:
>โครงสร้างนั้นมาแทนที่ความต้องการแม่พิมพ์ชั่วคราว
เหตุใดเหล็กจึงมีความสำคัญต่อระบบ
Mesh Mold ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเฉพาะของเหล็กอย่างมาก:
- แรงดึงสูง
- ความยืดหยุ่นของโครงสร้าง
- ความสามารถในการเชื่อมและความสามารถในการสร้างรูปร่างด้วยหุ่นยนต์
คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยให้เหล็กเป็น:
- สร้างขึ้นอย่างแม่นยำโดยระบบหุ่นยนต์
- มั่นคงพอที่จะยึดคอนกรีตภายใต้ความกดดันได้
- ปรับให้เข้ากับรูปทรงเรขาคณิตทางสถาปัตยกรรมที่ซับซ้อนได้
ในห่วงโซ่อุปทานการก่อสร้างขั้นสูง -เหล็กกล้าสมรรถนะสูง- รวมถึงเกรดโครงสร้างเสริมและ-โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน-มีความจำเป็นต่อการเปิดใช้งานระบบที่ประดิษฐ์แบบดิจิทัลดังกล่าว
ซัพพลายเออร์วัสดุอุตสาหกรรม เช่น Jiangsu Cunrui Metal Products Co., Ltd. สนับสนุนภาควิศวกรรมสมัยใหม่ด้วยการจัดหาวัสดุเหล็กและโลหะผสมหลายประเภทที่ใช้ในการก่อสร้าง โครงสร้างพื้นฐาน และสภาพแวดล้อมการผลิตโครงสร้างที่ความแข็งแรง การขึ้นรูป และความน่าเชื่อถือเป็นสิ่งสำคัญ
การกำจัดแบบหล่อ: การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในลอจิกการก่อสร้าง
ในการก่อสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กแบบทั่วไป แบบหล่อเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ต้องใช้ทรัพยากรมากที่สุด-
มันคือ:
- มีราคาแพงในการออกแบบสำหรับรูปทรงที่ซับซ้อน
- ต้องใช้แรงงานมาก-ในการประกอบ
- โดยทั่วไปจะทิ้งหลังการใช้งาน
Mesh Mold ช่วยลดขั้นตอนนี้โดยสิ้นเชิง
เนื่องจากตาข่ายเหล็กมีความหนาแน่นและมีโครงสร้างที่แม่นยำ:
- คอนกรีตไม่รั่วซึม
- ไม่จำเป็นต้องมีแม่พิมพ์ภายนอก
- รูปร่างโครงสร้างถูกกำหนดแบบดิจิทัล ไม่ใช่แบบกำหนดด้วยตนเอง
นี่เป็นการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานทางเศรษฐศาสตร์ของการออกแบบสถาปัตยกรรม
ประโยชน์ด้านความยั่งยืนของเทคโนโลยีแม่พิมพ์ตาข่าย
ข้อดีที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของระบบนี้คือประสิทธิภาพของวัสดุ
ด้วยการถอดแบบหล่อออกและปรับตำแหน่งการเสริมแรงให้เหมาะสม Mesh Mold สามารถ:
- ลดการใช้ไม้
- ลดของเสียจากการก่อสร้างให้เหลือน้อยที่สุด
- การใช้วัสดุโดยรวมลดลง
- ปรับปรุงประสิทธิภาพการออกแบบ
นอกจากนี้ การผลิตแบบดิจิทัลยังช่วยให้วิศวกรสามารถวางวัสดุเฉพาะในตำแหน่งที่ต้องการเชิงโครงสร้างเท่านั้น ซึ่งช่วยลดมวลที่ไม่จำเป็น
สิ่งนี้ทำให้ระบบมีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับกลยุทธ์การก่อสร้างที่ยั่งยืน
นวัตกรรมวิศวกรรมสหวิทยาการ
การพัฒนา Mesh Mold ไม่ได้ขับเคลื่อนด้วยวินัยเพียงอย่างเดียว
ผสมผสานความเชี่ยวชาญจาก:
- สถาปัตยกรรม
- วิทยาการหุ่นยนต์
- วิศวกรรมโครงสร้าง
- วัสดุศาสตร์
นักวิจัยที่ ETH Zürich รวมถึงทีมที่นำโดย Gramazio Kohler Research ได้แสดงให้เห็นว่าการผลิตด้วยหุ่นยนต์สามารถบรรลุความแม่นยำทางโครงสร้างที่ยากต่อการจำลองด้วยตนเอง
การรับรู้และการทดสอบ-ระดับโลกอย่างแท้จริง
โครงการนี้ได้รับการยอมรับอย่างมีนัยสำคัญแล้ว ซึ่งรวมถึงรางวัล Swiss Technology Award ในประเภท "นักประดิษฐ์"
นอกเหนือจากการวิจัยในห้องปฏิบัติการแล้ว Mesh Mold ยังได้รับการทดสอบใน-สภาวะโลกแห่งความเป็นจริงที่อาคารทดลองของ NEST ในสวิตเซอร์แลนด์
NEST ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างการวิจัยที่มีชีวิตซึ่งมีการบูรณาการเทคโนโลยีการก่อสร้างใหม่ๆ เข้ากับส่วนของอาคารแบบโมดูลาร์
ที่นี่มีการใช้ Mesh Mold ใน:
>รับน้ำหนัก-ระบบผนังคอนกรีตรับน้ำหนัก
ในขณะที่ยังอยู่ในขั้นทดลอง สิ่งนี้ถือเป็นก้าวสำคัญสู่การนำไปใช้จริง
เหตุใดสิ่งนี้จึงมีความสำคัญต่ออนาคตของสถาปัตยกรรม
นวัตกรรมการก่อสร้างมักดำเนินไปอย่างช้าๆ และเพิ่มขึ้นทีละขั้น
อย่างไรก็ตาม ในอดีตมีความก้าวหน้า เช่น:
- ซุ้มประตูโรมัน
- โครงเหล็ก-ตึกระฟ้า
- ระบบลิฟต์
มีการปฏิรูปการพัฒนาเมืองโดยพื้นฐาน
Mesh Mold เป็นนวัตกรรมโครงสร้างประเภทนี้
หากพัฒนาเต็มที่ ก็สามารถเปิดใช้งาน:
- รูปแบบสถาปัตยกรรมที่ปรับแต่งได้สูง
- ลดขยะวัสดุ
- ขั้นตอนการก่อสร้างอัตโนมัติ
- โครงสร้างพื้นฐานของเมืองที่ยั่งยืนมากขึ้น
โดยพื้นฐานแล้ว การก่อสร้างจะเปลี่ยนจากการประกอบแบบแมนนวลไปเป็นการผลิตโครงสร้างแบบดิจิทัล
ความคิดสุดท้าย
Mesh Mold เป็นตัวแทนมากกว่าเทคนิคการก่อสร้างใหม่-แต่แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงวิธีการก่อสร้างอาคาร
แทนที่จะบังคับให้ออกแบบแม่พิมพ์ที่ได้มาตรฐาน สถาปนิกอาจจะออกแบบโครงสร้างต่างๆ เร็วๆ นี้ ได้แก่:
>ประดิษฐ์โดยตรงในรูปแบบสุดท้ายโดยใช้ระบบตาข่ายเหล็กหุ่นยนต์
หากประสบความสำเร็จ เทคโนโลยีนี้สามารถกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างเหล็ก คอนกรีต และสถาปัตยกรรมใหม่ได้- ถือเป็นการเปิดบทใหม่ของการก่อสร้างที่ยั่งยืนและขับเคลื่อนด้วยดิจิทัล
เกี่ยวกับการสนับสนุนวัสดุอุตสาหกรรม
ระบบการก่อสร้างขั้นสูง เช่น Mesh Mold อาศัยวัสดุเหล็กประสิทธิภาพสูง-พร้อมคุณสมบัติทางกลที่แม่นยำและความน่าเชื่อถือของโครงสร้าง
บริษัทต่างๆ เช่น Jiangsu Cunrui Metal Products Co., Ltd. มีส่วนสนับสนุนระบบนิเวศทางวิศวกรรมที่กว้างขึ้นโดยการจัดหาวัสดุ-เหล็กและโลหะผสมเกรดอุตสาหกรรมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงสร้างพื้นฐาน การก่อสร้าง และการใช้งานด้านการผลิตขั้นสูง ซึ่งความแข็งแกร่ง ความทนทาน และความสามารถในการปรับตัวถือเป็นสิ่งสำคัญ
