Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe je een gebouw print:de wetenschap achter 3D-printen in de bouw

1. Introductie

3D-printen in de bouw is een zich snel ontwikkelend vakgebied dat het potentieel heeft om een ​​revolutie teweeg te brengen in de manier waarop we bouwen. Door gebruik te maken van een 3D-printer is het mogelijk om complexe structuren met een hoge mate van nauwkeurigheid en precisie te creëren. Deze technologie biedt verschillende voordelen ten opzichte van traditionele bouwmethoden, zoals lagere arbeidskosten, snellere bouwtijden en minder afval.

2. Hoe werkt 3D-printen in de bouw?

Het basisprincipe achter 3D-printen in de bouw is vergelijkbaar met dat van traditioneel 3D-printen. Een 3D-printer gebruikt een computerondersteund ontwerpbestand (CAD) om een ​​driedimensionaal object te creëren door lagen materiaal op elkaar aan te brengen. In de bouw is het gebruikte materiaal doorgaans beton, hoewel ook andere materialen zoals kunststof en metaal kunnen worden gebruikt.

De 3D-printer beweegt de printkop gecontroleerd, waardoor het materiaal in de gewenste vorm wordt afgezet. De printkop kan in drie dimensies bewegen, waardoor complexe structuren kunnen worden gecreëerd. Het proces gaat door totdat de hele structuur voltooid is.

3. Soorten 3D-printers die in de bouw worden gebruikt

Er zijn verschillende soorten 3D-printers die in de bouw kunnen worden gebruikt, elk met zijn eigen voor- en nadelen. Enkele van de meest voorkomende typen zijn:

* Portaalprinters

Gantryprinters zijn het meest voorkomende type 3D-printer dat in de bouw wordt gebruikt. Ze bestaan ​​uit een portaal dat de printkop in de X- en Y-richting beweegt, terwijl het printbed in de Z-richting beweegt. Gantryprinters kunnen worden gebruikt om grootschalige constructies te maken, zoals huizen en commerciële gebouwen.

* Deltaprinters

Deltaprinters lijken op portaalprinters, maar gebruiken een ander mechanisme om de printkop te bewegen. Delta-printers hebben drie armen die onafhankelijk bewegen, waardoor hogere printsnelheden mogelijk zijn. Deltaprinters zijn echter niet zo nauwkeurig als portaalprinters en zijn daarom niet geschikt voor het maken van grootschalige constructies.

* FDM-printers

FDM-printers (fused deposition modeling) zijn het meest betaalbare type 3D-printer. Ze werken door plastic filament te smelten en laag voor laag af te zetten om een ​​object te creëren. FDM-printers zijn niet zo nauwkeurig als portaal- of deltaprinters, maar ze zijn ideaal voor het maken van kleinschalige objecten, zoals meubels en decoratieve artikelen.

4. Materialen die worden gebruikt bij 3D-printen in de bouw

Het meest gebruikte materiaal bij 3D-printen in de bouw is beton. Beton is een mengsel van cement, zand en grind dat wordt gemengd met water en vervolgens in een mal wordt gegoten. Beton is een sterk en duurzaam materiaal dat zeer geschikt is voor bouwdoeleinden.

Andere materialen die kunnen worden gebruikt bij 3D-printen in de bouw zijn onder meer:

* Kunststof

Plastic is een lichtgewicht en veelzijdig materiaal dat kan worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan objecten te creëren. Kunststof wordt vaak gebruikt voor het maken van interieurelementen, zoals meubels en decoratieve artikelen.

* Metaal

Metaal is een sterk en duurzaam materiaal dat kan worden gebruikt voor het maken van structurele componenten, zoals balken en kolommen. Metaal wordt ook vaak gebruikt voor het maken van buitenelementen, zoals bekleding en dakbedekking.

5. Voordelen van 3D-printen in de bouw

Er zijn verschillende voordelen verbonden aan het gebruik van 3D-printen in de bouw, waaronder:

* Verlaagde arbeidskosten

3D-printen kan de arbeidskosten verlagen door het bouwproces te automatiseren. Dit is vooral gunstig voor grootschalige projecten die veel mankracht vergen.

* Sneller bouwtijden

3D-printen kan de bouwtijd aanzienlijk verkorten. Dit komt omdat 3D-printers 24 uur per dag, 7 dagen per week kunnen werken. Dit betekent dat projecten binnen enkele weken of zelfs dagen kunnen worden voltooid, in plaats van maanden of jaren.

* Minder afval

3D-printen kan afval verminderen door alleen de benodigde hoeveelheid materiaal te gebruiken. Dit komt door 3D-printers