3D-печать инновационных строительных балок

Многие понимают, что большинство современных зданий, по сути, являются каркасом, сделанным на основе колонн или балок. Часто колонны и балки для подобных конструкций производятся из высокопрочной стали. Конечно, данный материал имеет ряд значимых характеристик, относительно прочности и стабильности, но в каждом конкретном случае нужно сделать грамотный расчет всех элементов строения. Это связано с некоторыми трудностями и тратами, но их можно избежать.

Разработчик Йонг Мао непосредственно представил принципиально новый способ производства строительных балок посредством фрактальных структур, которые производятся по технологии 3D-печати. Как считают разработчики этой технологии, новые балки, сделанные по принципам 3D-печати, имеют минимальный вес, но одновременно и очень высокую прочность. Они обещают долговечность и прочность в десятки тысяч раз превышающую значения стандартных балок, которые изготавливают из стали.

Однако наиболее важным плюсом этих элементов является то, что их твердость можно настроить согласно особенностям каждой индивидуальной конструкции. Это позволяет значительно уменьшить количество производственных и строительных отходов, а также финансовых трат. Однако процедура изготовления специальных фрактальных структур, нужных для производства таких балок, довольно сложная. Она включает в себя некоторое количество этапов, которые повторяются один за другим.

3d_stroitelnye_balki_01

По сути, фрактальная структура включает в себя определенное количество фрагментов, которые являются своего рода шаблонами. В действительности это не человеческое изобретение. Многие наблюдали такие модели в природе. Ярчайшим образцом могут служить кровеносные сосуды в организме человека, цветная капуста и папоротник. Следовательно, подражая процессам организации фрактальных структур, какие встречаются в природе (бионические структуры), эксперты смогли создать ряд рабочих теоретических основ, какие могут быть применены и для строительных конструкций. Разговор ведется о тех строениях, в чьих рамках их иерархическая последовательность структуры зависит от типа и уровня воздействия и нагрузки на них.

Принимая определенные принципы в качестве основы, разработчики с помощью современного 3D-принтера по технологии быстрого прототипирования сумели построить фрактальную структуру. Пустотелый каркас модели формируется на основе полимерной смолы. Потом инженеры анализировали влияние нагрузок в создаваемой модели. После чего при использовании довольно сложного алгоритма, создали проект инновационной модели, где попытались учитывать все слабые места конструкции, которая была образована в предыдущей версии. Эта процедура, как выявили в ходе испытаний, будет повторяться до тех пор, пока не будет сделана наиболее правильная настройка установки соответственно различной степени напряжения.

3d_stroitelnye_balki_02

Однако даже технологические процессы создания балок для строительства имеют свои несовершенства. Производители уточняют, что даже небольшой дефект может оказать существенное влияние на крепость конструкции, поскольку нет никаких вспомогательных материалов, чтобы принять дополнительную нагрузку. Потому основной задачей команды специалистов является энергичное улучшение значений устойчивости фрактальных моделей к таким недочетам.

Подобные фрактальные структуры на сегодняшний день разрабатываются и применяются в машиностроении. Цель применения аддитивных технологий в машиностроении заключается в том, чтобы снизить вес конструкции и увеличить ее прочность.

3d_stroitelnye_balki_03

Понравилось? Покажи друзьям!

Вам понравится

Авторизация
*
*
Генерация пароля