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projet «à complexité rapide» utilise l'impression 3D pour rendre le béton plus efficace

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avec du béton responsable de 8% de notre empreinte carbone mondiale, il est plus important que jamais d'utiliser le matériau plus efficacement. Bien que les algorithmes d'optimisation puissent réduire considérablement la quantité de béton utilisée sur les bâtiments complexes, l'industrie de la construction reste limitée par les technologies de fabrication disponibles. pour s'attaquer à ce problème, technologies numériques du bâtiment, ETH zürich a proposé une solution automatisée qui combine la vitesse de fabrication du béton impression en 3D avec la précision géométrique des coffrages réutilisables imprimés en 3D.

complexité rapide
le prototype de dalle de deux mètres carrés est assemblé à l'aide de tendons de post-tension | image par axel crettenand, toutes les images et vidéos avec l'aimable autorisation des technologies numériques du bâtiment, ETH zürich

le projet, intitulé «complexité rapide», a été démontré avec un prototype de dalle structurelle post-tendue hautement optimisé. "Pour rendre cela possible, nous avons développé un procédé innovant qui nous permet de contrôler dynamiquement le taux de prise du béton imprimé en 3D", explique technologies numériques du bâtiment. «Ce contrôle numérique des propriétés des matériaux signifie que nous pouvons extruder un béton fluide qui émule parfaitement la surface complexe du coffrage, ainsi qu'un béton à prise rapide qui ne nécessite aucun coffrage supplémentaire pour la structure supérieure.»

complexité rapide
la technologie proposée permet la fabrication de surfaces renforcées en béton à double courbure aussi minces que 20 mm | image par andrei jipa

«La méthode proposée permet la mise en œuvre d'une esthétique radicalement nouvelle dans les dalles avec des caractéristiques fonctionnelles des deux côtés,» continue l'équipe. «En outre, la méthode implique moins de processus de fabrication numérique, nécessite moins de travail manuel et est plus économe en ressources par rapport aux alternatives de fabrication de pointe pour les dalles sur mesure. sur la base de ces considérations, la méthode vise à faciliter un répertoire plus diversifié de solutions de conception contextualisées dans de vrais bâtiments. »

complexité rapide
le soffite orné hérite de la géométrie précise du coffrage à liant, fournissant ainsi un soffite en béton apparent dans un matériau robuste et durable | image par andrei jipa

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détail de soffite | image par andrei jipa

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coffrage jetable réutilisable | image par andrei jipa

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installation de fabrication dans le laboratoire de fabrication robotique de l'ETH züirch | image par ana anton

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séquence de fabrication: remplissage des nervures principales, insertion du tube de post-tension pour la poutre principale, ajout du treillis CFRP après la première couche et impression des nervures principales | image par andrei jipa

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schéma de montage: le système modulaire proposé peut être adapté aux dimensions de la dalle sur mesure et post-tendu dans les deux sens | image par andrei jipa

informations sur le projet:

Nom: complexité rapide
équipe: ana anton, andrei jipa, prof. benjamin dillenburger (technologies numériques du bâtiment); lex reiter (chimie physique des matériaux de construction)
soutien technique: eleni skevaki, yoana taseva, tobias hartmann, matthias bernhard, pietro odaglia (technologies numériques du bâtiment); philippe fleischmann, andreas reusser, achilleas xydis (ETH zürich); Stefan Miesel (BASF Master Builders Solutions)

cette recherche a été financée par le NCCR digital fabrication, financé par la fondation scientifique nationale suisse (NCCR digital fabrication agreement # 51NF40-141853).

philip stevens Je designboom

28 juin 2020

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