Il modello matematico per determinare le dimensioni e le velocità di stampa necessarie per mantenere stabili le pareti in calcestruzzo stampato in 3D

Purtroppole costruzioni di calcestruzzo stampate in 3d talvolta crollano…….

Ma per ovviare al problema un professore di meccanica applicata presso l’Università tecnologica di Eindhoven nei Paesi Bassi ha sviluppato un modello per determinare le dimensioni e le velocità di stampa necessarie per mantenere stabili le pareti in calcestruzzo stampato in 3D.

La stampa 3D per la costruzione è un’entusiasmante area di produzione additiva, ma la stampa 3D con materiali di tipo concreto non è priva di problemi. Ciò è dovuto principalmente al fatto che il calcestruzzo stampato in 3D richiede molto più lavoro di quanto non sia abituato a fare: mentre il normale cemento depositato nel cassero può indurirsi per diverse settimane, il calcestruzzo stampato in 3D deve portare il carico dello strato successivo quasi immediatamente dopo la sua deposizione .

Se non sei coinvolto nella stampa 3D del cemento , probabilmente vedrai solo le magnifiche strutture finite: edifici, sculture e simili. Quello che probabilmente non vedi è il gran numero di strutture a parete stampate in 3D che semplicemente crollano sotto il loro stesso peso a causa di questo problema. Queste strutture in calcestruzzo non si induriscono sul punto di deposito come un oggetto stampato in 3D PLA; sono teneri e sempre precariamente in equilibrio, il che significa che la minima oscillazione può farli collassare completamente.

Akke Suiker, professore di meccanica applicata presso l’Eindhoven University of Technology dei Paesi Bassi, ha elaborato una soluzione intelligente al problema della stampa 3D dei muri di cemento. Il suo nuovo modello, che consiste in un insieme di formule semplici, può essere utilizzato per determinare le dimensioni e le velocità di stampa necessarie per stampare in 3D tali muri senza farli collassare. Il professore pensa che il suo modello potrebbe presto diventare ampiamente utilizzato nel settore.

Il modello consente infine agli utenti di stampanti 3D di sapere con quale rapidità possono depositare strati di calcestruzzo stampati, date le caratteristiche di polimerizzazione del materiale e le dimensioni della parete. Consente inoltre agli utenti di calcolare come rendere la struttura il meno possibile il più possibile e quale sarà l’influenza delle irregolarità strutturali.

Altre variabili, come rendere un muro leggermente più spesso, o aumentare la velocità di polimerizzazione del materiale, o utilizzare un materiale completamente diverso, possono anche essere prese in considerazione per garantire una struttura non collassabile. Nel complesso, ci sono circa 15-20 fattori da considerare, ma il modello di Suiker li semplifica in soli cinque parametri senza dimensione.

“Le informazioni fornite dal modello creano conoscenze di base essenziali per tutti coloro che stampano strutture 3D”, afferma Suiker. “Per progettisti strutturali, studi di ingegneria, ma anche, per esempio, per le aziende che stampano protesi di plastica a pareti sottili di piccole dimensioni, perché è proprio lì che si applicano le mie equazioni.”

Le equazioni messi in modello sono il risultato di sei mesi di duro lavoro, e sono stati pubblicati nel  Journal of Scienze Meccaniche sotto il titolo “Prestazioni meccaniche di strutture murarie in processi di stampa 3D:. Teoria, strumenti di progettazione e sperimentazione” Suiker presto terrà una conferenza all’Università di Cambridge sulle sue scoperte.

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