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数字混凝土和4D智能材料——建筑业的新曙光

3D打印并不只适用于小物件,这项技术也可用于建筑业。

Adobe / Dottedyeti

来自Renotech 的技术与新业务经理Gaurav Das写道,3D 打印混凝土和 4D 智能材料将实现更环保的建筑选择和新的创新结构技术。

我在循环经济领域从业超十年,最近发现了一个令人震惊的事实:欧盟每分钟产生950吨建筑垃圾,这些垃圾足以填满整个足球场。我很快意识到,我们需要更好的施工工艺和更环保的材料。

一种解决方案是3D混凝土打印(3DCP),这项技术已然成为一大新兴趋势。3DCP有许多别称,包括增材制造和数字化建造,但在本文中特指对混凝土进行逐层挤压。这是一个独特的领域,汇集了不同背景的专家,如材料科学家、软件开发人员、设计师、结构工程师、自动化专家,最重要的是富有创造力和远见卓识的人才,他们协力打造未来的创新成果。

数字化改变了建筑的方方面面。从设计过程和自动化施工一直到维护,数字化影响着建筑的整个生命周期。3DCP有潜力减少浪费,建造创新构筑物(过去不可能完成的任务),并为建筑业的绿色转型做出贡献。此外,我们还可以通过使用再生骨料和绿色水泥等次生原料进一步减少碳足迹。

3D打印并不只适用于小物件,这项技术也可用于建筑业。 图片来源: Adobe / Dottedyeti

所谓的4D智能材料可用于提高3D打印构筑物的弹性。这类材料具有自修复性能。在欧洲创新理事会和中小型企业执行机构(EISMEA)参与资助的3DGREEN-CON联合体及研发项目中,我们开发出全球第一款可3D打印的自修复混凝土。尽管尚需深入研究,但我们对混凝土的未来前景非常乐观。如果没有芬兰在先进材料科学和数字技术方面的独特能力,我们就不会取得这一突破。

此外,这项技术具有巨大应用潜力。它可以应用于地面场景,如住宅、办公楼、建筑构件和雕塑。还可应用于大量奇异领域,例如人造珊瑚礁(kala-koti)和海堤的海洋应用场景,助力修复海洋生态系统。一个更加小众的领域是为水下生活打造的构筑物,在许多受海平面上升困扰的沿海国家,建造水下建筑是一件大事。我相信芬兰可以成为这类新兴高科技产品的出口大国。随着气候变化的迫近,各国比以往任何时候都更需要这类产品。

“数字化改变了建筑的方方面面,影响着建筑的整个生命周期。”

一些人想知道普罗大众是否对此类材料足够感兴趣,还有一些人想知道青年才俊是否认为此类材料是一个值得关注的领域。对他们来说,答案无疑是肯定的。在德国一所大学从事教学工作期间,我发现年轻人才不仅理解我所教授的技术和可持续发展的基本概念,而且先人一步,询问在其他星球上建造3D打印栖息地的可能性,积极推广这些概念。

法国、瑞士和荷兰等国在建筑3D打印领域遥遥领先世界。这些国家不仅享受欧盟拨付的高额研发经费,而且为该领域的试点项目和必要许可提供大量国家政府补贴。这些补助政策也受到地方政府的热烈欢迎。在阿联酋、沙特阿拉伯和荷兰,包括办公楼、住宅和桥梁在内的各种3D打印构筑物层出不穷。在墨西哥,人们使用3D打印技术建造了一整栋平房。

如果芬兰也有类似的热情,那将是件好事。希望芬兰能够创造一个更具创新性和可持续性的未来。我在此诚邀欧洲研究和技术组织、大学、企业、公共机构及基金组织开展合作,携手创新、实施和应用,推动这一新兴的工业4.0趋势向前发展。

高拉夫•达斯(Gaurav Das)
Renotech技术和新业务经理
03.08.2022