使用智能动态铸造机器人制造混凝土立面竖框

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使用智能动态铸造机器人制造混凝土立面竖框

  在成功完成材料优化混凝土立面竖框的生产后,苏黎世联邦理工学院Gramazio Kohler研究小组的Fabio Scotto和Ena Lloret-Frischti以及苏黎世联邦理工学院建筑材料物理化学主席回顾了在最终机器人制造过程的开发中必不可少的实验和原型。

  智能动态铸造(SDC)的集成用于生产DFAB HOUSE一楼的立面竖框,这促使我们开发了一种自适应机器人装置,使我们能够生产定制的钢筋混凝土结构。在最终开发出强大的机器人过程之前,我们必须在实验和原型阶段克服一些挑战。

  我们的首要任务是缩小生产系统,以实现最小横截面为100×70 mm的结构。这对我们之前使用的模板系统有直接影响。我们观察到摩擦力的增加导致沿着模板内壁积聚混凝土。这在铸造过程中引起了重大问题,特别是表面破坏,并且在某些情况下,完全流出新拌混凝土。

  为了最大限度地减少摩擦力的影响,我们制定了优化整个过程的策略。首先,我们设计了一种更加自密实的混凝土混合物,具有更大的流动性和优化的凝固时间。其次,模板材料改为不锈钢。与我们的毛细管加油概念一起,这确保了更加无摩擦的铸造工艺。

  我们在研究过程中必须克服的另一个问题是加固系统的整合。虽然DFAB HOUSE的竖框不是承重的,但它们的结构性能针对风和自重载荷进行了优化。

  我们开发了一种非标准的加固系统,该系统受限于竖框的小横截面。两个12mm半径的不锈钢棒,通过CNC工艺预先弯曲成所需的形状,通过水平连接元件焊接在一起。在开始制造过程之前将加固件放置在模板内部并固定到下部和上部附件。由于竖框的细长几何形状,加强件在其自身重量的作用下具有弯曲的趋势,并且已经审查了附接系统以避免在混凝土浇铸期间的任何偏转。我们设计了一个滑轮系统,允许我们通过施加张力将加固件固定到位。在这样做的过程中,我们确保在整个生产过程中保持加固,

  经过大量的实验和原型,我们成功地克服了过程中出现的所有挑战,并最终确定了优化的制造程序。为DFAB HOUSE生产的SDC竖框在满足所需结构标准的同时显示出优异的表面质量。

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