시멘트를 사용하여 경량의 단열 벽을 3D 프린팅

대규모 로봇 3D 프린팅을 통해 금형 없는 제조의 힘을 활용하는 취리히 연방공과대학(ETH Zürich)의 FenX AG와의 협력 연구에서는 재활용 폐기물로 만든 시멘트 없는 미네랄 폼의 사용에 대해 탐구합니다. 목표는 모놀리식, 경량 및 즉시 단열 기능을 갖춘 벽 시스템을 구축하여 자재 사용, 노동 요구 사항 및 관련 비용을 최소화하는 것입니다.

시멘트가 함유되지 않은 미네랄 폼은 다양한 밀도로 적용할 수 있는 다공성 재료로 필요한 곳에 단열재와 강도를 전략적으로 분산시킵니다. 이 기술은 실내 공간을 난방하는 데 필요한 열 성능과 에너지 소비를 최적화합니다. 또한 밀도가 다른 단일 재료를 사용함으로써 이미 플라스틱이나 기포 콘크리트 폼보다 탄소 배출량이 낮은 부품의 향후 재사용 및 재활용을 촉진합니다.

특정 프로젝트를 Airlements라고 합니다. 2m 높이의 Airlements는 4개의 3D 프린팅 부품을 조립하여 구성된 벽의 프로토타입입니다. 각각의 속이 빈 세그먼트의 무게는 25kg이며 한 시간도 채 안 걸려 프린팅된 후 통제된 환경에서 일주일 동안 굳어졌습니다. 섭씨 20~28도의 온도 범위와 20~70%의 상대 습도에서 작동하는 이 구성은 에너지 집약적인 처리가 필요하지 않으며, 이는 시멘트가 없는 미네랄 폼과 관련된 이전 연구에 비해 상당한 발전입니다. 각 조각의 주름진 질감은 최종 구조에 더 큰 강도와 구조적 무결성을 제공합니다.

이를 응집력 있는 단일체 시스템으로 변환하려면 중공 코어를 미네랄 폼으로 채우고 시멘트 없는 석고로 보호 덮개를 덮을 수 있습니다. 이러한 방식으로 비구조적 외벽으로 사용될 수 있습니다. 또한 주조 공정을 통해 보강재와 인프라 시설을 완벽하게 통합할 수 있어 이 기술의 잠재적인 적용 범위가 확대됩니다. 연구가 진행됨에 따라 결과 요소의 로드 용량을 개선하고 3D 프린팅 시스템의 제조 정밀도를 개선하는 데 중점을 둘 것입니다.

팀 DBT: PatrickNeed, Anna, Szabo, Benjamin Dillenburger 교수팀 FenX: Alex Heusi, Aybige, Öztüre, Lex Reiter, Enrico Scoccimarro, Michele Zanini, Etienne Jeoffroy기술적 지원: 토비아스 하트만, 실지아 잘츠게버, 조나단 류, 루카스 페트루스, 필립 플레이슈만, 마이클 리렌만, 하인츠 리치너, 바라트 세샤드리, 안젤라 유사진술: 권혁성자금 조달: 이노스위스 41905.1 IP-EE