ساخت مواد افزودنی بتن پیچیده می شود

فرایند تولید مواد بتنی:

فرآیندهای تولید مواد افزودنی مبتنی بر سیمان در مقیاس بزرگ، که اغلب به آنها پرینت سه بعدی بتن (۳DCP) گفته می شود. این نوع سازه ها طی ۱۰ سال گذشته در دست توسعه بوده و در حال حاضر بیش از ۳۰ گروه در سراسر جهان مشغول تحقیق در مورد آن هستند. ۳DCP با قرار دادن دقیق یا جامد شدن حجم خاصی از مواد در لایه های پی در پی توسط فرآیند موقعیت یابی کنترل شده توسط رایانه، نیاز به قالب های معمول را از بین می برد. مولفه ی تولید شده نمایی از یک مدل سه بعدی است که آن را با کنترل ماشین به همان روشی تولید می شود که به عنوان نمونه تولید سریع، نمونه سازی سریع استفاده می شود.

سیستم های پرینت بتن در مقیاس بزرگ با نازل  ها و بازوهای بزرگی انجام می گردد. و سازه های متفاوت پرینت شده بتنی را در کشورامارات و شهر دبی به فراوان قابل مشاهده هستند. برای کارهای بتنی کاملاً پیچیده  در کشور امارات از قابلیت های پرینت سه بعدی به طور کامل استفاده می کنند، به چیزی کمی ظریفتر تر و با دقت بالاتری  نیاز است.

این دقیقاً همان چیزی است که شرکت هلندی Vertico امیدوار است با مشارکت خود در پرینت بتن روی میز بیاورد و آنها در کانال های رسانه های اجتماعی خود تصاویری دارند که نشان می دهد پرینتر با بازوی رباتیک آنها دقیقاً چه کاری می تواند انجام دهد.این شرکت خدمات پرینت ، مشاوره و همچنین سیستم های پرینتر را با نرم افزار های خود ارائه می دهد.

از پرینت سه بعدی بتن می توان برای ساخت بسیاری از ساختارهای پیچیده استفاده کرد. سازه هایی که در تصور نمی گنجد که با بتن بتوان به اجرا در آورد.

استفاده از پشتیبان برای سازه های بتنی:

با این حال، به دلیل خواص مواد بتن در حالت تازه، ساخت سازه های بیش از حد بدون تکیه گاه دشوار است. طراحی های سه بعدی این سازه ها با در نظر گرفتن پشتیبان انچام می شود. به منظور دستیابی به قابلیت واقعی پرینت بتن سه بعدی یک ساختار پشتیبانی مورد نیاز است، تا بتن با این پشتیبان ها پرینت  شده و معمولاً حین فرایند پردازش برداشته می شود. این مطالعه امکان تنظیم پارامترهای پرینت برای پرینت ساختار اصلی و ساختار پشتیبانی را با استفاده از یک نوع ماده ساختمانی نشان می دهد. مشخص شد که نسبت بین اندازه رشته واقعی و مورد انتظار تعریف می شود، به طور قابل توجهی تحت تأثیر سرعت حرکت نازل و سرعت جریان حجم ماده قرار می گیرد. علاوه بر این، یک آزمایش مشخصه فاصله فاصله برای یافتن حداکثر مسیری که رشته می تواند از آن عبور کند بدون کسری قابل توجه انجام شد. نتایج برای تعیین مناطق مختلف قابل پرینت برای عملیات مختلف ترکیب شدند. برای تأیید نتایج بدست آمده برای عملیات مختلف پرینت ، یک سازه پیش ساخته پرینت شد. این روش اجازه می دهد تا ساختار پیچیده ای بدون نیاز به دخالت انسان در کل مراحل پرینت ساخته شود.

در اینجا بین روشهای اتوماسیون ساخت قالب و شکل دهی مواد و روشهایی که با استفاده از رسوب لایه گسسته “ساخته” می شوند، تمایز قائل می شود. یک تمایز بیشتر بین فرآیندهای رسوب لایه گسسته که براساس روش بستر ذرات بنا شده اند و آنهایی که بر اساس اکستروژن استوار هستند، تمایز قائل می شوند.

استفاده از فرایند های اکستروژن:

بیش از نیمی از فرآیندهای تحت توسعه از اکستروژن استفاده می کنند، به طور معمول یک رشته پیوسته کوچک (قطر ∼۶ میلی متر تا ∼۵۰ میلی متر)، از طریق ی ک نازل که اغلب بر روی دروازه یا بازوی رباتیک نصب شده و مواد را در طول فرایند ساخت قرار می دهد ، پمپ می شود. این ماده به طور معمول یک ملات با محتوای سیمان بالا است و حداکثر اندازه ذرات آن به ترتیب از ۲ میلی متر تا ۳ میلی متر است. اگرچه از سنگدانه های بزرگتر استفاده شده است. شکل اکستروژن متفاوت است و به صورت دایره ای، بیضی شکل یا مستطیلی است و نرخ خطی اکستروژن در محدوده ۵۰ میلی متر در ثانیه تا ۵۰۰ میلی متر در ثانیه است.