Балки из фрактальных структур, созданных с помощью 3D-печати, в 10000 раз прочнее стали

Балки из фрактальных структур, созданных с помощью 3D печати, в 10000 раз прочнее стали

Современные здания строятся на основе прочного каркаса из балок и колонн. Большинство застройщиков отдают предпочтение стальному каркасу, так как он отличается высокой прочностью.  При этом каждый раз производится  перерасчет конструкции строения, что достаточно неудобно. Именно поэтому  разработчики  разных стран  не прекращали поиски нового универсального способа создания каркаса здания. Не так давно на рынке появились так называемые фрактальные колонны и балки, изготавливаемые  на специальных  3D-принтерах.

Исследования  показали, что такие балки  как минимум в 1 десять тысяч раз легче стальных каркасов. Такая легкость позволяет отказаться от дополнительного укрепления фундамента строения, что значительно удешевляет строительство. Главное достоинство  таких каркасов заключается в возможности настраивания жесткости и прочности каркаса под каждый конкретный случай. Это позволяет более точно рассчитать давление стен ан фундамент и снизить  производственные затраты.

Сам процесс 3D-печати фрактального каркаса достаточно сложен. Он состоит из повторяющихся этапов. По сути, фрактал представляет собой единое целое, состоящее из множества повторяющихся элементов. Фрактальная структура вещества не является изобретением человека, она встречается  и растительном,  и в  животном мире. Самыми простыми примера фрактальной структуры являются снежинки или кровеносные сосуды. Таким образом, все, потребовалось от разработчиков для создания фрактальных балок, это скопировать и достоверно воспроизвести процессы формирования фракталов в природе. Как всегда вначале возникла теория, на основе которое в последствии были произведены несколько тестов в научных институтах по всему миру. В результате в одной из американских лабораторий была создана строительная конструкция, структура которой зависит от степени нагрузки и типа строения.

Достаточно быстр на рынке Америки  появились первые предложения «построить на специальном принтере фрактальный каркас для  жилых и промышленных зданий. В качестве основного материала изготовления сегодня используется  полимерная смола. Каркас, созданный  при помощи техники быстрого макетирования, представляет собой полые трубы, способные выдержать заранее заданную нагрузку.  К недостаткам данного метода моделирования  можно отнести необходимость по несколько раз производить анализ нагрузочного эффекта  и вносить изменения в конструкцию, что значительно замедляет весь процесс. Процесс коррекции  продолжается до тех пор, пока не будет создана совершенная с компьютерной точки зрения система, способная выдержать определенную нагрузку.

Также к минусам  фрактальных структур можно отнести достаточно высокий процент брака, вызывающего проблемы во время эксплуатации зданий. Каркас – очень важная часть любого строения.  Даже небольшой недочет  в его конструкции может иметь далеко идущие последствия, говорят эксперты.  Поэтому  в настоящий момент разработчики стараются  придумать способ повысить устойчивость и надежность фрактальных каркасов. По оценкам основоположника данной отрасли строительства, господина Мао, уже в течение 2013 — 2014 годов большая часть недостатков данного способа моделирования будет устранена и каркасы из полимерной смолы поступят в широкую продажу.

Оставить комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: