研究人员使用3D打印土壤混合物材料开发生物建筑,为未来房屋带来新理念-金属3D打印工厂

研究人员使用3D打印土壤混合物材料开发生物建筑,为未来房屋带来新理念-金属3D打印工厂插图

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      2022年8月22日,弗吉尼亚大学的一个研究小组,开发了一种独特的生物建筑技术,可能会改变现阶段人们,对未来环保建筑的可持续理念。

研究人员使用3D打印土壤混合物材料开发生物建筑,为未来房屋带来新理念

△使用3D打印土壤构建建筑物,并成功种植植物

       该团队表示,通过一系列由土壤和种子组成的3D打印技术,比如,开发一种建筑用3D打印新材料,它们将建筑结构制成任意几何形状,同时赋予建筑物自身生长植物的能力。将植入与建筑完美的融合在一起。目前随着实验进展,将研究如何扩大规模,这种该技术可成为未来住宅的基石。为了进行这项实验,该大学工程与应用科学学院的助理教授Ji Ma,与环境科学系的研究教授David Carr和建筑学院的助理教授Ehsan Baharlou,以及他的学生Spencer Barnes联合研究。

弗吉尼亚大学的研究团队认为,它们为未来建筑行业新理念做出了贡献。通过创新的3D打印技术,将来可满足全球对更便宜的住房、绿色建筑和满足日益增长的循环经济体系需求。

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△该项目已发表在期刊《快速制造》上:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214860422000756#!

探索可持续增材制造技术

       我们转向研发基于土壤的3D打印材料,以便从循环增材制造中获得额外的好处,Ehsan Baharlou解释说:“我们使用当地的土壤和植物与水混合,我们需要的唯一电力仅在打印过程中使用一些。当我们不需要再打印建筑物时,或者它的质量不合适,我们可以通过回收,并在一次的工作中重新使用这些材料。”

在对土壤混合物进行了几轮测试后,这些结构能够种植某一些植物,但目前还不是全部。Ji Ma指出:“通常,3D打印的土壤水分流失往往会很快,同时,会使植物周围的环境更干燥,因此,我们必须把喜欢干燥气候的植物纳入土壤中,我们之所以会这样认为是因为土壤被压实了。当土壤通过喷嘴被挤压时,气泡被推出来,当土壤失去气泡时,它会紧紧地抓住水分。”

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△Ehsan Baharlou正测试基于土壤的3D打印材料

推动减少碳排放

      Ma说:“这项技术最直接的应用可能不是在建筑中,而是在景观建筑中。土壤的打印方式和供水量,可以有效模拟世界各地不同的气候条件。你可能有能力在同一个地方种植通常适应不同环境的不同物种。如果你愿意的话,景观设计师有可能创造不同植物物种的动物园。”

最终,这里的目标是通过采用当地采购的生物材料,来推动减少建筑物碳足迹的做法。这意味着,3D打印可替代不可回收、不可重复使用和传统资源。因此,生物建筑为建筑和工程领域的低成本、低能源和气候友好型替代品打开了大门。

(责任编辑:admin)

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