Cercetătorii de la Universitatea din Aberdeen din Scoția dezvoltă conectori din oțel imprimați 3D reutilizabili, care ar putea face clădirile mai ușor de reutilizat, adaptat și reciclat, contribuind la reducerea deșeurilor din demolare în industria construcțiilor.

Impulsat de cererea globală pentru construcții mai rapide și clădiri mai durabile, construcția modulară devine din ce în ce mai populară.

Pe măsură ce piața construcțiilor modulare continuă să crească, cererea este în creștere pentru componente de construcție avansate care nu numai că pot accelera asamblarea, ci și permit structurilor să fie ușor demontate și reutilizate la sfârșitul duratei de viață.

Pentru a face față acestei provocări, cercetătorii de la Universitatea din Aberdeen și Politecnico di Milano explorează aplicații pe scară largă-a tehnologiei de imprimare 3D din oțel pentru a îmbunătăți eficiența construcției, a reduce deșeurile și a susține un model circular de construcție mai durabil.

Echipa de cercetare combină experiența în inginerie structurală, proiectare arhitecturală, producție avansată și sisteme-formate la rece din oțel.

Conectori reutilizabili din oțel pentru construcție modulară

Conceptul a fost propus pentru prima dată în 2023 și condus de cercetătorul doctor Ehsan Bakhshivand de la Universitatea din Aberdeen.

Proiectul a fost susținut de Școala de Inginerie în colaborare cu profesorul Ornella Iuorio, cu sprijin suplimentar din partea profesorului Barbara Previtali și a echipei sale de la Politecnico di Milano.

Primele componente prototip și sistemul de imprimare 3D din oțel au fost dezvoltate la AS_Lab și AddMe Lab la Politecnico di Milano.

Dr. Alireza Bagheri, lector superior de inginerie la Universitatea din Aberdeen, a explicat:

„Cercetarea noastră își propune să creeze case și clădiri într-un mod mai inteligent și mai durabil”.

Conectorii din oțel imprimați 3D dezvoltați de echipă permit clădirilor să fie asamblate, modificate și reutilizate mai ușor, depășind în același timp limitările conexiunilor mecanice tradiționale.

Prin proiectarea cu atenție a acestor conectori, structurile ușoare din oțel pot fi asamblate rapid și complet demontate fără a deteriora componentele structurale.

Această abordare îmbunătățește eficiența construcției, reduce risipa de materiale, crește adaptabilitatea clădirii și prelungește durata de viață.

Materiale precum oțelul format la rece sunt utilizate pe scară largă în construcția modulară, deoarece oferă performanțe structurale ușoare, precizie dimensională și flexibilitate excelentă de fabricație.

Oțelul ca material ideal pentru conectorii reutilizabili

Bagheri a explicat că oțelul a fost ales în mod natural, deoarece conectorii sunt imprimați direct pe un substrat de oțel.

„Folosirea aceluiași material asigură compatibilitatea metalurgică, continuitatea structurală și transferul eficient al sarcinii.”

Oțelul oferă rezistența, rigiditatea și ductilitatea necesare pentru sistemele de conexiune compacte complet demontabile.

În același timp, fabricarea aditivă a metalelor creează noi posibilități pentru geometrii complexe, producție automată și proiecte personalizate de transfer de sarcină.

Pentru aplicații structurale de precizie, tabla de oțel laminată la rece oferă o bază excelentă, deoarece oferă suprafețe netede, control precis al grosimii și performanță de formare fiabilă.

Reciclabilitatea inerentă a oțelului îl face, de asemenea, foarte potrivit pentru asamblarea și dezasamblarea repetată, susținând un adevărat model de construcție circulară.

Producție avansată pentru clădiri durabile

Cercetătorii cred că acest proiect oferă o cale scalabilă pentru transformarea industriei construcțiilor, permițând clădirilor să devină resurse reutilizabile pe termen lung{0}, mai degrabă decât structuri de unică folosință.

Bagheri a adăugat:

„Această abordare reprezintă o nouă direcție în construcție. Sistemele de construcție existente nu au combinat conectori metalici imprimați 3D cu sisteme de oțel ușor formate la rece-pentru a realiza o asamblare automată rapidă și o dezasamblare completă.”

Una dintre descoperirile majore este dezvoltarea unei metode care poate imprima direct conectori metalici pe substraturi de oțel extrem de subțiri, de obicei de numai 1-3 mm grosime.

Acest lucru reduce semnificativ deformarea și stresul rezidual în timpul producției, făcând tehnologia mai aproape de aplicațiile structurale practice.

Pentru aceste sisteme avansate de construcție, Componentele de oțel de precizie joacă un rol important, deoarece performanța conectorului depinde de geometria precisă, proprietățile materiale consistente și calitatea fiabilă a producției.

Viitorul construcțiilor modulare din oțel

Oțelul continuă să joace un rol important în construcția modulară și durabilă.

De la cadre structurale ușoare până la sisteme de conectare reutilizabile, oțelul permite clădirilor să devină mai adaptabile, mai eficiente și mai reciclabile.

Odată cu progresele în producția de aditivi metalici și construcțiile prefabricate, produse cum ar fi componentele structurii de oțel, foile de oțel carbon și materialele din oțel-formate la rece vor continua să susțină următoarea generație de clădiri durabile.