Project

Een virtuele 3D-print-optimalisatie strategie voor het printen van beton

Code
bof/baf/4y/2024/01/733
Looptijd
01-01-2024 → 31-12-2025
Financiering
Gewestelijke en gemeenschapsmiddelen: Bijzonder Onderzoeksfonds
Onderzoeksdisciplines
  • Engineering and technology
    • Structural engineering
    • Destructive and non-destructive testing of materials
Trefwoorden
beton 3D-printen structureel simulatiemodel
 
Projectomschrijving

In de afgelopen tien jaar is 3D-printen een echte hype geworden, met toepassingen die variëren van low end speelgoed tot high end machinaal bewerkte onderdelen. In de bouwsector zou het gebruik ervan een overstap betekenen van traditionele balken, platen of spanten naar meer organische of geoptimaliseerde vormen met behoud van sterkte en stijfheid en zonder steigers of bekistingen. Momenteel is het 3D-printen van beton een techniek die volop in ontwikkeling is. Hierbij worden structurele elementen gemaakt door een snel uithardend betonmengsel door een spuitmond te extruderen en lagen op elkaar te stapelen. In feite lijkt het op een 3D-printer voor thuisgebruik, maar dan op grote schaal. Er zijn echter 2 grote verschillen. Ten eerste is het materiaal wezenlijk anders, en hoewel het in het recente verleden is onderzocht, zijn we ervan overtuigd dat er meer gedetailleerd onderzoek nodig is, vooral naar de evolutie in mechanische eigenschappen en naar temperatuur- en krimpontwikkeling tijdens het printproces zelf en daarna. Ten tweede, en veel meer dan bij andere printtoepassingen, hebben we een betrouwbaar structureel simulatiemodel nodig dat de effecten voorspelt van de keuzes die gemaakt worden tijdens het printproces, bv. het spuitmondpad of de printsnelheid, op de uiteindelijke eigenschappen. Bovendien moeten we in staat zijn om deze keuzes te optimaliseren en de best mogelijke set te creëren voor elk gegeven element, of het nu massief of eerder slank is. Binnen dit onderzoeksproject willen we elk van de genoemde uitdagingen aanpakken.