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清華大学、革新的なコンクリート3Dプリンティング技術で歩道橋を造形

清華大学は2019年1月12日、3Dプリンターを使った世界最大のコンクリート製歩道橋を完成させたと発表した。建設場所は上海市宝山区智慧湾工業園区で、清華大学の建築学院教授Xu Weiguo氏のチームらがプロジェクトの設計開発を担当した。

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歩道橋の長さは26.3m、幅は3.6mで、その構造は河北省趙県にある古代の安済橋をイメージしている。重さに耐えるためシングルアーチ構造を採用し、橋台間の距離は14.4m。実際の建設の前に、実物大4分の1スケールの物理モデルを作製して強度テストを実施し、歩道橋が混雑した状態の重さに耐えられる強度があることを証明した。

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歩道橋のプリンティングには、Xu Weiguo教授のチームが独自に開発した3Dプリンティングコンクリートシステムを採用。同システムは、デジタル建設デザイン、プリンティングパスの設計、オペレーションコントロールシステム、ロボットアーム、安定したコンクリート材料など、革新的な技術を統合し、高効率、高精度、高強度のプリンティングが可能で、長時間の作業でも安定した造形品質を保つという。

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作業は2本のロボットアームで450時間ほど、コストは従来の建設手法の3分の2で済んだ。造形は3次元ソリッドモデリングを適用し、メインのアーチ部、手すり部、舗装部の3つの部品で構成される。ブリッジ構造は、サイズ0.9×0.9×1.6mのくりぬいた3Dコンクリートユニット44個、手すり部と舗装部はそれぞれ68/64個ユニットを使用した。

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