Kaitlyn Landram, Carnegie Mellon Universiteti Maşın Mühəndisliyi

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriSprey əsaslı beton 3D çap həm də inşaatçılara tikintilərinin dizaynında daha çox çeviklik imkanı verir. Kredit: Carnegie Mellon Universiteti Mexanika Mühəndisliyi

Beton 3D çapı tökmə üçün müvəqqəti qəlib olan ənənəvi qəlibləri aradan qaldırmaqla həm vaxtı, həm də xərcləri azaldır. Bununla belə, bugünkü sistemlərin əksəriyyəti materialı lay-lay nozzle qatına çox yaxın yerləşdirən ekstruziya əsaslı üsullara əsaslanır. Bu, həm dizayn çevikliyini, həm də konstruksiyaların struktur bütövlüyünü məhdudlaşdıraraq, toqquşma riski olmadan armatur barların (armaturların) ətrafında çap edilməsini qeyri-mümkün edir.

Kenji Şimada və onun Karnegi Mellon Universitetinin Hesablama Mühəndisliyi və Robototexnika Laboratoriyasında (CERLAB) tədqiqatçılar sprey əsaslı beton 3D çap üçün yeni simulyasiya aləti ilə bu məhdudiyyəti aşırlar .

“Püskürtmə əsaslı beton 3D çapı mürəkkəb fiziki hadisələrlə yeni bir prosesdir” dedi maşınqayırma professoru Şimada. “Bu üsulda dəyişdirilmiş püskürtmə beton qarışığı, hətta armaturun ətrafında belə səthə yığılmaq üçün burundan püskürtülür.”

Zəlzələlərin qaçılmaz təhlükəsi olduğu və struktur möhkəmliyinin kritik olduğu Yaponiya və Kaliforniya kimi yerlərdə möhkəmləndirmə ətrafında sərbəst çap etmək qabiliyyəti xüsusilə vacibdir.

“Bu texnologiyanı həyata keçirmək üçün betonun son formaya necə püskürəcəyini və quruyacağını dəqiq proqnozlaşdıra bilməliyik” dedi Şimada. “Buna görə də biz beton sprey 3D çap üçün simulyator hazırladıq”.

Yeni simulyator damcı, hissəciklərin geri qayıtması, yayılma və bərkimə vaxtı daxil olmaqla püskürtmə beton qarışıqlarının özlü-elastik davranışlarını modelləşdirə bilər. Bu yolla, podratçılar sprey 3D çapın strukturları üçün mümkün istehsal texnikası olub-olmadığını qiymətləndirmək üçün simulyatorla CAD dizaynı əsasında çoxsaylı çap yollarını qiymətləndirə bilərlər.

Komanda Yaponiyanın Tokio şəhərinə getdi, burada Shimizu Corporation artıq öz modelini təsdiqləmək üçün sprey 3D çap robotlarını idarə edir. İlk sınaqda komanda əsas diqqətini simulyatorun ucluğun hərəkət sürətinə əsaslanaraq formanı proqnozlaşdırmaq qabiliyyətinə yönəldib. 90,75% dəqiqliklə simulyator püskürən betonun hündürlüyünü proqnozlaşdıra bilirdi. İkinci sınaq simulyatorun eni və qalınlığı üzrə müvafiq olaraq 92,3% və 97,9% dəqiqliklə armatur üzərində çapı proqnozlaşdıra bildiyini göstərdi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=2793866484&adk=2520359048&adf=1100001614&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1762940851&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-11-spray-3d-concrete-simulator-boosts.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&aicrs=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MS4wLjczOTAuMTIzIl0sWyJOb3Q_QV9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1762940847537&bpp=1&bdt=266&idt=32&shv=r20251110&mjsv=m202511110101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1762940847%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1762940847%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3D878d521b85743f4c%3AT%3D1751526237%3ART%3D1762940847%3AS%3DAA-AfjZCLruwaFzoQORvGPwXS3Y2&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=1553177866599&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2759&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095753%2C95376582%2C95376711%2C95377329%2C31095773%2C95372614%2C95376120&oid=2&pvsid=2761614250245456&tmod=2110764321&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=596x742_l%7C596x742_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=4462

Shimada laboratoriyasında tədqiqatçı alim və komandanın IEEE Robotics and Automation Letters jurnalında dərc olunmuş tədqiqat məqaləsinin aparıcı müəllifi Soji Yamakavanın sözlərinə görə , bu cür simulyasiyanın işləməsi adətən saatlar, hətta günlər çəkər.

“Vəhşi fərziyyələr irəli sürərək, biz super mürəkkəb fizika simulyasiyasını səmərəli alqoritmlər və məlumat strukturlarının birləşməsinə uğurla sadələşdirə bildik və yenə də yüksək real nəticə əldə etdik” dedi Yamakawa.

Gələcək iş rütubət kimi ətraf mühit parametrlərini müəyyən etməklə, performansı optimallaşdırmaqla və daha hamar hazır məhsullar yaratmaq üçün suvaq simulyasiyasını əlavə etməklə dəqiqliyi artırmağa yönələcək.

Kyshalee Vazquez-Santiago, məqalənin həmmüəllifi və mexanika mühəndisliyi üzrə fəlsəfə doktoru Kyshalee Vazquez-Santiago, “Hələ də robototexnika ilə inkişaf etdirə biləcəyimiz bir çox tətbiq və texnologiya var” dedi. CERLAB daxilində Mobil Manipulyatorlar tədqiqat qrupuna rəhbərlik edən namizəd.

“Hətta konkret 3D çapda biz çoxlu üstünlüklərə malik olan, lakin gələcək inkişaf üçün çox yer buraxan tamamilə yeni tipli tətbiq və yanaşma ilə işləyirik.”

Ətraflı məlumat: Soji Yamakawa et al, Nozzle Trajectory Planning üçün Beton Sprey 3D Çap Simulyatoru, IEEE Robotics and Automation Letters (2025). DOI: 10.1109/lra.2025.3615038

Jurnal məlumatı: IEEE Robotics and Automation Letters Carnegie Mellon Universiteti Mexanika Mühəndisliyi tərəfindən təmin edilmişdir 

Daha çox araşdırın

Alimlər karbon qazını tutan 3D beton çap üsulunu hazırlayırlar