Název:
Prostorové materiály pro aditivní výrobu ve stavebnictví
Překlad názvu:
Spatial materials for additive manufacturing in civil engineering
Autoři:
Říha, Tomáš ; Apeltauer, Tomáš (oponent) ; Podroužek, Jan (vedoucí práce) Typ dokumentu: Bakalářské práce
Rok:
2018
Jazyk:
cze
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstrakt: [cze][eng]
Tato bakalářská práce pojednává o aditivní výrobě ve stavebnictví a v tomto oboru používaných materiálech. V první části práce je definován 3D tisk, stručně popsána historie této pokrokové technologie a je uveden přehled používaných metod a technologií. Metody tisku jsou rozděleny podle skupenství základního materiálu použitého pro tisk. V další části práce je představeno možné použití aditivní výroby ve stavebním oboru a přehled již realizovaných projektů. Poslední část teoretické části práce představuje kromě materiálů použitelných pro aditivní výrobu ve stavebnictví i pojem prostorové materiály. Prostorové materiály jsou relativně novým pojmem, který zatím není v literatuře dostatečně definován. Jedná se o materiály, které je možné použít pro aplikaci v prostoru, při které lze optimalizovat jejich strukturu a polohu jejich částic. Jsou použitelné například pro vytvoření výplňových 2D struktur, které jsou však vhodné spíše u geometricky jednoduchých a jednoduše zatížených konstrukcí. Vhodnější je použití prostorových materiálů pro vytvoření 3D struktur, které jsou určeny k vyplnění numericky optimalizovaných konstrukcí. Tyto struktury jsou založeny na principu dvojí křivosti a na trojitě periodickém minimálním povrchu (TPMS). V praktické části byl vytvořen návrh stavebního bloku vyplněného 3D gyroidní strukturou, který je určený pro prefabrikaci pomocí aditivní výroby v továrně nebo na místě stavby. Tento návrh reflektuje zvyšující se poptávku po snadné individualizaci staveb a stavebních prvků. Především poptávku po vytvoření konstrukcí tvarově a topologicky optimalizovaných, se vzhledem přizpůsobeným dle přání zákazníka, při současném zachování dostatečné pevnosti.
The bachelor thesis deals with additive manufacturing in the construction industry and with materials used in this field. The first part of the thesis defines the 3D printing, briefly describes the history of this progressive technology and gives an overview of the used methods and technologies. The printing methods are divided according to the physical state of the basic material used for printing. The next part of the thesis presents the possible use of additive manufacturing in the construction industry and an overview of realized projects. Finally, at the end of the theoretical part are introduced materials applicable to additive manufacturing in the construction industry and is defined the concept of spatial materials. Spatial materials are a relatively new term, which is not yet in the literature sufficiently defined. These materials can be used for an application in a space where the structure and the position of their particles can be optimized. They can be applied for the creation of 2D filling structures, which are more useful for geometrically simple and simply loaded constructions. It is preferable to use spatial materials to create 3D structures that are designed to fill numerically optimized structures. These structures are based on the principle of double curvature and on a triply-periodic minimum surface (TPMS). In the practical part of the thesis was created the design of building block filled with 3D gyroid structure, designed for prefabrication by using additive manufacturing in the factory or at the site of construction. This proposal reflects the increasing demand for easy individualization of constructions and building elements. Especially, the demand for the creation of structures and shapes which are topologically optimized with a customized appearance and sufficient strength, all at the customer's request.
Klíčová slova:
2D a 3D struktura; 3D tisk; aditivní výroba; optimalizace topologie; prostorové materiály ve stavebnictví; 2D and 3D structures; 3D printing; additive manufacturing; spatial materials in civil engineering; topology optimization
Instituce: Vysoké učení technické v Brně
(web)
Informace o dostupnosti dokumentu:
Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT. Původní záznam: http://hdl.handle.net/11012/84700
host ::
