Использование тонкого стекла обещает решение различных задач в строительной сфере. Помимо экологических преимуществ более эффективного использования ресурсов, архитекторы могут использовать тонкое стекло для достижения новой степени свободы дизайна. Основываясь на теории сэндвича, гибкое тонкое стекло можно объединить с напечатанным на 3D-принтере полимерным ядром с открытыми порами, чтобы получить очень жесткое и легкое стекло.
составные элементы. В этой статье представлена исследовательская попытка цифрового изготовления тонких стеклокомпозитных фасадных панелей с использованием промышленных роботов. В нем объясняется концепция оцифровки рабочих процессов между заводами, включая автоматизированное проектирование (CAD), проектирование (CAE) и производство (CAM). Исследование демонстрирует процесс параметрического проектирования, который обеспечивает плавную интеграцию инструментов цифрового анализа.
Кроме того, этот процесс демонстрирует потенциал и проблемы цифрового производства тонких стеклянных композитных панелей. Здесь описаны некоторые производственные этапы, выполняемые промышленным роботом-манипулятором, такие как крупноформатное аддитивное производство, обработка поверхности, процессы склеивания и сборки. Наконец, впервые было получено глубокое понимание механических свойств композитных панелей посредством экспериментальных и численных исследований и оценки механических свойств композитных панелей при поверхностной нагрузке. Общая концепция цифрового проектирования и рабочего процесса изготовления, а также результаты экспериментальных исследований обеспечивают основу для дальнейшей интеграции методов определения формы и анализа, а также для проведения обширных механистических исследований в будущих исследованиях.
Методы цифрового производства позволяют совершенствовать производство за счет преобразования традиционных методов и предоставления новых возможностей проектирования [1]. Традиционные методы строительства склонны к чрезмерному использованию материалов с точки зрения стоимости, базовой геометрии и безопасности. Перенос строительства на заводы, использование модульных сборных конструкций и робототехники для реализации новых методов проектирования позволяют эффективно использовать материалы без ущерба для безопасности. Цифровое производство позволяет нам расширить наше дизайнерское воображение и создавать более разнообразные, эффективные и амбициозные геометрические формы. Хотя процессы проектирования и расчета в основном были оцифрованы, производство и сборка по-прежнему в основном выполняются вручную традиционными способами. Чтобы справиться со все более сложными структурами произвольной формы, все большее значение приобретают цифровые производственные процессы. Стремление к свободе и гибкости дизайна, особенно когда дело касается фасадов, неуклонно растет. Помимо визуального эффекта, фасады свободной формы также позволяют создавать более эффективные конструкции, например, за счет использования мембранных эффектов [2]. Кроме того, большой потенциал цифровых производственных процессов заключается в их эффективности и возможности оптимизации конструкции.
В этой статье рассматривается, как цифровые технологии могут быть использованы для проектирования и производства инновационной композитной фасадной панели, состоящей из аддитивно изготовленного полимерного ядра и склеенных тонких стеклянных наружных панелей. В дополнение к новым архитектурным возможностям, связанным с использованием тонкого стекла, экологические и экономические критерии также стали важными мотивами для использования меньшего количества материала для строительства ограждающей конструкции. Учитывая изменение климата, нехватку ресурсов и рост цен на энергоносители в будущем, стекло необходимо использовать более разумно. Использование тонкого стекла толщиной менее 2 мм от электронной промышленности делает фасад легким и снижает расход сырья.
Благодаря высокой гибкости тонкого стекла оно открывает новые возможности для архитектурного применения и в то же время ставит новые инженерные задачи [3,4,5,6]. Хотя в настоящее время реализация фасадных проектов с использованием тонкого стекла ограничена, тонкое стекло все чаще используется в гражданском строительстве и архитектурных исследованиях. Из-за высокой способности тонкого стекла к упругим деформациям его использование в фасадах требует усиленных конструктивных решений [7]. Помимо использования мембранного эффекта благодаря изогнутой геометрии [8], момент инерции можно также увеличить за счет многослойной конструкции, состоящей из полимерного ядра и приклеенного тонкого стеклянного внешнего листа. Этот подход оказался многообещающим благодаря использованию твердого прозрачного поликарбонатного ядра, которое менее плотно, чем стекло. Помимо положительного механического воздействия были соблюдены дополнительные критерии безопасности [9].
Подход в следующем исследовании основан на той же концепции, но с использованием аддитивно изготовленного полупрозрачного ядра с открытыми порами. Это гарантирует более высокую степень геометрической свободы и возможностей дизайна, а также интеграцию физических функций здания [10]. Такие композитные панели оказались особенно эффективными при механических испытаниях [11] и обещают сократить количество используемого стекла до 80%. Это не только сократит требуемые ресурсы, но и значительно снизит вес панелей, тем самым повысив эффективность основания. Но новые формы строительства требуют новых форм производства. Эффективные структуры требуют эффективных производственных процессов. Цифровой дизайн способствует цифровому производству. Эта статья продолжает предыдущие исследования автора, представляя исследование цифрового процесса производства тонких стеклянных композитных панелей для промышленных роботов. Основное внимание уделяется оцифровке рабочего процесса от файла до завода первых крупноформатных прототипов для повышения автоматизации производственного процесса.
Композитная панель (рис. 1) состоит из двух тонких стеклянных накладок, обернутых вокруг сердцевины из АМ-полимера. Две детали соединяются клеем. Цель такой конструкции – максимально эффективно распределить нагрузку по всему сечению. Изгибающие моменты создают в оболочке нормальные напряжения. Боковые силы вызывают напряжения сдвига в сердцевине и клеевых соединениях.
Внешний слой сэндвич-конструкции выполнен из тонкого стекла. В принципе, будет использоваться натриево-известково-силикатное стекло. При целевой толщине < 2 мм процесс термического отпуска достигает текущего технологического предела. Химически упрочненное алюмосиликатное стекло можно считать особенно подходящим, если требуется более высокая прочность из-за конструкции (например, холодногнутые панели) или использования [12]. Функции светопропускания и защиты окружающей среды будут дополнены хорошими механическими свойствами, такими как хорошая устойчивость к царапинам и относительно высокий модуль Юнга по сравнению с другими материалами, используемыми в композитах. Из-за ограниченных размеров химически закаленного тонкого стекла для создания первого крупномасштабного прототипа были использованы панели из полностью закаленного натриево-кальциевого стекла толщиной 3 мм.
Несущая конструкция рассматривается как фасонная часть композитной панели. Это влияет почти на все атрибуты. Благодаря методу аддитивного производства он также является центром цифрового производственного процесса. Термопласты обрабатываются методом плавления. Это дает возможность использовать большое количество различных полимеров для конкретных применений. Топология основных элементов может быть спроектирована с разным акцентом в зависимости от их функции. С этой целью дизайн формы можно разделить на следующие четыре категории дизайна: структурный дизайн, функциональный дизайн, эстетический дизайн и производственный дизайн. Каждая категория может иметь разные цели, что может привести к разным топологиям.
В ходе предварительного исследования некоторые основные конструкции были проверены на предмет пригодности их конструкции [11]. С механической точки зрения трехпериодная минимальная поверхность сердечника гироскопа особенно эффективна. Это обеспечивает высокую механическую стойкость на изгиб при относительно небольшом расходе материала. В дополнение к базовым ячеистым структурам, воспроизводимым в поверхностных областях, топология также может быть создана с помощью других методов поиска формы. Генерация линий напряжения является одним из возможных способов оптимизации жесткости при минимально возможном весе [13]. Однако сотовая структура, широко используемая в сэндвич-конструкциях, послужила отправной точкой для разработки производственной линии. Эта базовая форма приводит к быстрому прогрессу в производстве, особенно благодаря простому программированию траекторий. Его поведение в композитных панелях было тщательно изучено [14, 15, 16], и внешний вид можно изменить разными способами посредством параметризации, а также использовать для первоначальных концепций оптимизации.
Существует множество термопластичных полимеров, которые следует учитывать при выборе полимера, в зависимости от используемого процесса экструзии. Первоначальные предварительные исследования мелкосерийных материалов сократили количество полимеров, которые считаются подходящими для использования в фасадах [11]. Поликарбонат (ПК) перспективен благодаря своей термостойкости, устойчивости к ультрафиолетовому излучению и высокой жесткости. Из-за дополнительных технических и финансовых инвестиций, необходимых для переработки поликарбоната, для производства первых прототипов был использован полиэтилентерефталат, модифицированный этиленгликолем (PETG). Его особенно легко обрабатывать при относительно низких температурах с низким риском термического напряжения и деформации компонентов. Показанный здесь прототип изготовлен из переработанного PETG под названием PIPG. Материал предварительно сушили при температуре 60°С в течение не менее 4 ч и перерабатывали в гранулы с содержанием стекловолокна 20 % [17].
Клей обеспечивает прочное соединение между структурой полимерного ядра и тонкой стеклянной крышкой. Когда композитные панели подвергаются изгибающим нагрузкам, клеевые соединения подвергаются сдвиговому напряжению. Поэтому предпочтительным является более твердый клей, который может уменьшить прогиб. Прозрачные клеи также помогают обеспечить высокое визуальное качество при приклеивании к прозрачному стеклу. Еще одним важным фактором при выборе клея является технологичность и интеграция в автоматизированные производственные процессы. В данном случае клеи УФ-отверждения с гибким временем отверждения могут значительно упростить позиционирование покровных слоев. На основании предварительных испытаний была проверена серия клеев на пригодность для тонких стеклянных композитных панелей [18]. Акрилат Loctite® AA 3345™, отверждаемый УФ-излучением [19], оказался особенно подходящим для следующего процесса.
Чтобы воспользоваться преимуществами аддитивного производства и гибкостью тонкого стекла, весь процесс был разработан для цифровой и параметрической работы. Grasshopper используется как интерфейс визуального программирования, избегая интерфейсов между различными программами. Все дисциплины (инжиниринг, инжиниринг и производство) будут поддерживать и дополнять друг друга в одном файле с прямой обратной связью от оператора. На данном этапе исследования рабочий процесс все еще находится в стадии разработки и соответствует схеме, показанной на рисунке 2. Различные цели могут быть сгруппированы по категориям внутри дисциплин.
Хотя производство сэндвич-панелей в этой статье было автоматизировано с ориентированным на пользователя проектированием и подготовкой к изготовлению, интеграция и проверка отдельных инженерных инструментов не были полностью реализованы. На основе параметрического проектирования геометрии фасада возможно проектирование внешней оболочки здания на макроуровне (фасад) и мезо (фасадные панели). На втором этапе цикл инженерной обратной связи направлен на оценку безопасности и пригодности, а также жизнеспособности изготовления навесных стен. Наконец, полученные панели готовы к цифровому производству. Программа обрабатывает разработанную базовую структуру в машиночитаемом G-коде и подготавливает ее для аддитивного производства, субтрактивной постобработки и склеивания стекла.
Процесс проектирования рассматривается на двух разных уровнях. Помимо того, что макроформа фасадов влияет на геометрию каждой композитной панели, топология самого ядра также может быть спроектирована на мезоуровне. При использовании параметрической модели фасада на форму и внешний вид можно влиять с помощью примеров секций фасада с помощью ползунков, показанных на рисунке 3. Таким образом, общая поверхность состоит из определяемой пользователем масштабируемой поверхности, которую можно деформировать с помощью точечных аттракторов и модифицировать с помощью с указанием минимальной и максимальной степени деформации. Это обеспечивает высокую степень гибкости при проектировании ограждающих конструкций. Однако эта степень свободы ограничена техническими и производственными ограничениями, которые затем обыгрываются алгоритмами инженерной части.
Помимо высоты и ширины всего фасада определяется деление фасадных панелей. Что касается отдельных фасадных панелей, то более точно их можно определить на мезоуровне. Это влияет на топологию самой конструкции ядра, а также на толщину стекла. Эти две переменные, а также размер панели имеют важную связь с моделированием машиностроения. Проектирование и развитие всего макро- и мезо-уровня может осуществляться с точки зрения оптимизации по четырем категориям: структура, функция, эстетика и дизайн продукта. Пользователи могут разработать общий внешний вид оболочки здания, расставив приоритеты в этих областях.
Проект поддерживается инженерной частью с использованием обратной связи. С этой целью цели и граничные условия определяются в категории оптимизации, показанной на рис. 2. Они обеспечивают коридоры, которые технически осуществимы, физически обоснованы и безопасны для строительства с инженерной точки зрения, что оказывает существенное влияние на проектирование. Это отправная точка для различных инструментов, которые можно интегрировать непосредственно в Grasshopper. В ходе дальнейших исследований механические свойства можно оценить с помощью анализа методом конечных элементов (МКЭ) или даже аналитических расчетов.
Кроме того, исследования солнечной радиации, анализ прямой видимости и моделирование продолжительности солнечного света могут оценить влияние композитных панелей на физику строительства. Важно не ограничивать чрезмерно скорость, эффективность и гибкость процесса проектирования. Таким образом, полученные здесь результаты были разработаны для предоставления дополнительных указаний и поддержки процесса проектирования и не заменяют детальный анализ и обоснование в конце процесса проектирования. Этот стратегический план закладывает основу для дальнейших категорических исследований с доказанными результатами. Например, пока мало что известно о механическом поведении композитных панелей при различных условиях нагрузки и опоры.
После завершения проектирования и проектирования модель готова к цифровому производству. Процесс изготовления разделен на четыре подэтапа (рис. 4). Сначала основная конструкция была изготовлена аддитивным способом с использованием крупномасштабной роботизированной установки 3D-печати. Затем поверхность фрезеруется с использованием той же роботизированной системы для улучшения качества поверхности, необходимого для хорошего склеивания. После фрезерования клей наносится вдоль основной структуры с помощью специально разработанной системы дозирования, установленной на той же роботизированной системе, которая используется для процессов печати и фрезерования. Наконец, стекло устанавливается и укладывается перед УФ-отверждением склеенного шва.
Для аддитивного производства определенная топология базовой структуры должна быть переведена на машинный язык ЧПУ (GCode). Для получения однородных и высококачественных результатов необходимо печатать каждый слой без выпадения сопла экструдера. Это предотвращает нежелательное избыточное давление в начале и в конце движения. Поэтому для используемого шаблона ячеек был написан сценарий непрерывной генерации траектории. Это создаст параметрическую непрерывную полилинию с одинаковыми начальной и конечной точками, которая адаптируется к выбранному размеру панели, количеству и размеру сот в соответствии с проектом. Кроме того, перед укладкой линий можно указать такие параметры, как ширина и высота линии, чтобы добиться желаемой высоты основной конструкции. Следующим шагом сценария является написание команд G-кода.
Это делается путем записи координат каждой точки на линии с дополнительной информацией о машине, такой как другие соответствующие оси для позиционирования и контроля объема экструзии. Полученный G-код затем можно передать на производственные машины. В этом примере промышленный робот-манипулятор Comau NJ165 на линейной направляющей используется для управления экструдером CEAD E25 в соответствии с G-кодом (рис. 5). В первом прототипе использовался постиндустриальный ПЭТГ с содержанием стекловолокна 20%. С точки зрения механических испытаний целевой размер близок к размерам строительной отрасли, поэтому размеры основного элемента составляют 1983×876 мм с сотовыми ячейками 6×4. Высота 6 мм и 2 мм.
Предварительные испытания показали, что существует разница в прочности сцепления между клеем и смолой для 3D-печати в зависимости от свойств ее поверхности. Для этого образцы для испытаний аддитивного производства приклеиваются или ламинируются на стекло и подвергаются растяжению или сдвигу. При предварительной механической обработке поверхности полимера фрезерованием прочность существенно возрастает (рис. 6). Кроме того, он улучшает плоскостность сердцевины и предотвращает дефекты, вызванные чрезмерным выдавливанием. Используемый здесь акрилат LOCTITE® AA 3345™ [19], отверждаемый УФ-излучением, чувствителен к условиям обработки.
Это часто приводит к более высокому стандартному отклонению для тестовых образцов сцепления. После аддитивного производства основная конструкция была фрезерована на профильно-фрезерном станке. G-код, необходимый для этой операции, автоматически генерируется на основе траекторий, уже созданных для процесса 3D-печати. Основная структура должна быть напечатана немного выше предполагаемой высоты ядра. В этом примере толщина сердцевины 18 мм была уменьшена до 14 мм.
Эта часть производственного процесса представляет собой серьезную проблему для полной автоматизации. Использование клеев предъявляет высокие требования к точности и точности машин. Пневматическая система дозирования используется для нанесения клея вдоль основной структуры. Он направляется роботом вдоль поверхности фрезерования в соответствии с заданной траекторией инструмента. Оказывается, замена традиционного дозирующего наконечника кисточкой особенно выгодна. Это позволяет равномерно распределять клеи низкой вязкости по объему. Это количество определяется давлением в системе и скоростью робота. Для большей точности и высокого качества склеивания предпочтительны низкие скорости перемещения от 200 до 800 мм/мин.
Акрилат средней вязкостью 1500 мПа*с наносился на стенку полимерного ядра шириной 6 мм с помощью кисточки-дозатора с внутренним диаметром 0,84 мм и шириной щетки 5 мм при приложенном давлении от 0,3 до 0,6 мбар. мм. Затем клей распределяется по поверхности основы и за счет поверхностного натяжения образует слой толщиной 1 мм. Точное определение толщины клея пока невозможно автоматизировать. Длительность процесса является важным критерием выбора клея. Произведенная здесь основная конструкция имеет длину пути 26 м и, следовательно, время укладки составляет от 30 до 60 минут.
После нанесения клея установите стеклопакет на место. Из-за небольшой толщины материала тонкое стекло и так сильно деформируется под собственным весом, поэтому его необходимо располагать как можно более ровно. Для этого используются пневматические стеклянные присоски с разнесенными по времени присосками. Он устанавливается на деталь с помощью крана, а в будущем может быть установлен непосредственно с помощью роботов. Стеклянную пластину располагали параллельно поверхности сердечника на клеевом слое. За счет меньшего веса дополнительная стеклянная пластина (толщиной от 4 до 6 мм) увеличивает давление на нее.
Результатом должно быть полное смачивание поверхности стекла вдоль основной структуры, о чем можно судить по первоначальному визуальному осмотру видимых цветовых различий. Процесс нанесения также может оказать существенное влияние на качество окончательного клеевого соединения. После приклеивания стеклянные панели нельзя перемещать, поскольку это приведет к появлению видимых остатков клея на стекле и дефектам самого клеевого слоя. Наконец, клей отверждается УФ-излучением с длиной волны 365 нм. Для этого УФ-лампу плотностью мощности 6 мВт/см2 постепенно пропускают по всей поверхности клея в течение 60 с.
Обсуждаемая здесь концепция легких и настраиваемых тонких стеклянных композитных панелей с аддитивно изготовленным полимерным сердечником предназначена для использования в будущих фасадах. Таким образом, композитные панели должны соответствовать действующим стандартам и отвечать требованиям по предельным состояниям эксплуатации (SLS), предельным состояниям прочности (ULS) и требованиям безопасности. Поэтому композитные панели должны быть безопасными, прочными и достаточно жесткими, чтобы выдерживать нагрузки (например, поверхностные нагрузки) без разрушения или чрезмерной деформации. Чтобы исследовать механический отклик ранее изготовленных тонких стеклянных композитных панелей (как описано в разделе «Механические испытания»), они были подвергнуты испытаниям на ветровую нагрузку, как описано в следующем подразделе.
Целью физических испытаний является исследование механических свойств композитных панелей наружных стен при ветровых нагрузках. С этой целью композитные панели, состоящие из внешнего листа цельного закаленного стекла толщиной 3 мм и сердцевины, изготовленной аддитивным способом (из PIPG-GF20), толщиной 14 мм, были изготовлены, как описано выше, с использованием клея Henkel Loctite AA 3345 (рис. 7 слева). )). . Затем композитные панели прикрепляются к деревянной опорной раме с помощью металлических шурупов, которые вкручиваются через деревянную раму в боковые стороны основной конструкции. По периметру панели было размещено 30 винтов (см. черную линию слева на рис. 7), чтобы максимально точно воспроизвести условия линейной опоры по периметру.
Затем испытательную раму прикрепили к внешней испытательной стене, приложив давление ветра или всасывание ветра за композитной панелью (рис. 7, вверху справа). Для записи данных используется цифровая корреляционная система (DIC). Для этого внешнее стекло композитной панели покрывается тонким эластичным листом, нанесённым на него перламутровым шумовым рисунком (рис. 7, внизу справа). DIC использует две камеры для записи относительного положения всех точек измерения на всей поверхности стекла. Два изображения в секунду записывались и использовались для оценки. Давление в камере, окруженной композитными панелями, повышается с помощью вентилятора с шагом 1000 Па до максимального значения 4000 Па, так что каждый уровень нагрузки поддерживается в течение 10 секунд.
Физическая установка эксперимента также представлена численной моделью тех же геометрических размеров. Для этого используется численная программа Ansys Mechanical. Основная структура представляла собой геометрическую сетку с использованием шестиугольных элементов SOLID 185 со сторонами 20 мм для стекла и тетраэдрических элементов SOLID 187 со сторонами 3 мм. Для упрощения моделирования на этом этапе исследования предполагается, что используемый акрилат является идеально жестким и тонким и определяется как жесткая связь между стеклом и материалом сердцевины.
Композитные панели закреплены по прямой линии снаружи ядра, а стеклянная панель подвергается поверхностной давящей нагрузке 4000 Па. Хотя при моделировании учитывались геометрические нелинейности, на данном этапе использовались только линейные модели материала. изучать. Хотя это допустимое предположение для линейно-упругого отклика стекла (Е = 70 000 МПа), согласно паспорту производителя (вязкоупругого) полимерного заполнителя [17] в текущий анализ должен быть тщательно рассмотрен и будет изучен в будущих исследованиях.
Представленные здесь результаты оценены в основном для деформаций при максимальных ветровых нагрузках до 4000 Па (=ˆ4 кН/м2). Для этого изображения, записанные методом ДИК, сравнивались с результатами численного моделирования (МКЭ) (рис. 8, внизу справа). Хотя идеальная общая деформация 0 мм с «идеальными» линейными опорами в краевой области (т. е. по периметру панели) рассчитывается в FEM, при оценке DIC необходимо учитывать физическое смещение краевой области. Это связано с допусками установки и деформацией испытательной рамы и ее уплотнителей. Для сравнения среднее смещение в краевой области (штриховая белая линия на рис. 8) вычиталось из максимального смещения в центре панели. Перемещения, определенные методами DIC и FEA, сопоставлены в таблице 1 и графически показаны в верхнем левом углу рис. 8.
Четыре уровня приложенной нагрузки экспериментальной модели использовались в качестве контрольных точек для оценки и оценивались в FEM. Максимальное центральное смещение композитной пластины в ненагруженном состоянии определялось измерениями ДИК при уровне нагрузки 4000 Па на расстоянии 2,18 мм. Хотя смещения FEA при более низких нагрузках (до 2000 Па) все еще могут точно воспроизводить экспериментальные значения, нелинейное увеличение деформации при более высоких нагрузках не может быть точно рассчитано.
Однако исследования показали, что композитные панели выдерживают экстремальные ветровые нагрузки. Особенно выделяется высокая жесткость легких панелей. Используя аналитические расчеты, основанные на линейной теории пластин Кирхгофа [20], деформация 2,18 мм при 4000 Па соответствует деформации одиночной стеклянной пластины толщиной 12 мм при тех же граничных условиях. В результате толщина стекла (энергоемкого при производстве) в этой композитной панели может быть уменьшена до 2 х 3 мм, что дает экономию материала 50%. Уменьшение общего веса панели дает дополнительные преимущества при сборке. В то время как композитную панель весом 30 кг могут легко перенести два человека, традиционная стеклянная панель весом 50 кг требует технической поддержки для безопасного перемещения. Чтобы точно представить механическое поведение, в будущих исследованиях потребуются более подробные численные модели. Анализ методом конечных элементов можно дополнительно улучшить за счет более обширных нелинейных моделей материалов для полимеров и моделирования адгезионных связей.
Развитие и совершенствование цифровых процессов играют ключевую роль в улучшении экономических и экологических показателей в строительной отрасли. Кроме того, использование тонкого стекла в фасадах обещает экономию энергии и ресурсов и открывает новые возможности для архитектуры. Однако из-за небольшой толщины стекла требуются новые конструктивные решения для его адекватного армирования. Таким образом, исследование, представленное в этой статье, исследует концепцию композитных панелей, изготовленных из тонкого стекла и скрепленных армированных 3D-печатных полимерных сердцевинных структур. Весь производственный процесс от проектирования до производства оцифрован и автоматизирован. С помощью Grasshopper был разработан рабочий процесс передачи файлов на завод, позволяющий использовать тонкие стеклянные композитные панели в будущих фасадах.
Производство первого прототипа продемонстрировало возможности и проблемы роботизированного производства. Хотя аддитивное и субтрактивное производство уже хорошо интегрированы, полностью автоматизированное нанесение клея и сборка, в частности, создают дополнительные проблемы, которые необходимо решить в будущих исследованиях. Путем предварительных механических испытаний и связанного с ними исследовательского моделирования методом конечных элементов было показано, что легкие и тонкие панели из стекловолокна обеспечивают достаточную жесткость на изгиб для предполагаемого применения на фасаде даже в условиях экстремальной ветровой нагрузки. Продолжающиеся исследования авторов будут способствовать дальнейшему изучению потенциала тонких стеклянных композитных панелей, изготовленных с помощью цифровой технологии, для фасадных применений и демонстрации их эффективности.
Авторы хотели бы поблагодарить всех сторонников, связанных с этой исследовательской работой. Благодаря программе финансирования EFRE SAB, финансируемой из фондов Европейского Союза в виде гранта №, для предоставления финансовых ресурсов на приобретение манипулятора с экструдером и фрезерным устройством. 100537005. Кроме того, АиФ-ЗИМ был отмечен за финансирование исследовательского проекта Glasfur3D (номер гранта ZF4123725WZ9) в сотрудничестве с Glaswerkstätten Glas Ahne, который оказал значительную поддержку этой исследовательской работе. Наконец, Лаборатория Фридриха Сименса и ее сотрудники, особенно Феликс Хегевальд и ассистент Джонатан Хольцерр, выражают признательность за техническую поддержку и реализацию изготовления и физических испытаний, которые легли в основу этой статьи.
Время публикации: 04 августа 2023 г.