Пешеходный мост в Нидерландах, созданный по технологии трехмерной печати, начинает обретать конкретную форму

Небольшая команда под руководством местного художника и дизайнера Йориса Лаармана использует метод сварки с цифровым управлением, чтобы создавать тщательно отточенные элементы моста в мастерской компании MX3D, работающей по технологии трехмерной печати, в Амстердаме.

«Все элементы моста из нержавеющей стали весом почти 6 метрических тонн будут полностью сформированы и собраны к середине 2018 года, после чего будут проведены их полномасштабные испытания», – говорит Тим Гартьенс, главный технический директор и совладелец компании.

Гартьенс надеется, что работы по подготовке места для установки полностью готового моста будут завершены к концу следующего года. Но прежде чем это произойдет, нужно обеспечить страховую защиту и получить официальное утверждение проекта от городских властей.

Использование трехмерного параметрического моделирования позволяет добиться оптимизации конструкции, уменьшив количество материала в точках с низкой концентрацией напряжений и добавив его на участках с более высокой концентрацией напряжений.

«С этим могут возникнуть проблемы, особенно, что касается разрешения, так как это законодательно не закрепленный проект, – говорит Мэтью Вола, первый помощник директора в амстердамском офисе компании Arup Group со штаб-квартирой в Лондоне, которая является консультантом MX3D. – Это единственный в своем роде мост, созданный с использованием технологии трехмерной печати».

«С помощью программного обеспечения MX3D команда Лаармана создала крупномасштабные стальные элементы моста, используя стандартные методы сварки и роботов, – говорит Гартьенс. – Обеспечив стройплощадку и заручившись поддержкой промышленных партнеров, команда завершила разработку проекта в мае 2016 года».

«Концепция была актуальной, но слишком сложной, – признается Гартьенс. – Мы обнаружили, что строительное проектирование в настоящее время не готово иметь дело с такими сложными геометрическими формами».

Строительный эксперт команды – компания Heijmans N.V. со штаб-кваотирой в Росмалене/Нидерланды – использовал аналитическую модель, которая была «слишком упрощенной» для такой «дерзкой» конструкции. Поэтому в конце прошлого года MX3D привлекла Arup для переработки проекта.

Сварочный манипулятор, работающий по цифровой модели, может укладывать до трех килограмм стали в час.

Первоначальный проект MX3D «был создан из решетчатых ферм, подобно каркасу в трехмерных моделях», – говорит Вола. – Это делало конструкцию статически неопределимой, имеющей точки концентрации высоких напряжений, что рождало и другие сомнения, например, в отношении прочности материала и его усталостных характеристик».

Поэтому Arup создала новую модель моста в виде П-образных изогнутых секций. Инженеры разработали и структурно проанализировали главным образом двухмерную складчатую конструкцию, используя ПО для трехмерного параметрического моделирования в полностью цифровом варианте.

«Чертежи мы больше не используем», – говорит Вола.

Хотя наша команда проделала обширную теоретическую работу, «остается еще много неизвестного, связанного с материалом», – говорит Гартьенс.

MX3D использует нержавеющую сталь класса 314, которая показывает хорошие характеристики при высоких температурах. «Продукт, сваренный из отдельных элементов, менее однороден, чем стандартная стальная конструкция», – говорит Бертран Ли, инженер проекта компании Arup. – Но его прочностные характеристики будут не ниже, если материал практически не будет содержать точек концентрации напряжений».

Вследствие этих неопределенностей MX3D будет подавать свой проект на утверждение вместе с полномасштабным опытным образцом. Гартьенс настроен оптимистично и полагает, что разрешение на строительство моста будет получено в следующем году.

Если испытания покажут, что мост нуждается в усилении конструкции, «мы можем отпечатать дополнительные элементы, – говорит Гартьенс. – И если все пойдет по плану, – добавляет он, – будущие конструкции будут полностью создаваться на строительной площадке».