La première passerelle en acier imprimée en 3D au monde dévoilée par un robot

La première passerelle en acier imprimée en 3D au monde dévoilée par un robot à Amsterdam

Crédit : Imperial College de Londres

Le pont, qui a duré plus de quatre ans et est dirigé par la société néerlandaise MX3D, sera un « laboratoire vivant » dans le centre-ville d’Amsterdam. À l’aide de son vaste réseau de capteurs installés, les chercheurs de l’Imperial College de Londres mesureront, surveilleront et analyseront les performances de la nouvelle structure de 12 mètres de long lorsqu’elle gère le trafic piétonnier.

Les données recueillies permettront aux chercheurs et aux ingénieurs de mesurer la « santé » du pont en temps réel, de surveiller son évolution au cours de sa durée de vie et de comprendre comment le public interagit avec les infrastructures imprimées en 3D.

Les données des capteurs seront intégrées dans un « jumeau numérique » du pont, une version informatisée qui imitera le pont physique avec une précision croissante en temps réel à mesure que les données des capteurs arrivent. Les performances et le comportement du pont physique seront testés contre le jumeau, ce qui aidera à répondre aux questions sur le comportement à long terme de l’acier imprimé en 3D, ainsi que sur son utilisation dans des environnements réels et dans de futurs projets de construction novateurs.

Pour passer de l’étape conceptuelle à la passerelle installée, le groupe Structures en acier de l’Impériale a mené la recherche et la validation sous-jacentes, y compris le test des forces destructrices sur les éléments imprimés, des simulations numériques avancées sur ordinateur, des tests non destructifs sur la passerelle et le d’un réseau de capteurs avancés pour surveiller le comportement du pont tout au long de sa vie.

Le co-contributeur impérial, le professeur Leroy Gardner du Département de génie civil et environnemental, a déclaré : « Une structure métallique imprimée en 3D suffisamment grande et suffisamment solide pour gérer le trafic piétonnier n’a jamais été construite auparavant. Nous avons testé et simulé la structure et ses composants tout au long du processus d’impression et à son achèvement, et c’est fantastique de le voir enfin ouvert au public. »

Le co-contributeur impérial, le Dr Craig Buchanan, également du Département de génie civil et environnemental, a déclaré : « Nous sommes impatients de poursuivre ce travail alors que le projet passe de la recherche fondamentale à l’étude du comportement à long terme des structures métalliques imprimées. cette nouvelle technologie pour l’industrie de la construction a un énorme potentiel pour l’avenir, en termes d’esthétique et de conception hautement optimisée et efficace, avec une utilisation réduite des matériaux. Cela a été fascinant et nous sommes ravis que la structure soit maintenant prête à être utilisée. « 

Le travail de test a été dirigé par le professeur Gardner et le Dr Buchanan, soutenus par une équipe d’étudiants de premier cycle et de troisième cycle, Ph.D. candidats, post-doctorants et techniciens de laboratoire. Le travail de l’équipe a été principalement financé par l’Institut Alan Turing, avec un financement supplémentaire du Conseil de recherche en ingénierie et en sciences physiques, qui fait partie du UK Research and Innovation.

Le pont a été installé sur le canal Oudezijds Achterburgwal dans le quartier rouge d’Amsterdam et est dévoilé par un robot le 15 juillet 2021.







Crédit : Imperial College de Londres

« De formidables opportunités »

En l’absence de dispositions de conception structurelle pour l’acier imprimé en 3D, les tests physiques et la simulation informatique sont importants pour garantir la sécurité des nouvelles structures imprimées en 3D. Le groupe Structures en acier a donc entrepris un programme de recherche ambitieux utilisant des essais destructifs à petite échelle des matériaux et des sections, la modélisation informatique et des essais non destructifs à grande échelle dans le monde réel sur la passerelle.

Le professeur Gardner a déclaré : « L’impression 3D présente d’énormes opportunités pour l’industrie de la construction, permettant une liberté bien plus grande en termes de propriétés et de formes des matériaux. Cette liberté apporte également une série de défis et obligera les ingénieurs en structure à penser de manière nouvelle.

Le Dr Buchanan a déclaré : « Depuis plus de quatre ans, nous avons travaillé à l’échelle micrométrique, en étudiant la microstructure imprimée jusqu’à l’échelle métrique, avec des tests de charge sur le pont terminé. , et pendant le processus de construction sur site à Amsterdam et Enschede, aux Pays-Bas, sur le véritable pont imprimé. »

La première passerelle en acier imprimée en 3D au monde dévoilée par un robot à Amsterdam

Crédit : Imperial College de Londres

Les chercheurs de l’Impériale font partie d’une équipe plus large d’ingénieurs en structure, de mathématiciens, d’informaticiens et de statisticiens travaillant sur le programme Register Foundation de l’Alan Turing Institute-Lloyd en ingénierie centrée sur les données. Le programme est dirigé par le professeur Mark Girolami de l’Institut Alan Turing.

Le professeur Girolami a déclaré : « L’impression 3D est en passe de devenir une technologie majeure en ingénierie, et nous devons développer des approches appropriées pour les tests et la surveillance afin de réaliser son plein potentiel. Lorsque nous combinons l’impression 3D avec la technologie des jumeaux numériques, nous pouvons alors accélérer l’infrastructure processus de conception, garantissant que nous concevons des structures optimales et efficaces en ce qui concerne l’impact environnemental, la liberté architecturale et les coûts de fabrication. »

Les données capturées à partir du pont seront mises à la disposition d’autres chercheurs du monde entier qui souhaitent travailler avec les chercheurs de Turing pour analyser les données.

Maintenant que le pont est dévoilé, les chercheurs vont commencer à collecter des données en temps réel pour surveiller son comportement.


Le premier pont en métal imprimé en 3D au monde entre en phase de test


Plus d’information:
Leroy Gardner et al, Tests et vérification initiale du premier pont métallique imprimé en 3D au monde, Journal de recherche sur l’acier de construction (2020). DOI : 10.1016/j.jcsr.2020.106233

Pinelopi Kyvelou et al, Essais mécaniques et microstructuraux de fils et d’arcs fabriqués de manière additive, Matériaux et conception (2020). DOI : 10.1016/j.matdes.2020.108675

C. Buchanan et al, L’impression 3D métallique dans la construction : un examen des méthodes, de la recherche, des applications, des opportunités et des défis, Structures d’ingénierie (2018). DOI : 10.1016/j.engstruct.2018.11.045

Fourni par l’Imperial College de Londres

Citation: La première passerelle en acier imprimée en 3D au monde dévoilée par un robot (2021, 15 juillet) récupérée le 15 juillet 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-07-world-3d-printed-steel-footbridge-unveiled.html

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