Hydraulikäyttöisen betonipumpun mallinnus ja simulointi betonin 3D-tulostamisessa
Välilehto, Verneri (2021)
Välilehto, Verneri
2021
Teknisten tieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-03-24
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202103232639
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202103232639
Tiivistelmä
Tässä työssä tutkitaan betonin pumppaamista, 3D-tulostamista ja virtauksen mallintamista. Työn ensimmäisenä tarkoituksena on selvittää, millaisia ratkaisuja betonin pumppaamiseen käytetään, mitkä ovat niiden erikoispiirteet ja miten ne ovat sovellettavissa betonin 3D-tulostamiseen. Toisena tarkoituksena on selvittää, miten betonin 3D-tulostaminen on sovellettavissa rakennusteollisuuden tarpeisiin, mitä etuja se mahdollistaa perinteisiin rakennusmenetelmiin verrattuna ja mitä huomioitavia seikkoja siinä on. Tämän lisäksi tarkoituksena on selvittää, millaisia kaupallisia ratkaisuja siihen on. Kolmantena tarkoituksena on selvittää, miten betonin putkivirtausta voidaan mallintaa ja simuloida.Työn teoriaosuudessa perehdyttiin eri betonipumpputyyppeihin, niiden erityispiirteisiin ja käyttötarkoituksiin. Tämän jälkeen selvitettiin, millaisia pumppuja betonin 3D-tulostamiseen on olemassa, mitkä ovat betonin tulostamisen erityispiirteet, millaisia betoniseoksia tulostamisessa käytetään ja millaisia kaupallisia sovelluksia siihen on. Teoriaosuuden lopuksi selvitettiin, kuinka betonin putkivirtausta voidaan mallintaa. Teoriaosuuden pohjalta mallinnettiin yksinkertaistettu betonille tarkoitettu hydraulikäyttöinen sylinteripumppu. Mallinnetulla sylinteripumpulla tutkittiin betonivirtauksen käyttäytymistä 3D-tulostamisen kannalta olennaisissa tapauksissa. Selvityksen tuloksena varmistui, että betonin 3D-tulostamiseen on olemassa kaupallisia ratkaisuja. Tulostamisessa on kuitenkin kiinnitettävä erityistä huomiota seoksen ominaisuuksiin, koska ne vaikuttavat merkittävästi tulostamisen onnistumiseen. Simulointituloksista havaittiin, että sylinteripumpun tuottama tilavuusvirta on jaksottaista. Jaksottainen tilavuusvirta vaikeuttaa 3D-tulostamista, joten kaupallisissa ratkaisuissa käytetään usein sylinteripumpun sijasta ruuvipumppua.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [7052]