3D Printed Moulds for Precast Concrete Manufacturing

02/10/23-FR-English-NL-footer

Moules imprimés en 3D pour la fabrication de béton préfabriqué

ORNL’s 3D-printed polymer composite mould was used to produce precast concrete parts for a New York City building. Researchers conducted a techno-economic analysis that highlights the benefits over wood moulds. Credit: ORNL, U.S. Dept. of Energy and Gate Precast.

Les chercheurs du Oak Ridge National Laboratory ont mené une analyse complète du cycle de vie, des coûts et des émissions de carbone sur des moules imprimés en 3D pour béton préfabriqué et ont déterminé que la méthode est économiquement avantageuse par rapport aux moules en bois conventionnels.

Le béton préfabriqué est utilisé dans la construction de bâtiments et produit en versant le matériau dans un moule réutilisable. Depuis des décennies, ces moules sont fabriqués à partir de bois – une technique qui nécessite des compétences hautement spécialisées. Comme alternative, des moules fabriqués à partir de composites polymères renforcés de fibres peuvent être imprimés en 3D.

"Nous avons développé un modèle technico-économique qui comparait les coûts associés à chaque méthode, en évaluant les matériaux, l'équipement, l'énergie et la main-d'œuvre", a déclaré Kristina Armstrong de l'ORNL. "L'impression 3D peut fabriquer des moules complexes plus rapidement et les composites peuvent être recyclés, ce qui conduit à des moules plus économiques lorsqu'ils sont utilisés plusieurs fois pour des pièces préfabriquées en béton."

L'optimisation de la conception des moules réduit également la demande d'énergie et les émissions de carbone.

Des études futures évalueront davantage l’impact du recyclage.
NJC.© Info Oak Ridge National Laboratory

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02/10/23-English

3D Printed Moulds for Precast Concrete Manufacturing

ORNL’s 3D-printed polymer composite mould was used to produce precast concrete parts for a New York City building. Researchers conducted a techno-economic analysis that highlights the benefits over wood moulds. Credit: ORNL, U.S. Dept. of Energy and Gate Precast.

Oak Ridge National Laboratory researchers have conducted a comprehensive life cycle, cost and carbon emissions analysis on 3D-printed moulds for precast concrete and determined the method is economically beneficial compared to conventional wood moulds.

Precast concrete is used in building construction and produced by pouring the material into a reusable mould. For decades, these moulds have been made from wood — a technique that requires a highly specialized skillset. As an alternative, moulds made from fibre-reinforced polymer composites can be 3D printed.

“We developed a techno-economic model that compared costs associated with each method, evaluating materials, equipment, energy and labour,” ORNL’s Kristina Armstrong said. “3D printing can make complex moulds faster, and the composites can be recycled, leading to more economical moulds when used many times for precast concrete parts.”

Optimizing mould designs also reduces energy demand and carbon emissions.

Future studies will further evaluate the recycling impact.
NJC.© Info Oak Ridge National Laboratory

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02/10/23-NL

3D-geprinte mallen voor de productie van prefab beton

ORNL’s 3D-printed polymer composite mould was used to produce precast concrete parts for a New York City building. Researchers conducted a techno-economic analysis that highlights the benefits over wood moulds. Credit: ORNL, U.S. Dept. of Energy and Gate Precast.

Onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory hebben een uitgebreide levenscyclus-, kosten- en koolstofemissieanalyse uitgevoerd op 3D-geprinte mallen voor prefab beton en hebben vastgesteld dat de methode economisch voordelig is in vergelijking met conventionele houten mallen.

Prefab beton wordt gebruikt in de bouw en wordt geproduceerd door het materiaal in een herbruikbare mal te gieten. Al tientallen jaren worden deze mallen gemaakt van hout – een techniek die zeer gespecialiseerde vaardigheden vereist. Als alternatief kunnen mallen gemaakt van vezelversterkte polymeercomposieten 3D-geprint worden.

“We hebben een techno-economisch model ontwikkeld dat de kosten van elke methode vergeleek, waarbij materialen, apparatuur, energie en arbeid werden geëvalueerd”, aldus Kristina Armstrong van ORNL. “3D-printen kan complexe mallen sneller maken, en de composieten kunnen worden gerecycled, wat leidt tot zuinigere mallen wanneer ze vele malen worden gebruikt voor prefab betononderdelen.”

Het optimaliseren van matrijsontwerpen vermindert ook de energievraag en de CO2-uitstoot.

Toekomstige studies zullen de impact van recycling verder evalueren.
NJC.© Info Oak Ridge National Laboratory

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