worldsteel | Our stories: 充气式钢制家具为基础设施的轻量化铺平了道路

充气式钢制家具为基础设施的轻量化铺平了道路

一支波兰和瑞典设计人员组成的团队,完善了一种充气式钢制家具的制作方法,该技术可能为风能行业和建筑行业带来革命性变化。

建筑设计师Oskar Zieta与瑞典联邦理工学院的材料科学家Phillipp Dohmen,共同创造了这一工程技术,在不影响材料强度的前提下,进一步降低钢制产品的重量和成本。

该技术被称为内压变形技术(FiDU),它需要将钢板进行激光切割并且精密成形,误差需要保持在+/-0.1毫米之内。随后,这些1毫米厚的高强度钢板交由机器人焊接,从而确保成品的最高准确度。

 

 

家具的组成部分

该理念最早在家具制造业进行测试,齐耶塔工艺设计公司设计了一系列的梯子、椅子和板凳。Zieta设计的三条腿式普洛普板凳,由簿钢板卷轧成的钢管制成。

只需要利用一个简单的阀门,就可以为凳子充气,形成一把结实、轻便、时尚的座椅。由于钢材本身的强度,再加上创新的FiDU技术,获奖的普洛普板凳能够承受2吨以上的重量。

由于压缩空气的压力范围只有0.1-50巴,因此使用该方法制造的家具,用自行车打气筒就可以充气。不同于汽车行业目前使用的液压成形方法,FiDU技术在充气时,不需要使用模具为钢材塑形,因此甚至在家里就可以完成充气。

由于钢材本身的强度,再加上创新的FiDU技术,获奖的普洛普板凳能够承受2吨以上的重量。

这意味着在充气过程中,由于钢材的天然特性,钢材将会发生变形,因此每件家具虽然都来自完全相同的设计,但却拥有独一无二的外形。

平装家具概念的出现永久性地改变了室内家具的购买样态,FiDU技术的出现也将极大减轻产品重量,进一步提高家具购买的便利性。即使是平装家具,运输过程也需要占用大量空间,但是,与完全打开时的状态相比,未充气状态下的普洛普板凳几乎不占用任何空间。相应地,这显著降低了运输成本和相关排放物。

Dohmen说,之所以选择钢材,是基于多个考量因素。强度是一个主要方面,但获取难度和成本也是十分重要的因素。设计团队也实验过其他材料,但是钢材具有的灵活性意味着,不同于铝材,钢材可以冷成型。

从基础设施到可再生能源,甚至太空旅行,FiDU技术应用十分广泛。

 

打造充气钢材制品的未来?

Dohmen看到家具行业之外,还存在着大量机会。由于建筑设计上的经验,现在设计团队把研究重点放在建筑和住房应用上,他们使用充气式钢结构,成功建造了一座小桥。

不仅如此,设计团队还设计和建造了一台小型风力涡轮机。Dohmen说,目前许多风力涡轮机的叶片都使用树脂玻璃或碳纤维制成,每个两米长叶片的造价高达600美元。与之相比,使用FiDU技术制造的钢制叶片,成本只有25美元,并且更加耐用。通过应用钢制技术,可以显著降低可再生风能的使用成本。

Dohmen与Zieta正在开发一种高速公路上使用的防撞护栏。不同于其他护栏,这种护栏使用充气加压,提供了与当前护栏相同的变形能力,有助于吸收撞击和保护驾驶员安全。

Dohmen说,这种产品只需要一点点材料就可制成,可以大大降低全球高速公路的环境足迹。

显然,借助钢材的特殊性质,该技术可以灵活地应用到几乎任何地方。事实上,作为发明人,Zieta的梦想是把FiDU技术用于太空建筑。在太空,该技术的超轻型紧凑式设计将具有独一无二的适应优势。

 

图片: Zieta Prozessdesign