PhD opening in 3D printed stone for heritage buildings — ETH Zürich

Vollständige Beschreibung

PhD-Eröffnung in 3D-gedrucktem Stein für Heritage Buildings

100%, Zürich, befristet

Druck Druckerzeugnisse

Der Lehrstuhl für Digitale Gebäudetechnologien lädt zur Bewerbung um eine Doktorandenstelle zum 3D-Druck von Stein für die Restaurierung von historischen Gebäuden ein. Die Promotion beruht auf zwei eng miteinander verknüpften Arbeitsbereichen: der Entwicklung eines neuen Pulverbettdrucksystems mit räumlich sortierter Materialabscheidung und seiner Verwendung zur Herstellung von Ersatzteilen für historische Steinstrukturen. Diese Promotion ist Teil des Verbundprojekts ETH Grant "Räumlich abgestufter 3D-Druck zur Erläuterung der Konturskalierung von Bausteinen" und wird im engen Austausch mit einem zweiten Doktoranden am Lehrstuhl für Physikalische Chemie von Baustoffen in der Abteilung für Bauwesen, Umwelt und Geomatik durchgeführt.

Projekthintergrund

Stein gehört zu den ältesten Baustoffen und zu den am wenigsten kontrollierbaren: seine Eigenschaften finden sich im Steinbruch, nicht entworfen. Die Restaurierung macht diese Einschränkung akut deutlich. Ein Ersatzteil muss mit dem Original kompatibel sein und in einen Dialog mit einer Struktur treten, die seit Jahrhunderten gealtert ist. Mit historischen Steinbrüchen, die weitgehend erschöpft sind, ist die Auswahl und das Schnitzen natürlicher Blöcke bei jeder dieser Faktoren zu kurz.

Dieses Projekt verfolgt eine andere Prämisse: dass die Materialeigenschaften von Stein zu einem Designmedium werden können. Die am Stuhl entwickelte Pulverbettdruckplattform trennt Aggregate, Pulverbinder und flüssige Aktivatoren, die während der Herstellung jeweils einer unabhängigen Kontrolle unterliegen. Der nächste Schritt und der technische Kern dieses Doktorats besteht darin, diese Bestandteile in einem Stück zu variieren. Eine doppelte Pulverzufuhr und eine doppelte Flüssigkeitszufuhr ermöglichen es, Zusammensetzung, Porosität und Aussehen kontinuierlich über ein gedrucktes Element zu sortieren, wodurch ein Herstellungsprozess in ein Instrument zur Bestimmung des Materialverhaltens Punkt für Punkt verwandelt wird. Die Maschine und die Artefakte, die sie produziert, werden gemeinsam entwickelt, wobei jede Iteration die nächste informiert.

Das Projekt wird gemeinsam mit einer Materialwissenschaftsgruppe durchgeführt, die Verschlechterungsmechanismen von besonderem Interesse für Sandsteine untersucht, deren Forschung von gedruckten Proben mit präzise konstruierten Defekten und Gradienten abhängt. Die im Labormaßstab etablierten Fähigkeiten sollen auf den Drucker im architektonischen Maßstab des Stuhls übertragen werden, wo die abgestufte Deposition einen neuen Gestaltungsraum für Fassadensysteme eröffnet.

Stellenbeschreibung

• Sie entwerfen, bauen und beauftragen einen Pulverbettdrucker im Labormaßstab mit Dual-Pulver- und Dual-Flüssigkeitszufuhren, die aus dem architektonischen System des Stuhls stammen und als modulares Forschungsinstrument konzipiert sind, um neu konfiguriert zu werden, da die gedruckte Arbeit neue Fragen an die Maschine stellt
• Sie werden es verwenden, um Steinersatzteile für historische Gebäude herzustellen, Elemente, die die Kompatibilitätsanforderungen der Erhaltungspraxis erfüllen, während Sie in einen Dialog mit dem historischen Gewebe treten, das sie verbinden
• Sie werden tektonische Strategien für die Verbindung von gedruckten Teilen mit der vorhandenen Struktur entwickeln und untersuchen, wie ein gedrucktes Element die Oberfläche anspricht, auf die es trifft, mit abgestufter Farbe, Textur und gedruckter Ader unter den verfügbaren Mitteln
• Ihre gedruckten Muster dienen zusätzlich der Verschlechterungsforschung des Partnerstuhls, dessen Ergebnisse wiederum die Entwicklung des Druckprozesses beeinflussen.
• Sie publizieren an führenden Orten, präsentieren auf internationalen Konferenzen und tragen durch die Betreuung von Semester- und Masterprojekten zum Unterricht bei

Profil

• Wir suchen einen Kandidaten mit einem starken Hintergrund und idealerweise einem demonstrierten Werk in der digitalen Fertigung und dem Ehrgeiz, materielles Verhalten als Thema der Designforschung zu behandeln.
• Sie haben einen Master-Abschluss in Architektur oder in einer eng verwandten Disziplin, kombiniert mit erheblicher Designarbeit
• Sie haben echte Kompetenz im Bau von Fertigungsanlagen: Der Drucker wird gebaut und wiederholt modifiziert