Истражувачи од Универзитетот на Ново Мексико (UNM) постигнаа голема пресвртница во градежните иновации со патентирање на флексибилен бетонски материјал дизајниран за 3Д печатење. Вооружен со 3Д бетонски печатач и напредни мерни алатки, тимот од Одделот за градежништво и инженерство на животната средина Џералд Меј се справува со долготрајните предизвици во градежништвото и одржувањето на инфраструктурата.
Новиот материјал може да го отвори патот за побезбедни, поотпорни згради и мостови, а истовремено значително да ја намали потребата од чести поправки. Традиционалните методи на градба често бараат тешки машини и рачна работа за поставување челични или дрвени греди, процес кој не само што е скап, туку и опасен. Мерјам Хоџати, доцент на UNM, ги предводи напорите за автоматизирање и иновирање на овој процес со 3Д печатење.
Бетонот, иако е силен во компресија, е познат како кршлив под товар. Оваа карактеристика води до чести пукнатини и тековно одржување, без разлика дали се работи за тротоари, згради или мостови.
Природните катастрофи како земјотресите и силните ветрови го засилуваат проблемот. Овие сили создаваат притисок врз структурите, дополнително изложувајќи ги слабостите на бетонот. На глобално ниво истражувачите рабоат на решавање на овие прашања, но постоечките техники за 3Д печатење сè уште се потпираат на традиционалните засилувања, како што се греди или арматури, кои го ограничуваат целосниот автоматизиран потенцијал на 3Д печатењето.
Истражувачите на UNM развија решение кое ги решава овие ограничувања. Д-р Мухамед Саид Зафар создаде мешавина од материјали што е и силна и флексибилна. „Ако зборуваме за 3Д печатење или за производство на адитиви во полето на метали и пластика, тоа е во многу напредна фаза, но печатењето на бетон сè уште се развива“, истакна Зафар.
Новата супстанција интегрира висока концентрација на полимерни влакна, обезбедувајќи и цврстина на истегнување и флексибилност. Поради инкорпорирањето на големи количини на кратки полимерни влакна во овој материјал, тој може да го држи целиот бетон заедно кога е подложен на какво било оптоварување на свиткување или напнатост, вели Хоџати.
Патентираниот материјал, развиен во соработка со Зафар и истражувачот Амир Бахши, нуди четири различни мешавини, со капацитети на истегнување до 11,9% повеќе од конвенционалните материјали. Оваа мешавина ја одржува потребната вискозност за непречено 3Д печатење без затнување на млазницата.
Постигнувањето на оваа рамнотежа не било лесно. Тестирањето вклучувало печатење на мали структури како призми и кучешки коски, проследено со ригорозна проценка на цврстината на свиткување и истегнување. Биле тестирани различни материјали, вклучувајќи поливинил алкохол, силика пареа, летечка пепел и полиетиленски влакна со ултра висока молекуларна тежина.
Импликациите од ова откритие се протегаат многу подалеку од Земјата. Вселенските агенции како НАСА го истражуваат 3Д печатењето како решение за изградба на живеалишта на други планети. Транспортот на тешки челични греди и голема работна сила во вселената е непрактично, што ги прави иновативните материјали како што е свитливиот бетон на UNM потенцијални ррешенија на проблемот.
Оваа технологија би можела да ја трансформира градежната индустрија со овозможување на структури кои се поотпорни на природни катастрофи и бараат поретко одржување. Исто така, промовира поголема автоматизација, намалувајќи ги трошоците и ризиците поврзани со традиционалните методи на градба.
(Interesting Еngineering)
(фото: Wikimedia)
