Команда исследователей из Политехнического университета Валенсии, Испания, разработала альтернативу высокопрочным железобетонным балкам - аналогичные по прочности конструкции можно печатать из переработанного пластика.

Основной выигрыш достигается за счет уменьшения массы конструкций на 80% - 3D-печать облегчает транспортировку и снижает энергозатраты на монтаж балок. Исключение металла устраняет риск коррозии.

Исследователи выбрали переработанный пластик в целях минимизации экологического следа и почерпнули ряд конструктивных особенностей из устройства человеческих костей. Разработчики частично воспроизвели структуру костного эпифиза, концевой части кости, состоящей из нескольких слоев, которые придают “конструкции” значительную жесткость, но при этом сохраняют ее легкой. 

Модульная структура печатных блоков позволяет строителям группировать их подобно кирпичикам LEGO прямо на стройплощадке - бетон добавляется на последнем этапе, формируя финальную структуру балки. Транспортировка 3D-печатных балок не требует тяжелых грузовиков и прочей строительной техники.

Исследование заняло порядка 3 лет, разработчики запатентовали открытие в октябре 2020 года.

Строительная 3D-печать развивается весьма стремительно: в последние годы разработчикам удалось улучшить свойства множества материалов, ускорить производственные процессы, уменьшить издержки и минимизировать последствия для экологии. 

В октябре 2020 года группа исследователей из Калифорнийского университета представила метод печати октетных полимерных решеток, структур, призванных повысить надежность и экологичность бетона. Новинка характеризуется уникальной комбинацией легкости и прочности, способной предотвращать появление трещин. Подход снижает содержание бетона в конструкции на 33%, облегчая структуру и сохраняя ее несущие способности.

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха продемонстрировали процесс трехмерной печати бетонных конструкций, получивший название “яичная скорлупа”. Подход сочетает крупномасштабную роботизированную FDM-печать с одновременной заливкой быстротвердеющим бетоном: технология сулит экономию на опалубке, стоимость которой может превышать 50% от стоимости материалов в случае возведения сложных конструкций.

В апреле 2021 году исследователи из Технологического Университета Суинберн, Австралия, и Технологического университета Хэбэя, Китая, получили бетон для 3D-печати из строительных отходов.

Источники: 3dpulse.ru; 3dprintingindustry.com; 3dnatives.com; изображение в заголовке: aplicat.upv.es  

--