Будівництво майбутнього: панцирі омарів підказали інженерам, як друкувати з бетону унікальні конструкції

Вчені з австралійського університету RMIT розробили техніку 3D-друку бетону, яка надає йому велику міцність, імітуючи вигнуті візерунки на панцирах омарів.

Вчені надихнулися панцирями омарів і тепер змушують промислові принтери друкувати з бетону складні конструкції

Дослідники з Університету RMIT експериментували з різними підходами до 3D-друку з бетону, сподіваючись знайти спосіб, який міг би відкрити нові можливості в цій Сфері архітектури та будівництва. Якщо бетонні конструкції зазвичай формуються шляхом заливки матеріалу у форму, конструкції, створені за допомогою 3D-друку бетону (3DCP), поступово формуються шляхом друку одного шару поверх іншого паралельними лініями.

У рамках нового дослідження вчені включили від 1 до 2 відсотків сталевих волокон у бетонну суміш і вивчили безліч альтернатив односпрямованим візерункам, зазвичай використовуваним у 3D-друку. Особливий успішними стали споруди з так званими гелікоїдальними візерунками. Вони були натхненні внутрішньою структурою панцирів омарів, які в ході еволюції зробили захист ракоподібних практично ідеальним.

«Ми знаємо, що природні матеріали, такі як екзоскелети омарів, за мільйони років перетворилися на високоефективні конструкції, тому, наслідуючи їх ключових переваг, ми можемо простежити за тим, де природа вже впровадила інновації», - поділився провідний дослідник, доктор Джонатан Тран.

На думку вчених, підвищена міцність, викликана цими спіралевидними візерунками, може дозволити друкувати більш високі і складні бетонні конструкції на 3D-принтері. Вони вивчають ці можливості за допомогою нового мобільного роботизованого принтера розміром 5 x 5 метрів. Крім того, команда хоче дізнатися, чи можна відтворити ці типи бетонних конструкцій, надрукованих на 3D-принтері, за допомогою перероблених відходів.

«Оскільки панцирі омарів від природи міцні і гладкі, це допоможе нам отримати більш міцні бетонні форми, від простих арок до плавно вигнутих складних конструкцій», - пояснив Тран. «Ця робота знаходиться на ранніх стадіях, тому нам необхідні подальші дослідження, щоб перевірити, як бетон працює за більш широким діапазоном параметрів, але наші початкові експериментальні результати показують, що ми на правильному шляху».

Дослідження було опубліковано в журналі 3D Printing and Additive Manufacturing, а на відео нижче представлений огляд дослідження: