Исследователи из MIT разработали систему для 3D-печати бетона, которая учитывает физические ограничения принтеров при проектировании конструкций. Технология позволяет сократить расход материала и отказаться от опалубки, что снижает углеродный след строительства.

Для проверки метода команда напечатала бетонный мост длиной 2,3 метра. Печать заняла 30 минут. Конструкция весом 410 кг выдержала нагрузку 910 кг без заметных прогибов. Результаты практически совпали с данными компьютерного моделирования.

Система оптимизации учитывает три ключевых ограничения принтера: толщину печатного слоя, угол поворота сопла и необходимость непрерывной печати. Традиционные методы требуют нескольких дней на адаптацию проекта под возможности оборудования. Новый алгоритм генерирует готовую к печати модель за две минуты. При корректировке размера моста обновленный проект был создан за 5-10 минут.

Испытания выявили неожиданный факт: прочность конструкции ограничивает не бетон, а сам принтер. Ключевой параметр — ширина печатного валика, которая составляла 4 см. Расчеты показали, что принтер с валиком шириной 1 см сократил бы расход материала на 76%. Мост работал только на сжатие и сломался при попытке поднять один из его углов.

Результаты работы опубликованы в журнале Additive Manufacturing. Исследование проводилось совместно с компанией Autodesk в Бостоне. Следующий этап — интеграция арматуры в печатные бетонные конструкции для работы на растяжение. Авторы видят применение этой технологии при ликвидации последствий стихийных бедствий, когда требуется быстрое возведение инфраструктуры.

Источник: Tech Xplore