로봇 3D 프린팅 기술로 제작한 비틀린 콘크리트 구조, 균열 저항성 <strong>63%</strong> 향상.

Seoul프린스턴 대학의 엔지니어들은 콘크리트 부품이 덜 갈라지게 하는 방법을 개발했습니다. 이들은 고대의 실러캔스 물고기를 연구해 콘크리트에 이중 나선형 설계를 적용했습니다. 이 새로운 방법은 기존의 방법보다 콘크리트의 내균열성을 63% 향상시킵니다.

그들이 사용한 절차는 다음과 같습니다:

• 설계된 디자인
• 적층 제조 공정
• 정밀한 소재 배치를 위한 산업용 로봇

레자 모이니 부교수의 팀은 콘크리트에서 삼차원으로 배열된 섬유 구조를 개발했습니다. 이 섬유들은 느슨하게 연결되어 있으며, 그 방향을 약간 조정하면 균열 저항성이 크게 향상되는 구조를 만들 수 있습니다. 이 설계는 '강화 메커니즘'이라고 불립니다.

이 기술의 주요 이점은 다음과 같습니다:

• 금이 가는 것을 방지함
• 파손된 표면을 서로 연결시킴
• 일단 금이 가면 직선 경로에서 벗어나도록 유도함

건설 분야에서 적층 제조는 중요합니다. 로봇은 콘크리트 구조물을 층층이 쌓아 올리며, 전통적인 방법으로는 불가능한 복잡한 설계를 가능하게 합니다. 대학원생이자 공동저자인 샤샹크 굽타는 로봇이 빔과 기둥의 건설에서 높은 정밀도를 달성하는 데 도움을 준다고 강조했습니다.

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모이니의 연구실은 대형 산업용 로봇과 첨단 실시간 재료 처리 기술을 활용하여 신속하게 대형 구조물을 제작하고 있습니다. 하지만 신선한 콘크리트가 자체 무게로 인해 변형되는 문제를 겪었습니다. 이를 해결하기 위해 더 나은 제어가 가능한 이중 성분 압출 시스템을 개발했습니다.

이 시스템은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다:

• 콘크리트와 화학 가속제를 위한 두 개의 주입구
• 노즐 내에서 압출 직전에 혼합
• 빠른 경화 과정
• 하부 레벨에서의 변형 최소화

촉진제의 양을 신중하게 조절하여 구조에 대한 통제력을 향상시켰습니다. 이러한 개선은 콘크리트를 더 강하고 보기 좋게 만듭니다. 이는 건축 설계 및 건설 분야에서 중요한 발전으로, 더 오래 지속되는 건물과 인프라의 가능성을 열어줍니다.

이 기술은 다양한 방식으로 활용될 수 있으며, 가정에서도 큰 건설 프로젝트에서도 사용할 수 있습니다. 이를 통해 건축물은 더욱 견고해지고 시각적으로도 매력적으로 만들어집니다.