Nowe badania: skręcone struktury betonowe wzmacniają odporność na pękanie dzięki drukowi 3D.

WarsawInżynierowie z Princeton opracowali sposób na zwiększenie odporności betonowych części na pękanie. Zainspirowani starożytną rybą latimerią, zastosowali w betonie projekt o podwójnej helisie. Dzięki tej nowej metodzie beton jest o 63% bardziej odporny na pękanie w porównaniu do standardowych technologii.

Proces, który zastosowali, polega na:

Zaprojektowane struktury, procesy wytwarzania przyrostowego oraz roboty przemysłowe do precyzyjnego nakładania materiału.

Zespół pod kierownictwem profesora Rezy Moini opracował nowy projekt betonu, który układa włókna w trójwymiarowej przestrzeni. Włókna te są luźno połączone, a delikatne dostosowanie ich orientacji pozwala stworzyć strukturę znacząco poprawiającą odporność na pękanie. Ten projekt jest określany jako „mechanizm wzmacniający”.

Kluczowe zalety tej metody obejmują:

• Ochrona przed rozprzestrzenianiem się pęknięć
• Zazębianie się powierzchni z pęknięciami
• Kierowanie pęknięć na zygzakowatą ścieżkę, gdy się pojawią

Zobacz również:

Dzisiaj · 12:24

Przełomowy proces przekształca odpady w ekologiczne paliwo lotnicze

Druk 3D odgrywa kluczową rolę w budownictwie. Roboty stawiają betonowe struktury warstwa po warstwie, co pozwala na realizację bardziej skomplikowanych projektów, które byłyby niemożliwe do wykonania przy użyciu tradycyjnych metod. Shashank Gupta, student studiów magisterskich i współautor, podkreślił, że roboty umożliwiają osiągnięcie wysokiej precyzji przy konstruowaniu belek i kolumn.

Laboratorium Moini wykorzystuje duże roboty przemysłowe w połączeniu z zaawansowanym przetwarzaniem materiału w czasie rzeczywistym, co pozwala im szybko tworzyć pełnowymiarowe komponenty strukturalne. Napotkali jednak problem z odkształcaniem się świeżego betonu pod własnym ciężarem. Aby temu zaradzić, opracowali system wytłaczania dwuskładnikowego umożliwiający lepszą kontrolę.

Ten system zawiera:

• Dwa wloty – jeden przeznaczony na beton, drugi na chemiczny akcelerator
• Mieszanie w dyszy tuż przed ekstruzją
• Przyspieszony proces utwardzania
• Zminimalizowane odkształcenia na niższych poziomach

Poprzez precyzyjne dostosowanie ilości przyspieszacza, udało im się lepiej kontrolować strukturę. Te ulepszenia sprawiają, że beton jest mocniejszy i bardziej estetyczny. To znaczący postęp w projektowaniu i budowie, który może prowadzić do trwalszych budynków i infrastruktury.

Ta technologia znajduje szerokie zastosowanie. Może być wykorzystywana zarówno w domach, jak i w dużych projektach budowlanych, co sprawia, że budynki stają się bardziej wytrzymałe i estetyczne.