Бетонный мост напечатали на 3D-принтере за 30 минут — технология экономит 76% раствора

Массачусетский технологический институт (MIT) решил фундаментальную проблему экологичного строительства. Инженеры связали математические модели с физическими ограничениями крупногабаритных 3D-принтеров. Результаты испытаний инновационного программного фреймворка опубликовало издание Interesting Engineering.

Внедрение крупноформатной 3D-печати в строительную отрасль годами буксовало из-за несовместимости софта и «железа». По словам участника проекта Хаджина Ким-Таковяка, между идеальными компьютерными моделями и реальными возможностями принтеров существовала «настоящая пропасть». Широкие сопла строительных манипуляторов физически не справлялись со сложными архитектурными формами. Для решения этой проблемы авторы применили математический аппарат смешанно-целочисленной оптимизации. Новый софт автоматически учитывает ограничения конкретного экструдера — от толщины выдавливаемого слоя до минимального радиуса поворота головки — и строит непрерывную траекторию движения. Как утверждает соавтор работы Зейн Шеммер, если раньше на подобные расчеты уходили дни, то теперь обычный ноутбук справляется с задачей за десять минут.

Работы проводились на базе бостонской технологической площадки компании Autodesk. За тридцать минут инженеры изготовили из обычной строительной смеси арочную конструкцию протяженностью 2,3 метра. Сужение диаметра печатного шва с четырех до одного сантиметра обеспечило колоссальную экономию ресурсов. Общая масса израсходованной смеси упала на 76%, что позволяет значительно снизить углеродный след при возведении зданий.

Тестовая сборка весом 408 килограммов (около 900 фунтов) успешно выдержала распределенную нагрузку почти в тонну, показав отсутствие измеримой деформации на изгиб. Безопалубочная заливка идеально подходит для быстрого возведения укрытий в зонах стихийных бедствий. Конструкция отлично держит сжатие, однако уязвима к силам растяжения — тестовый пролет треснул при попытке поднять его за угол с помощью крана. Следующий этап проекта предполагает разработку процесса для непрерывной укладки стальной арматуры прямо во время 3D-печати.

Источник: Interesting Engineering