Исследователи из «Purdue University» в США имеют цементную пасту, используемую для создания различных элементов инфраструктуры, которые становятся более жесткими под давлением. Исследователи утверждают, что этот метод может способствовать созданию устойчивых структур, которые могут противостоять негативным влияниям стихийных бедствий, таких как землетрясения и пожары.
«Природа должна бороться со слабыми местами, чтобы выжить, поэтому мы работаем с недостатками материалов на основе цемента, чтобы повысить их прочность, - сказал Ян Олек, профессор «Purdue's Lyles School of Civil Engineering».
Считается, что работа исследователей может привести к созданию большего количества устойчивых к дефектам и разрушениям структурных элементов, таких как балки или колонны.
Техника 3D-печати черпает вдохновение из структур раковин членистоногих. Можно анализировать, как распространяются повреждения между слоями материала и, при желании, менять характеристики плотности и гибкости. Аналогией этому может являться сложность при попытке переламывании кучи сырой лапши, и, соответственно, простота при переламывании одной штуки.
«Экзоскелеты членистоногих имеют механизмы предотвращения трещин и упрочнения, которые мы можем воспроизводить в 3D-печати цементной пастой», - сказал Пабло Заватьери, профессор отдела гражданского строительства.
3D-печатные материалы на основе цемента, такие как цементная паста, раствор и бетон, дадют инженерам больше контроля над дизайном и производительностью, но технические возможности встали на пути их расширения.
«Трехмерная печать устранила необходимость создания пресс-формы для каждого типа дизайна, так что мы сможем достичь уникальных свойств материалов на основе цемента, которые были невозможны раньше», - сказал Джеффри Янгблод, профессор материаловедения.
Команда также использует микро-КТ сканирование, чтобы лучше понять поведение закаленных 3D-печатных материалов на основе цемента и воспользоваться полученной информацией об их слабых характеристиках, такими как, например, области пор, найденные между печатными слоями, которые способствуют растрескиванию.
Результаты этих исследований были недавно представлены на первой международной конференции по производству бетона и цифровых технологий.
Элементы напечатанные биоразлагаемой цементной пастой, составляли три группы по структуре строения: «honeycomb», «compliant» и «Bouligand». Каждая обладала определёнными свойствами после закалки. Например, «Bouligand» более устойчива к образованию трещин, тогда как в «compliant» элементы похожи на пружину, даже не смотря на то, что они сделаны из хрупкого материала.
В настоящее время команда планирует изучить другие способы создания элементов на основе цемента для производства более устойчивых структур.
Реализуй свои мысли и идеи посредством 3D-печати с командой профессионалов!
Официальный сайт: http://k-craft.ru/
Вконтакте: https://vk.com/3dcrafter