پرینتر سه بعدی بتن روشی جدید برای تقویت سازه 

دانشمندان دانشگاه MIT استرالیا  روش جدید تقویت بتن به کمک پرینتر سه بعدی را دریافتند. در این روش پرینتر سه بعدی بتن با استفاده از الگوهای مارپیچی به جای خطوط موازی استاندارد، منجر به افزایش یكپارچگی ساختاری قطعه نهایی می شود. این، به نوبه خود تولید سازه های معماری بلندتر، پیچیده و خلاقانه را تسهیل می کند.

این تحقیق از ساختار داخلی پوسته های خرچنگ الهام گرفته شده است. این ویژگی در سخت پوستان رایج است که پوسته های خمیده ای را ایجاد می کند که در نتیجه نیاز به محافظ سخت تر است. در حالی که روشهای سنتی ساخت با بتن معمولاً به قالب نیاز دارند، اما این نیاز در ساخت افزودنی برطرف می شود.  چاپ سه بعدی بتن انعطاف پذیری در طراحی و ساخت پیچیده هندسی را امکان پذیر می کند، که به نوبه خود در مورد توسعه راه حل هایی با هدف افزایش مقاومت مواد، طیف گسترده تری از گزینه ها را ایجاد می کند.

دکتر سرشناس ، دکتر جاناتان تران ، اظهار داشت:: مطالعه ما چگونگی تأثیر الگوهای مختلف چاپ بر یکپارچگی ساختاری بتن چاپ سه بعدی را بررسی می کند و برای اولین بار مزایای یک روش الهام گرفته از زیست محیطی را در 3DCP نشان می دهد. ما می دانیم که مواد طبیعی مانند اسکلت های بیرونی خرچنگ دریایی در طول میلیون ها سال به ساختارهایی با عملکرد بالا تبدیل شده اند. بنابراین با تقلید از مزایای اصلی آنها می توانیم از آنجا که طبیعت قبلاً نوآوری کرده است پیروی کنیم.

توسعه چاپگر سه بعدی بتن

دانشمندان MIT ضمن تلاش برای گسترش كاربردهای بالقوه پرینتر سه بعدی بتن در زمینه های معماری، این روش را هنگام تحقیق در مورد طیف وسیعی از رویكردهای آزمایشی برای تولید مواد افزودنی با بتن  توسعه دادند. این تحقیق با استفاده از یک چاپگر سه بعدی رباتیک متحرک 16* 16 *16 فوت انجام شده است. آنها همچنین به بررسی اثرات الگوهای موازی، متقاطع و نیمه ایزوتروپیک و همچنین امکان تقویت بتن چاپی سه بعدی با استفاده از مواد زاید بازیافتی پرداختند. مقاله تحقیقاتی منتشر شده توسط دانشمند MIT به این نتیجه رسیده است که پیشرفتهای مشخصی در خصوص خصوصیات مکانیکی بتن چاپی حاصل از الگوی چاپ غیرمتعارف وجود دارد. این نتایج دارای پتانسیل نویدبخشی برای استفاده در معماری های بتونی بسیار پیچیده یا خود پشتیبانی می باشد.

چندین پروژه وجود داشته که با موفقیت از چاپ سه بعدی برای افزایش یکپارچگی سازه های بتونی استفاده کرده اند. محققان UC Berkeley  متوجه شدند که  امکان تقویت سازه های بتونی با استفاده از شبکه های پلیمری چاپ سه بعدی به طور قابل ملاحظه ای در نوآوری کشف شده وجود دارد. محققان MIT همچنین مزایای بالقوه گنجاندن سایر مواد را مورد بررسی قرار داده اند و دریافته اند که با ترکیب الیاف فولادی 1-2٪ درون مخلوط بتن، تخلخل و نقص آن کاهش یافته و مقاومت کلی مواد را افزایش می دهد. تران در ادامه در مورد پیامدهای بالقوه تحقیق MIT اظهار داشت:  فناوری چاپگر سه بعدی بتن دارای پتانسیل واقعی برای ایجاد انقلابی در صنعت ساخت و ساز است و هدف ما این است که این تحول را نزدیکتر کنیم. این توسعه با حرکتی گسترده تر بخشی از انقلابی است که در اتوماسیون در حال وقوع است.