3D-печать начинает определять способ формирования современных структур и новые исследования могут еще больше расширить потенциал этой технологии. Ученые из австралийского университета RMIT разработали технику 3D-печати бетона, которая придает ему большую прочность, имитируя извилистые узоры на панцирях омаров.

Исследователи из Университета RMIT экспериментировали с различными подходами к 3D-печати бетоном, надеясь найти тот вариант, который мог бы открыть новые возможности в этой новой форме архитектуры. Если бетонные конструкции обычно формируются путем заливки материала в форму, то конструкции, созданные с помощью 3D-печати бетона, постепенно формируются путем печати одного слоя поверх другого параллельными линиями.

В рамках своего исследования ученые включили от 1 до 2 процентов стальных волокон в свою бетонную смесь и исследовали множество альтернатив однонаправленных рисунков, обычно используемым в 3D-печати, но нашли особый успех в так называемых геликоидальных рисунках. Они были вдохновлены внутренней структурой панцирей омаров, которые в ходе эволюции стали предлагать ракообразным надежный защитный щит.

«В нашем исследовании изучается, как различные рисунки печати влияют на структурную целостность бетона, напечатанного на 3D-принтере, и впервые раскрываются преимущества био-вдохновленного подхода в 3DCP», - говорит ведущий исследователь доктор Джонатан Тран. «Мы знаем, что природные материалы, такие как экзоскелеты омаров, за миллионы лет превратились в высокоэффективные конструкции, поэтому, подражая их ключевым преимуществам, мы можем проследить за тем, что природа уже внедрила инновации».

По мнению исследователей, повышенная прочность, вызванная этими спиралевидными узорами, может позволить печатать более высокие и сложные бетонные конструкции на 3D-принтере. Они изучат эти возможности с помощью нового мобильного роботизированного принтера размером 5 x 5 м (16 x 16 футов), а также изучат, как эти типы бетонных конструкций, напечатанных на 3D-принтере, могут быть созданы с помощью переработанных отходов.

«Поскольку панцири омаров по своей природе прочные и изогнутые, мы знаем, что это может помочь нам получить более прочные бетонные формы, такие как арки, плавные или искривленные конструкции», - говорит Тран. «Эта работа находится на ранних стадиях, поэтому нам необходимы дальнейшие исследования, чтобы проверить, как бетон работает по более широкому диапазону параметров, но наши первоначальные экспериментальные результаты показывают, что мы на правильном пути».