ROLLA, Mo. – Μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Μιζούρι εργάζεται επί του παρόντος για να κάνει την τρισδιάστατη εκτύπωση σκυροδέματος ταχύτερη, ισχυρότερη και πιο ανθεκτική για το Σώμα Μηχανικών Στρατού των ΗΠΑ.
«Μέσω της έρευνάς μας, ελπίζουμε να αναπτύξουμε νέα σύνθετα σκυροδέματος οπλισμένου με ίνες που μπορούν να εκτυπωθούν 3D», λέει ο Δρ Kamal Khayat, αντιπρόεδρος της S&T για την έρευνα και την καινοτομία. «Αυτός ο τύπος εκτύπωσης μπορεί να επιτρέψει την ταχύτερη κατασκευή προστατευτικών κατασκευών πεδίων μάχης, συμπεριλαμβανομένων προσωρινών γεφυρών, στρατιωτικών στρατώνων, φυλάκων, αποθηκών και ασπίδων ανθεκτικών στις εκρήξεις, οι οποίες μπορούν να μειώσουν τους κινδύνους για τους στρατιώτες σε ασταθείς περιοχές».
Ο Khayat είναι επίσης μέλος ΔΕΠ για την Ε&Τ και υπηρετεί ως καθηγητής Πολιτικών Μηχανικών στο Vernon and Maralee Jones.
Αυτήν τη στιγμή, ερευνητές Ε&Τ εργάζονται σε δύο έργα που χρηματοδοτούνται από επιχορηγήσεις που σχετίζονται με αυτό το εγχείρημα. Το ένα είναι για 320.000 $ μέσω του Σώματος Μηχανικών Στρατού των ΗΠΑ. Αυτή η επιχορήγηση ξεκίνησε τον Απρίλιο του 2022 και θα διαρκέσει δύο χρόνια. Το άλλο, το οποίο ήταν για 360.000 δολάρια, απονεμήθηκε στην S&T μέσω του Διεθνούς Πανεπιστημίου της Φλόριντα, αλλά αυτό είναι μέρος ενός μεγαλύτερου έργου που είναι επίσης μέσω του Σώματος Μηχανικών. Αυτή η επιχορήγηση χορηγήθηκε το φθινόπωρο του 2022 και θα διαρκέσει μέχρι τον Αύγουστο του 2025.
„Υπάρχουν σαφείς διαφορές μεταξύ των στόχων και του πεδίου εργασίας αυτών των επιχορηγήσεων, αλλά έχουν τους ίδιους γενικούς στόχους στο μυαλό τους για την προώθηση της τελευταίας τεχνολογίας πρόσθετων κατασκευών από σκυρόδεμα“, λέει ο Khayat. «Και για τα δύο, στοχεύουμε να εκτυπώσουμε σκυρόδεμα οπλισμένου με ίνες σε περίπλοκα σχήματα χωρίς εργασία και με λίγο ή καθόλου χάλυβα οπλισμού που απαιτείται συνήθως για να αντέχει στις εφελκυστικές τάσεις σε κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα».
Το έργο που ξεκίνησε τον Απρίλιο του 2022 θα εξετάσει τρεις διαφορετικές κατηγορίες αντοχής σκυροδέματος και θα αναπτύξει μεθόδους ελέγχου ποιότητας για την τρισδιάστατη εκτύπωση.
Το δεύτερο έργο εξετάζει το σκυρόδεμα εξαιρετικά υψηλής απόδοσης και πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τρισδιάστατη εκτύπωση με τρεις διαφορετικές μεθόδους κατασκευής: στρώμα-στρώμα, ψεκασμένο σκυρόδεμα και συστήματα ξυλοτύπου παραμονής στη θέση τους.
«Η χρήση σκυροδέματος εξαιρετικά υψηλής απόδοσης με τρισδιάστατη εκτύπωση είναι μια νέα ιδέα και είμαστε επικεφαλής αυτής της εργασίας στο Missouri S&T», λέει ο Khayat. «Υπάρχουν πολλές τεχνικές προκλήσεις που θα χρειαστεί να επιλύσουμε, αλλά υπάρχουν επίσης πολλές ευκαιρίες που υπάρχουν μπροστά μας μόλις κατακτήσουμε αυτή τη διαδικασία κατασκευής».
Ο Khayat λέει ότι αυτή η έρευνα θα είναι πολύ ωφέλιμη για τον αμερικανικό στρατό και τις κατασκευαστικές εταιρείες για πολλούς λόγους.
«Αυτό είναι κάτι που θα μπορούσε να γίνει γρήγορα και μπορεί να ξεπεράσει εμπόδια βάρους και υλικοτεχνικής υποστήριξης που σχετίζονται με τη χρήση σκυροδέματος για γρήγορη κατασκευή ή την επισκευή της απαραίτητης υποδομής πεδίου μάχης», λέει.
«Το τρισδιάστατο εκτυπωμένο σκυρόδεμα μπορεί επίσης να είναι ζωτικής σημασίας για την ανθρωπιστική βοήθεια και τις εφαρμογές ανακούφισης από καταστροφές. Οι άνθρωποι θα μπορούν να χρησιμοποιούν υλικά που είναι τοπικά διαθέσιμα, όπως φυσικές ποζολάνες, θίνες ή θρυμματισμένη άμμος και φυσικές ίνες για να φτιάξουν ένα οικονομικό σκυρόδεμα ενισχυμένο με ίνες για τρισδιάστατη εκτύπωση».
Ο Khayat λέει ότι αυτός ο τύπος κατασκευής είναι ο τρόπος του μέλλοντος και είναι χαρούμενος που βλέπει το πεδίο να κινείται προς αυτή την κατεύθυνση.
«Πολλές άλλες βιομηχανίες έχουν αγκαλιάσει την προηγμένη κατασκευή και χρήση της ρομποτικής για αρκετό καιρό», λέει. «Η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης και η ανάπτυξη ειδικών αισθητήρων και η χρήση τεχνητής νοημοσύνης μπορούν να επεκτείνουν τον αυτοματισμό κατασκευών, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε μεγαλύτερη ασφάλεια στα εργοτάξια και να μειώσει τις εργατικές και χρονοβόρες εργασίες κατασκευής».
Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με το τμήμα πολιτικών, αρχιτεκτονικών και περιβαλλοντικών μηχανικών της S&T, επισκεφθείτε φροντίδα.mst.edu.
