受龍蝦殼啟發 研究人員打造出更堅固的3D打印混凝土

據外媒報道,現在,3D打印正在開始塑造現代結構的形成方式,而新的研究可能會進一步擴大這項技術的發展潛力。來自澳大利亞皇家墨爾本理工大學(RMIT University)的科學家們通過模仿龍蝦殼上的彎曲圖案提出了一種3D打印技術從而使得混凝土具有更大的強度。

RMIT大學的研究人員正在試驗3D打印混凝土的不同方法,希望能在這種新興建築形式中開辟新的可能性。通常情況下,混凝土結構是通過在模具中澆鑄材料而形成,而3D混凝土打印(3DCP)所創建的結構則是通過平行線一層一層地打印堆砌而成。

作為研究的一部分,科學家們在混凝土混合料中加入了1%到2%的鋼纖維並研究了3D打印中常用的單向模式的多種替代方案,然而他們發現螺旋型模式特別成功。這一靈感來自於龍蝦殼的內部結構,據悉,龍蝦殼為甲殼類動物提供了強大的保護盾。

受龍蝦殼啟發 研究人員打造出更堅固的3D打印混凝土

該項研究的首席研究員Jonathan Tran博士表示:「我們的研究探索了不同的打印圖案是如何影響3D打印混凝土的結構完整性,並且還首次揭示了3DCP中仿生方法的好處。我們知道,像龍蝦外骨骼這樣的天然材料在數百萬年的時間里已經進化成高性能的結構,所以通過模仿它們的關鍵優勢,我們可以跟上大自然已經創新的地方。」

據研究人員介紹稱,這些螺旋狀圖案帶來的強度增強可以允許3D打印技術打印出更高、更復雜的混凝土結構。他們將在一個新的5×5米移動機器人打印機的幫助下探索這些可能性,並同時研究如何在回收廢料的幫助下製作出該類型的3D打印混凝土結構。

Tran指出:「由於龍蝦殼天生堅硬、自然彎曲,我們知道這可以幫助我們提供更堅固的混凝土形狀如拱門和流動或扭曲的結構。由於目前這項工作還處於早期階段,所以我們需要展開進一步的研究來測試混凝土在更大范圍內的性能,但我們的初步實驗結果表明,我們的研究方向是正確的。」

來源:cnBeta