Исследователи из Мичиганского университета разработали метод создания сверхлегкого безотходного бетона. Этот метод снижает вес готовой конструкции на 72% по сравнению с изделиями того же размера, созданными из классического материала. Технология предусматривает использование 3D-печати.
Традиционные подходы к 3D-печати бетоном или 3DCP направлены на оцифровку строительства и сокращение потребления бетона. Но они имеют геометрические ограничения, что позволяет использовать печать только для простых конструкций, таким как ортогональные стены. Инженеры использовали вычислительный дизайн и технологию роботизированной 3D-печати, которая эффективно сочетает оптимизацию топологии печатью бетона.
Печать сложных конструкций из бетона. Видео: University of Michigan
Оптимизация топологии — это метод, который создает наиболее эффективное распределение материала на основе критериев производительности, таких как прочность или вес, для заданного набора опор. Исследователи создали вычислительную модель, которая объединяет неплоское и переменное нанесение материала на основе формы и геометрических особенностей деталей с оптимизированной топологией. Это позволяет эффективно использовать материал, размещая его именно там, где он необходим для структурных целей.
Исследователи объясняют, что новый подход «устраняет ненужное чрезмерное строительство с избыточным количеством материалов». Это позволяет создавать более качественные и экологически безопасные конструкции с меньшими затратами. Они отмечают, что 3D-печать уже нашла применение на строительных площадках, новый подход расширит возможности для использования этой технологии.
