Ученые из Массачусетского технологического института представили инновационную технологию для оптимизации работы строительных 3D-принтеров. Это новшество позволяет создавать полностью готовые мостовые конструкции из бетона, что ранее считалось сложной задачей для 3D-печати.
Проектирование мостов связано с необходимостью сочетания легкости и высокой прочности, что делает их одними из самых сложных объектов для строительства. Современные математические модели только усложняют задачу, так как детали с уникальными формами часто нужно соединять под нестандартными углами. В то же время, 3D-принтеры обычно настроены на экономию времени и материалов, что ограничивает их возможности.
Инженеры решили не разрабатывать новый принтер для мостов, а сосредоточились на оптимизации существующих моделей, преодолевая три основных ограничения: толщину шва, угол поворота сопла и необходимость непрерывной печати. Они создали виртуальную модель моста и процесса его печати, которую можно многократно улучшать перед началом работы. Например, уменьшение ширины шва с 4 до 1 см позволило сократить расход бетона на 76%.
Мост, напечатанный за 30 минут, имеет длину 2,3 метра и способен выдержать нагрузку до 900 кг. Однако его запас прочности к сжимающим нагрузкам велик, в то время как к растягивающим он минимален. Поэтому при поднятии моста за одну сторону конструкция может разрушиться. Это объясняется отсутствием каркаса – мост представляет собой лишь застывший бетон в необычной форме. Таким образом, для капитального строительства эта технология пока не подходит, но может быть полезной в экстренных ситуациях как временное решение.
