受龍蝦殼啟發(fā) 研究人員打造出更堅固的3D打印混凝土

來源： cnBeta

據(jù)外媒報道，現(xiàn)在，3D打印正在開始塑造現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的形成方式，而新的研究可能會進(jìn)一步擴(kuò)大這項技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?。來自澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)(RMIT University)的科學(xué)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(shù)從而使得混凝土具有更大的強(qiáng)度。

RMIT大學(xué)的研究人員正在試驗(yàn)3D打印混凝土的不同方法，希望能在這種新興建筑形式中開辟新的可能性。通常情況下，混凝土結(jié)構(gòu)是通過在模具中澆鑄材料而形成，而3D混凝土打印(3DCP)所創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)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(xué)家們在混凝土混合料中加入了1%到2%的鋼纖維并研究了3D打印中常用的單向模式的多種替代方案，然而他們發(fā)現(xiàn)螺旋型模式特別成功。這一靈感來自于龍蝦殼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，據(jù)悉，龍蝦殼為甲殼類動物提供了強(qiáng)大的保護(hù)盾。

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(jié)構(gòu)完整性，并且還首次揭示了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(shù)百萬年的時間里已經(jīng)進(jìn)化成高性能的結(jié)構(gòu)，所以通過模仿它們的關(guān)鍵優(yōu)勢，我們可以跟上大自然已經(jīng)創(chuàng)新的地方。”
據(jù)研究人員介紹稱，這些螺旋狀圖案帶來的強(qiáng)度增強(qiáng)可以允許3D打印技術(shù)打印出更高、更復(fù)雜的混凝土結(jié)構(gòu)。他們將在一個新的5×5米移動機(jī)器人打印機(jī)的幫助下探索這些可能性，并同時研究如何在回收廢料的幫助下制作出該類型的3D打印混凝土結(jié)構(gòu)。

Tran指出：“由于龍蝦殼天生堅硬、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(jié)構(gòu)。由于目前這項工作還處于早期階段，所以我們需要展開進(jìn)一步的研究來測試混凝土在更大范圍內(nèi)的性能，但我們的初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，我們的研究方向是正確的?！?br />