受龍蝦殼啟發(fā) 研究人員打造出更堅(jiān)固的3D打印混凝土

來源： cnBeta

據(jù)外媒報(bào)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(xiàng)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(xiàng)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(shí)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(shí)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(jiān)硬、自然彎曲，我們知道這可以幫助我們提供更堅(jiān)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(xiàng)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。”