Живые организмы на протяжении эволюции учились справляться со своими недостатками — и в идеале даже использовать их с пользой. Примерно по такой же схеме работала команда ученых из Университета Пердью. Зная о недостатках бетона, они экспериментировали со структурой. Цель — увеличить прочность за счет неизбежных пор, полостей и даже возможных трещин.
Например, членистоногие научились бороться с высоким давлением, даже не обладая лучшим материалом для панцирей. Эволюция организовала структуру этих панцирей наилучшим образом. По ним не распространяются трещины, а у некоторых видов он резко твердеет при давлении, объясняет Science Daily.
Нечто похожее американские инженеры воплотили в своей работе. Они научились контролировать распространение трещин и разрушений между печатными слоями.
В этом ученым помогло то, что раньше считалось дефектом при строительстве из бетона — воздушные полости. Они были серьезной проблемой до появления 3D-принтеров. А теперь появилась возможность точно работать со структурой материала, и распределение этих «дефектов» происходит по просчитанной схеме. Расположив их в правильном порядке, специалисты создали сверхпрочные бетонные структуры.
Ученые в своей работе использовали компьютерную микротомографию, которая подтвердила эффективность подхода. Участник исследования доктор наук Мохамадреза Моини говорит, что новая техника приведет к созданию прочных и устойчивых к деформации плит, колонн, балок и других архитектурных форм. Все это приближает коммерческое и массовое строительство с использованием 3D-печати.
Исследовательские группы подходят к повышению эффективности строительства разными способами. Не все работают над самой структурой материалов. Кто-то совершенствует способы печати. Например, сингапурские инженеры научили роботов синхронно печатать бетонные конструкции. Такой подход позволяет создавать большие объекты — роботы начинают работу с разных сторон и заканчивают в одной точке. Ученые из
Технологического университета Эйндховена (Нидерланды) уже готовы напечатать целый квартал современных домов и сдавать их в аренду. А Дубае, согласно плану правительства, к 2025 году четверть домов будут создавать с помощью аддитивных технологий.
