Новости

Apr 03, 2024

Кембриджская 3D-печатная игра

Сотрудничая с частным бизнесом, Кембриджский университет сделал еще один шаг за рамки 3D-печати, создав бетонный объект инфраструктуры, который не только был изготовлен за час, но и включает в себя датчики для создания

Сотрудничая с частным бизнесом, Кембриджский университет сделал еще один шаг за рамки 3D-печати, создав бетонный объект инфраструктуры, который не только был построен за час, но и оснащен датчиками, обеспечивающими самоконтроль и, однажды, самовосстановление.

Если и есть какая-то тема, которая вряд ли вызовет оживленную беседу за званым обедом, так это кусочки гражданского строительства, которые можно увидеть, проезжая по дорожным сетям страны. Они, как правило, воспринимаются настолько как нечто само собой разумеющееся, что с таким же успехом могут быть невидимыми, если только они не представляют собой что-то впечатляющее, например подвесной мост, или раздражающее, как дорога, которую ремонтируют.

Какими бы обыденными они ни казались, они являются продуктом очень сложного и серьезного инженерного проекта и выполняют вполне реальные и жизненно важные функции, которые многие люди не осознают, пока дорогу перед ними не смоет или не обрушится пандус.

Одним из них является так называемая оголовок, который представляет собой подпорную конструкцию с отверстием в ней, расположенную в устье водостока или водопропускной трубы. Его цель — закрепить водопропускную трубу или что-то подобное и предотвратить размывание наполнителя вокруг нее проточной водой. Кроме того, он также может обеспечивать структурную поддержку примыкающих мостов и дорог, а также контролировать поток воды.

Это очень старая часть гражданского строительства, но компания Cambrdige придала новый вид конструкции, установленной на автомагистрали A30 в Корнуолле, построив ее на месте с помощью роботизированной руки 3D-принтера, укладывающей слои быстросхватывающегося бетона, который затвердевает всего за час. Опять же, не очень новое. Новым является то, что во время печати головной стены лидар произвел точное сканирование структуры, создав цифрового виртуального двойника, с которым можно сравнить реальную вещь.

Кроме того, во влажный бетон были помещены беспроводные датчики для передачи данных о температуре, деформации, давлении, влажности, электрическом сопротивлении и электрохимическом потенциале.

Особый интерес представляла температура, поскольку быстросхватывающийся бетон выделяет много тепла, которое может повредить оголовок по мере его затвердевания и затвердевания. Это важно, поскольку еще одним нововведением в новой конструкции является то, что в ней не используется традиционный каркас из стальной арматуры. Вместо этого он полагается на свою собственную геометрию для обеспечения прочности, что непросто для чего-то с полой, изогнутой внутренней стеной.

Цель эксперимента, возглавляемого профессором Абиром Аль-Таббаа с инженерного факультета Кембриджского университета, — использовать датчики и цифровое моделирование для оценки стабильности 3D-печатной структуры, чтобы сделать ее более привлекательной для промышленности. Помимо создания чего-то более дешевого, чем традиционные конструкции, которое можно построить быстрее, цель состоит в том, чтобы проверить надежность, прочность, точность и долговечность самих датчиков и, возможно, однажды внедрить самовосстанавливающийся бетон, который также находится в стадии разработки. команда.

«Этот проект будет служить живой лабораторией, генерирующей ценные данные на протяжении всего своего существования», — сказал Аль-Таббаа. «Данные датчиков и «цифровой двойник» помогут специалистам в области инфраструктуры лучше понять, как можно использовать 3D-печать и адаптировать ее для печати более крупных и сложных материалов на основе цемента для стратегической дорожной сети».

В видео ниже обсуждается новая умная бетонная конструкция, напечатанная на 3D-принтере.

Источник: Кембриджский университет.