Universiti Teknologi Eindhoven (TU / e) telah mencetak jambatan konkrit 3D yang pertama dicetak di dunia, yang baru-baru ini dipasang sebagai sebahagian jalan baru di sekitar perkampungan Gemert di Belanda.

Jambatan ini terutamanya dimaksudkan untuk penunggang basikal. Memandangkan terdapat lebih ramai motosikal daripada orang di Belanda, diharapkan beratus-ratus penunggang basikal akan menaiki jambatan 3D setiap hari.

Jambatan baru adalah projek infrastruktur awam 3D yang pertama dicetak di negara ini. Ia adalah sebahagian daripada projek pembinaan jalan raya besar - projek Noord-Om - yang diketuai oleh syarikat BAM Infra dan ditugaskan oleh wilayah North-Brabant.

Mengukur 8 meter panjang dan 3.5 meter lebar, jambatan ini direka untuk membawa basikal untuk 30 tahun atau lebih.

Integriti struktur jambatan itu telah diuji di dalam makmal serta di lokasi apabila berat 5-ton diletakkan di atasnya. Itu lebih berat daripada jambatan yang sebenarnya akan dibawa.

Unsur-unsur jambatan telah dicetak di TU / e, yang mana melakukan penyelidikan mewah pada percetakan konkrit.

TU / e mula membangunkan a pencetak 3D konkrit raksasa sebagai sebahagian daripada projek penyelidikan berskala besar di 2015.

TAM (Theo) Salet, seorang profesor struktur konkrit di TU / e, mengatakan bahawa matlamat universiti itu adalah untuk membuat proses cetak 3D "teguh dan boleh diulang" supaya keseluruhan prosesnya adalah lancar dari reka bentuk hingga mencetak. Proses itu, jelasnya, menggunakan sistem terbuka di mana robot membaca lukisan, mencetak dan membetulkan semua yang diperlukan.

Universiti ini juga bertujuan untuk "menentukan kaedah ujian untuk konkrit bercetak untuk membuat kod" dan "merealisasikan aplikasi struktur seperti tetulang," katanya.

Berdasarkan hasil penyelidikan, beberapa rakan perindustrian universiti datang dengan idea untuk mencetak jambatan lapan bulan yang lalu.

Para penyelidik TU / e kemudiannya membangunkan satu proses untuk memasukkan kabel pengukuhan keluli sambil meletakkan jalur konkrit. Kabel ini bersamaan dengan tetulang tetulang yang digunakan dalam konkrit konvensional, yang mengendalikan tekanan dari ketegangan.

Setelah proses itu dibangunkan, pencetakan sebenar dilakukan dalam dua minggu, kata Salet.

"Kami terpaksa menyampaikan masa kerana ia adalah sebahagian daripada projek sebenar," katanya.

"Beruntung dan dengan sokongan banyak pelajar dan industri kami berjaya. Oleh sebab itu, kami membuat reka bentuk mudah. Mengharapkan bentuk yang lebih menarik tidak lama lagi. "

Faedah percetakan 3D

Salah satu kelebihan utama konkrit percetakan 3D adalah ia menggunakan kurang konkrit daripada teknik konvensional, yang menggunakan acuan. Pencetak hanya menyimpan konkrit di mana ia diperlukan, yang mengurangkan penggunaan simen. Pengeluaran simen mempunyai jejantas karbon yang sangat tinggi, tetapi kaedah baru mengurangkan pelepasan CO2.

Manfaat lain adalah serba boleh - pencetak boleh membuat apa-apa bentuk yang dikehendaki, manakala bentuk konkrit konvensional yang dibuat daripada acuan cenderung menjadi bentuk yang berat.

Percetakan konkrit juga lebih cepat. Tiada struktur kerja struktur yang perlu dibina, dan mesh pengukuhan tidak perlu dipasang secara berasingan.

Secara keseluruhannya, para penyelidik berpendapat kesedaran akhirnya akan secara kasar tiga kali lebih cepat daripada teknik konkrit konvensional.

Apa yang seterusnya untuk TU / e?

Pasukan itu juga "mencetak pavilion, beberapa elemen seni bina seperti bangku dan dinding, peti besi melalui elemen shell yang kami kumpulkan selepas itu," kata Salet.

Salet dan pasukannya kini mengusahakan lima rumah sebenar di Belanda yang "akan direalisasikan" tidak lama lagi, katanya.

"Bagaimanapun, fokusnya adalah sejauh mana pembangunan ilmu pengetahuan," kata Salet.

"Pencapaian yang menarik adalah pilihan untuk mengukuhkan konkrit dicetak dengan segera semasa proses cetakan. Kami menggunakan peranti untuk mengukuhkan jambatan dalam arah melintang. Secara lantang, ia adalah prategasan. "

Dengan pengetahuan penyelidik yang diperolehi dalam projek ini, mereka kini dapat merangka struktur konkrit yang lebih besar.

BAM merancang untuk mempunyai pencetak konkrit 3D di tapak pembinaan mulai sekarang, yang akan menghapuskan keperluan untuk mengangkut kepingan dicetak 3D ke laman web dan memasangnya di sana. Pendekatannya adalah untuk mencetak unsur-unsur yang dipasang selepas itu, sebaliknya saiz maksimum struktur akan dibatasi oleh saiz pencetak.

"Percetakan konkrit 3D masih dalam perjalanan dengan destinasi yang tidak diketahui," kata Salet.

"Saya berharap pelajar di seluruh dunia akan bepergian bersama dalam perjalanan ini dan memberi inspirasi kepada satu sama lain untuk meneroka yang tidak diketahui dan berkongsi impian mereka untuk menggunakan teknologi baru untuk merealisasikan bandar pintar dan mampan. Mewujudkan seni bina yang menarik, melaksanakan idea reka bentuk digital dan pembinaan digital untuk mengurangkan kos kegagalan, fikirkan tentang membuat struktur konkrit sebahagian daripada IOT (Internet of Things), hadkan keperluan material dan akhirnya mula memikirkan bahan yang secara rasmi dikenali sebagai konkrit. "