Инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) представили новую систему проектирования для крупноформатной 3D-печати бетоном. В отличие от существующих методов, алгоритм сразу учитывает возможности и ограничения строительного принтера, благодаря чему сложные конструкции можно подготовить к печати всего за несколько минут без длительной ручной доработки.
Чтобы проверить эффективность подхода, исследователи напечатали бетонный мост длиной 2,3 метра. Конструкция весом около 400 килограммов была изготовлена примерно за 30 минут и в ходе испытаний выдержала нагрузку более 900 килограммов, практически не деформировавшись. Полученные результаты полностью совпали с компьютерным моделированием.
Главной особенностью разработки стала математическая модель, которая автоматически учитывает такие параметры, как минимальная ширина печатного слоя, радиус поворота сопла и необходимость непрерывной траектории печати. Если размеры конструкции необходимо изменить, программа пересчитывает проект всего за 5–10 минут, что значительно ускоряет подготовку к строительству.
Во время исследований ученые сделали еще один важный вывод. Оказалось, что на эффективность конструкции сильнее всего влияет не сама геометрия, а ограничения оборудования. По расчетам команды, уменьшение ширины печатного слоя с 4 до 1 сантиметра способно сократить расход бетона почти на 76%, одновременно снизив стоимость строительства и объем выбросов углекислого газа.
Исследователи считают, что технология может найти применение при быстром строительстве мостов, зданий и временной инфраструктуры, особенно в районах стихийных бедствий. Следующим этапом проекта станет адаптация метода для печати железобетонных конструкций, что позволит значительно расширить сферу применения технологии.
