میشل برنارد بری استاد مهندسی عمران در دانشگاه آرکانزاس، ساختار خاک و نحوه مؤثرتر کردن آن برای تحمل بارگذاری های سنگین و با استفاده از خاک پرینت سه بعدی بهینه شده در پروژه های ساختمانی آینده را مورد مطالعه قرار داده است. در این پروژه می خواهیم درباره این پژوهش صحبت کنیم.
پرینتر سه بعدی خاک
در ماه آوریل ۲۰۱۸ میشل برنارد بری کمک مالی ۵۰۰۰۰۰ دلاری از بنیاد ملی علوم (NSF) دریافت کرد تا تحقیقات خود را در زمینه استفاده از خاک به عنوان یک ماده پرینت سه بعدی انجام دهد. کمک مالی پنج ساله به او امکان استخدام دو دانشجوی دکترا برای عملی تر کردن تحقیقات خود پیرامون استفاده از خاک و پرینترهای سه بعدی در افزایش تحمل بار و ایجاد ساختار را فراهم کرد. در نهایت، هدف Bernhardt-Barry استفاده از خاک یا شن و ماسه برای ساخت سازه ها و جاده ها در مناطقی است که دسترسی به بتن یا دیگر مصالح ساختمانی فعلی ندارند. مانند مناطق دور افتاده در جهان و یا حتی فضاهای بیرونی شهرها.
پرینت سه بعدی خاک
برای انجام این کار وی از تکنولوژی پرینت سه بعدی binder jet استفاده می کند که از یک چسب یا اتصال دهنده برای ایجاد قطعات بر روی بستر پودر گچ استفاده می شود. Bernhardt-Barry از پرینت پودر گچ به منظور ایجاد مواد مصنوعی شبیه به شن و ماسه استفاده می کند. اشکال به وجود آمده در این روش ضد آب نبودن ماده نهایی می باشد. برای برطرف ساختن این مشکل برنارد بری قصد دارد یک کمک هزینه دیگر برای یک پرینتر سه بعدی که بتواند با شن و ماسه کار کند، درخواست کند. دلیل استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی این است که می توان با استفاده از آن ساختارهایی مانند اشکال لانه زنبوری که قدرت شن و ماسه را افزایش می دهد ایجاد کرد.
هدف بعدی برنارد بری توسعه یک روش اتصال مواد بدون استفاده از چسب و با استفاده از یک باکتری به جای آن می باشد. Bernhardt-Barry در حال حاضر در حال بررسی microbial induced calcium carbonate precipitation (MICP) است. پیش از این، این روش برای شکستگیهای خود درمان در بتن مورد مطالعه قرار گرفته است. فرآیند باکتری باعث ته نشینی کربنات کلسیم موجود در خاک شده و در نتیجه مواد را برای ساختمان سازی مناسب می سازد.
هدف نهایی برنارد بری این است که بتواند لایه های خاکی یا شن و ماسه را با استفاده از روش خاص خود برای اتصال چاپ کند. این اتصال می تواند با استفاده از MICP یا با استفاده از پلیمرهای زیستی و یا بتن صورت گیرد. او همچنین در حال بررسی و تحقیق پیرامون استفاده از یک اکسترودر (نازل) برای تزریق مخلوطی از چسب و خاک برای پیوند با هم می باشد. اگر برنارد بری امیدوار است که با تکمیل این فرایند سازندگان بتوانند با جکع آوری خاک در محل و از طریق یک پرینتر سه بعدی مصالح ساختمانی مناسب تولید کنند. وی اضافه می کند که استفاده از خاک برای محیط زیست بهتر از بتن می باشد. پس از پنج سال یا بیشتر محققان می توانند یک تجزیه و تحلیل چرخه عمر کامل بر روی این روش انجام دهند و طول عمر مواد را تعیین کنند. تا سال ۲۰۲۳ اگراین روش به لحاظ تجاری قابل اعتماد باشد، برنارد بری امیدوار است که بتواند با یک شرکت برای فروش محصول همکاری کند.
منبع: https://all3dp.com/
در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.
تهیه و تنظیم از: پرینتر سه بعدی آیدیزاین
ثبت ديدگاه