Исследователи из Корнелла разработали технологию 3D-печати бетоном на морском дне

Исследователи из Корнеллского университета разработали метод 3D-печати конструкций прямо на морском дне. Традиционные методы подводного строительства и ремонта медленны, дороги и могут нарушать экосистемы. Использование роботизированных 3D-принтеров и специально разработанной бетонной смеси, устойчивой к размыванию (в основном из донных отложений), представляет собой прорыв в подводных строительных технологиях.

Шрирамья Наир и члены команды / Изображение: Cornell University

В блоге Cornell Chronicle сообщается, что междисциплинарная группа под руководством Шрирамьи Наир, доцента кафедры гражданского и экологического строительства, уже работала с промышленным роботом весом 6000 фунтов для крупномасштабной 3D-печати бетонных конструкций на суше. Когда команда увидела запрос предложений от Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) о поиске технологий 3D-печати бетоном на глубине в несколько ярдов под водой, они решили попробовать.

«Мы сказали: "Эй, давайте просто сделаем это и посмотрим, чтобы мы хотя бы поняли, в чём заключаются трудности"», — вспоминает Наир.

Интуиция исследователей в значительной степени оправдалась: они получили грант в размере 1,4 миллиона долларов США (~112 млн рублей) при условии достижения определённых контрольных показателей, а первые подводные испытания показали многообещающие результаты.

Одной из основных проблем 3D-печати бетоном под водой является размывание, когда цементная смесь смывается, вместо того чтобы связываться. Команде Корнелла удалось преодолеть это препятствие, экспериментально оптимизировав баланс между вязкостью материала и его способностью к перекачке. Видео ниже показывает, как команда тестирует свою систему подводной 3D-печати в больших резервуарах с водой.

DARPA также поставило конкретную задачу: агентство потребовало, чтобы бетонная смесь в значительной степени состояла из донных отложений. Это требование было обусловлено логистическими соображениями, а также должно было помочь минимизировать воздействие на окружающую среду, используя материалы, уже присутствующие в подводной зоне.

Исследователям также пришлось поработать над новыми сенсорными системами, чтобы они могли тщательно контролировать и адаптировать процесс подводной 3D-печати в условиях плохой видимости.

Тестирование в больших резервуарах с водой / Изображение: Cornell University

В целом, группа из Корнелла считает, что они достигли цели проекта. Это означает, что традиционное подводное строительство, которое является медленным, дорогим и разрушительным для окружающей среды, может уйти в прошлое.

Однако это ещё не «победное» решение для подводного строительства. Команда Корнелла представит и продемонстрирует свою технологию строительства с помощью 3D-принтера на морском дне на «соревновании» DARPA в марте этого года. На мероприятии им предстоит соревноваться с пятью другими командами в 3D-печати подводной арки по заданным спецификациям.

Источник: Tomshardware.com

Интересный факт: Технологии 3D-печати в строительстве активно развиваются не только под водой. Например, на суше уже существуют проекты по печати целых жилых домов и мостов. Использование местных материалов, таких как морской грунт, не только снижает затраты на транспортировку, но и является важным шагом к более устойчивому и экологичному строительству, что особенно актуально для хрупких морских экосистем.