你可能已經對公路旁的各種混凝土構造物視而不見了,比如,你可能沒有注意到涵洞的入口處的擋土結構,我們稱它為”端牆”。端牆的主要功能是固定涵洞或類似的東西,並防止雨水沖走周圍的土壤。同時,它也為附近的橋樑和道路提供支撐,並幫助控制水流。
那麼,這和3D列印有什麼關係呢?
劍橋大學和一家私營公司的科學家們利用3D列印技術製造了一個全新的、自我監控的端牆。一個巨大的3D印表機在現場”列印”出一層一層的混凝土,只用了一個小時。這還不算特別新穎,真正新穎的部分在於他們如何監控這個混凝土結構。
在列印過程中,他們使用了一種名為激光雷達的裝置,精確地掃瞄了新建的結構,並創建了一個數字模型,也就是一個虛擬的”雙胞胎”。此外,他們還在濕混凝土中嵌入了無線感測器,用來監測各種數據,比如溫度、壓力、濕度等。
這些數據很重要,混凝土在凝固過程中會產生大量的熱量,如果溫度太高,可能會導致新列印的端牆在硬化過程中出現問題。通過監控溫度,科學家們可以確保端牆的安全。
這個項目的目標是檢驗這種3D列印結構的穩定性,並測試感測器的可靠性。如果一切順利,他們的研究結果可能會讓3D列印技術在建築工業中更受歡迎,因為它既便宜又快速。他們甚至希望能夠開發出一種能夠”自愈”的混凝土——也就是說,如果混凝土出現裂縫,它能自己修復。
這個項目的領導者Abir Al-Tabbaa教授說,這個新端牆就像一個活實驗室,可以提供很多有價值的數據。他希望這些數據能幫助專業人員更好地理解如何使用和定製3D列印技術,為公路等基礎設施列印出更大、更複雜的混凝土部件。
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