3D nyomtatással megoldották, le is védték: kész a rugalmas beton

A beton, amely az építőipari 3D nyomtatás kedvenc alapanyaga, forradalmi átalakuláson megy keresztül az Új-Mexikói Egyetem (UNM) kutatóinak köszönhetően. A tudósok által kifejlesztett hajlítható beton kifejezetten a 3D nyomtatás igényei szerint készült, és hivatalos szabadalom lett.

A beton erős és kiválóan ellenáll a nyomásnak, de feszítés alatt töredezik. Még az acéllal megerősített szerkezetek is rendszeres karbantartást igényelnek, legyen szó épületekről, hidakról vagy járdákról. Az UNM-en kifejlesztett hajlítható beton viszont jobb feszítő tulajdonságokkal rendelkezik, ami erősebb és tartósabb infrastruktúrákat eredményezhet. Ez különösen fontos lehet a természeti katasztrófáknak kitett területeken, ahol az épületek rendkívül nagy stressznek, például földrengésnek vannak kitéve.

Az áttörés kulcsa a rostokban rejlik – árulták el a kutatók a 3Dnatives kérdésére. Muhammad Saeed Zafar, az UNM doktorandusz hallgatója különböző mennyiségű rostot tartalmazó betonkeverékeket készített. A folyamat során pontosan megmérte és kinyomtatta az anyagokat, hogy tesztelje azok hajlító- és szakítószilárdságát. A túl kevés rost összeomláshoz vezetett, míg a túl sok megakadályozta az anyag zökkenőmentes nyomtathatóságát.

A csapat különböző anyagokat, például polivinil-alkoholt, pernyét, szilícium-gőzt és ultramagas molekulatömegű polietilén rostokat használt. Az így létrejött, „önmegerősítő, ultrarugalmas cementállománynak” nevezett anyagra nemrég szabadalmat kértek és kaptak. Négy különböző keveréket védtek le – ezek átlagosan 11,9 százalékkal magasabb alakváltozási képességgel rendelkeznek, mint a hagyományos beton.

Az ipari felhasználás lehetőségei

A hajlítható beton komoly előnyöket ígér az építőipari 3D nyomtatásban. Az anyag nagyobb ellenállóképességet biztosít a természeti katasztrófákkal szemben, csökkenti a karbantartási költségeket és növeli az automatizáció lehetőségeit az építkezéseken. Maryam Hojati, a projekt vezetője, hangsúlyozta: „az anyag alkalmas 3D nyomtatásra és magas szintű szerkezeti megbízhatósággal rendelkezik, ami az építőipar számára különösen értékes lehet”.

Az UNM a szabadalom bejegyzésével nem zárta le a kutatást, mert azt egy közlekedési szektorban érdekelt szereplőkből álló konzorcium és egy amerikai egyetemi központ támogatta, akik a finanszírozásért egy további projektelemet várnak el. A 3D nyomtatható cementállomány kifejlesztése, valamint a friss és kemény állapot vizsgálata után egy „ökobeton” anyag megalkotását is el kell érniük.

Gábor János, NEW technology