メイン大学は、鉄よりも強度のあるリサイクル天然素材から作られた3Dプリント床材の実験を行っている。

メイン大学は、鉄よりも強度のあるリサイクル天然素材から作られた3Dプリント床材の実験を行っている。
2024年8月12日、アンタークティックベアは、米国エネルギー省オークリッジ国立研究所(ORNL)とメイン大学の研究者が、建物の鉄鋼に代わるほどの強度を持つ、天然素材を使用したリサイクル可能な3Dプリント床を開発したことを知りました。このプロジェクトは、持続可能な材料と再生可能技術の製造アライアンス (SM2ART) イニシアチブの一環です。

△メイン大学が3Dプリント技術を用いて開発したSM2ART Nfloorカセットフロア研究チームの核心成果は、ポリ乳酸(PLA)と木粉の混合物で作られたSM2ART Nfloorカセットフロアです。 PLA はトウモロコシの残渣から得られる生分解性の熱可塑性プラスチックであり、木粉は木材加工の副産物です。このハイブリッド素材は、強度と耐久性に優れているだけでなく、リサイクル性も高く、大判 3D プリントにも適しています。

△箱型構造の床は、トウモロコシの残渣から作られた生分解性の熱可塑性プラスチックと木材加工廃棄物の木粉の混合物を使用して印刷されています。
3Dプリントされた生分解性床材が鉄鋼に代わる

この研究は、ナショナル・モールで開催された米国住宅都市開発省の2024年住宅イノベーション・ショーケースでも展示された。

「PLA と木粉の混合物は、リサイクル可能な大規模な積層造形部品の製造に理想的な材料です」と、メイン大学先端構造複合材センター (ASCC) の構造エンジニア、スコット・トムリンソン氏は語ります。「この一体型床アセンブリは、従来の鉄筋コンクリートアセンブリよりも強度が高いだけでなく、歩き心地も優れています。」

ORNL の研究員ケイティ・コペンヘイバー氏は次のように付け加えた。「大規模なバイオベースの 3D プリントを活用することで、31 個の部品と 3 つの材料で構成される従来のアセンブリを、環境に優しいだけでなく、従来のスチール製床材と同等の強度を持つ単一材料の床パネルに置き換えることができました。」

スコット・トムリンソン氏は「この技術は持続可能な建築の将来に非常に役立つ可能性がある」と付け加えた。このプロジェクトは、SHoP の派生組織である Assembly OSM イニシアチブの下で開始された。

△ORNLの研究者が模擬建設現場で建設プロセスを評価している
超大型3Dプリンター

4月に、メイン大学の先進構造複合材料センターは、世界記録を破る熱可塑性ポリマープリンターを発表しました。 「未来の工場 1.0」と呼ばれるこの装置は、長さ 96 フィート、幅 32 フィート、高さ 18 フィートまでの物体を印刷できます。同センターは、この技術は低価格住宅や橋梁、風力発電所などに利用できる可能性があるとしている。

以前、研究者らは大型 3D プリンターを使用して SM2ART Nfloor カセット フロアを約 30 時間で製造し、従来のスチール フロア製造に比べて労力を約 33% 削減しました。同時に、床の設計では電気、配管、換気設備に必要な開口部が保持されるため、従来の建築で作業員が開口部を切る必要性が軽減されます。研究者らは、3Dプリントは時間とコストを節約するだけでなく、建設効率も向上させ、将来的にはモジュール式建築物や集合住宅に幅広く応用できる可能性があると述べた。

この開発は、モジュール式の集合住宅建設に有機材料を使用する可能性を強調し、都市建設における持続可能性を高めます。


持続可能、床材、大型 3D プリント

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