ニューメキシコ大学は、3Dプリントコンクリートの柔軟性を11.9%まで高める新しい建築材料を開発しました。

この投稿は Bingdunxiong によって 2025-1-19 19:57 に最後に編集されました

南極熊の紹介:金属やプラスチックの分野では 3D 印刷技術は比較的成熟していますが、コンクリート印刷の分野では、この技術はまだ開発の初期段階にあります。世界中の研究者たちは、今日の課題に対処するために新しい材料とプロセスの探求に取り組んでいます。

△ニューメキシコ大学チームが「自己強化型超延性セメント系材料」の特許を取得
2025年1月19日、アンタークティックベアは、ニューメキシコ大学（UNM）の研究者が、3D建築印刷技術に合わせてカスタマイズされた革新的な曲げ可能なコンクリート材料設計の特許を申請したことを知りました。マリアム・ホジャティ助教授が率いるこの画期的な研究は、伝統的な建築方法に伴う安全性とコストの問題に対処するとともに、インフラの耐久性を向上させ、長期的なメンテナンスコストを削減することを目指しています。

伝統的な建築を再考する

伝統的な建設方法では、重機と手作業に頼って鉄骨や木製の梁を設置し、建物の骨組みを構築します。このプロセスはコストがかかるだけでなく、危険でもあります。ホジャティ教授の研究チームは、革新的な材料と製造技術を通じてこれらの課題に取り組むことに専念しています。

さらに、チームはインフラストラクチャのメンテナンスの問題にも重点を置いています。鉄筋コンクリートは建設現場で広く使用されていますが、定期的なメンテナンスが必要であり、長期的な運用コストが増加します。「コンクリート自体には引張特性がないので、張力を受けると非常に脆くなります」とホジャティ氏は言う。「私たちは圧縮に耐えるだけでなく、張力にも耐えられる材料を探しています。」

ザファール博士は、ホジャティ教授の指導の下、従来の鉄筋を使わずに自立できる新しいタイプの超高延性コンクリート材料の開発に成功し、3Dプリント技術の大きな障害を克服しました。ムハンマド・サイード・ザファー博士は次のように指摘した。「現在、3Dプリントされたコンクリート構造物は通常、構造の完全性を維持するために鉄筋やその他の支持材を必要とし、それが3Dプリントの自動化の可能性を制限しています。」

曲げられるコンクリートの科学

この合成物質は「自己強化型超延性セメント質材料」と呼ばれ、ホジャティ、ザファル、アミール・バクシの代理としてニューメキシコ大学レインフォレスト・イノベーションズによって昨年8月に特許を取得した。アミール・バクシ氏は研究助手および修士課程の学生としてプロジェクトの初期開発に参加しました。ザファール氏は昨年、建築と建築材料における物質に関する研究を発表した。

研究者らは、材料が自立するためには適切な量の繊維を含む必要があり、同時に印刷ノズルをスムーズに通過するために適切な粘度を維持する必要があると指摘している。このバランスを達成することが研究における重要な課題です。繊維含有量が少なすぎると印刷構造が崩れる可能性があり、繊維含有量が多すぎると材料の印刷プロセスが妨げられる可能性があります。したがって、材料の実現可能性を確認するには、正確な混合、測定、印刷テストが必要な手順です。

研究者らは、小さな構造物、角柱、ドッグボーン形状など、さまざまな形状やデザインを印刷して曲げ強度と直接引張強度を評価することにより、曲げ可能なコンクリート材料をテストしました。彼らは継続的な実験と最適化を通じて、ポリビニルアルコール、フライアッシュ、シリカフューム、超高分子量ポリエチレン繊維など、さまざまな材料と繊維の混合物を研究しました。

△新しいコンクリート3Dプリント材料には一定の柔軟性があり、最終的に研究チームが提出した特許には4つの異なる混合配合が含まれており、これにより耐歪性が最大11.9％向上しました。ホジャティ教授は次のように説明した。「この材料には多数の短いポリマー繊維が組み込まれているため、曲げや引張の負荷がかかったときに、すべてのコンクリート部品をしっかりと結合することができます。この材料を大規模に使用すれば、印刷されたコンクリート構造物の外部補強の必要性を大幅に減らすことができます。」

この研究は、南中部諸州交通同盟（Tran-SET）と第 6 地域大学交通センターからの資金援助を受けて実施されました。この資金は、3D プリント可能な人工セメント材料の開発、材料のフレッシュ状態と硬化状態の両方での性能評価、3D プリント可能なエココンクリートの開発という 3 つの研究プロジェクトを支援しました。プロジェクトの最初の 2 つのフェーズで多くの設計とテストを行った後、研究者は特許出願を提出した材料の設計に成功しました。

この画期的な研究は、3D 建設印刷業界に新たな可能性をもたらし、建物やインフラ建設がより効率的、安全、そして経済的になる未来を告げています。

ニューメキシコ大学は、3Dプリントコンクリートの柔軟性を11.9%まで高める新しい建築材料を開発しました。

中国航空宇宙付加製造技術開発フォーラムが上海で開催され、多くの航空宇宙専門家が出席した。

BMF Precision がスマートエキスポに新世代の高精度 3D 印刷装置を導入

3Dプリント食品賞、あなたの食べ物の想像力に挑戦

ウォータールー大学は学生に実践的な経験を提供するために2500万ドルの金属積層造形施設を開設した。

3Dプリントなどの情報技術は、教育機器技術の近代化をリードする新たなトピックとなっている。

SPEE3Dの新しいモバイル「生産コンテナ」がFormnext 2024で発表され、金属部品の現場での迅速な生産が可能に

Autodesk Netfabb 3D プリントソフトウェアが上海展示会でデビュー

EnvisionTEC の最新の高速 3D プリンター: わずか数分でリングを印刷できます。

75歳の男性が腎臓がんによる骨転移に苦しみ、医師は3Dプリントされた人工骨を使って彼の骨を置換した。

創翔、宗威、托珠を含む3つの大手消費者向け3Dプリンターメーカーが、中国越境電子商取引ブランド影響力リストに掲載されている。

推薦する

1780N はどれくらい強力ですか? PEEKメカニカルレポートの詳しい説明はこちら！

粉末床の選択的レーザー溶融法を用いた三次元金属セラミックス複合材料部品の製造

東華大学: 伸縮性、透明性、耐久性に優れた摩擦電気ナノ発電機

ウォーラーズレポート2023が発表、世界の3Dプリンティング業界の収益は180億ドルに達し、2桁成長を維持

AIM3Dは、Voxelfillが3Dプリントの強度の不均一の問題を解決できることを示すレポートを公開しました

カーボン、新型大型光硬化3Dプリンター「CLIP」を発売

スペインのIREC研究所：3Dプリント多段固体酸化物燃料電池、性能が約60％向上！

3Dスキャン+3Dモデリング+3Dプリント、北京サンディタイイン補聴器は聴覚産業の発展に新たな可能性を生み出します

木材を3Dプリントするには？

3Dプリンティング業界の収益は2017年に70億ドルを超え、独立系サービスプロバイダーが大きな割合を占めた。

コルプラントが3Dバイオプリンティング技術で画期的な進歩を達成、バイオプリント乳房インプラントが動物実験段階に突入

イタリアのWASPが新しい産業用3Dプリンターと押出機を発売

新しい3Dプリント心臓弁バイオインクは将来、先天性心疾患の手術に使用される可能性がある

韓国のセファが3Dプリンター企業キューブを買収、株価は即上昇

3Dプリントが脂肪を命を救う魔法の武器に変える