米陸軍とネバダ大学リノ校の研究者が新しいコンクリート3Dプリント技術を開発

米陸軍とネバダ大学リノ校の研究者が新しいコンクリート3Dプリント技術を開発
この投稿は Bingdunxiong によって 2024-12-23 11:56 に最後に編集されました

2024年12月23日、アンタークティックベアは、ネバダ大学リノ校(UNR)の研究者らが、土木環境工学助教授フロリアナ・ペトローネ氏と准研究教授シェリフ・エルファス氏率いる米国陸軍工学研究開発センター(ERDC)建設工学研究所(CERL)と緊密に協力し、米国陸軍が従来の建築資材に頼ることなく前方展開任務でインフラを迅速に構築できるようにする革新的な3Dプリント技術の開発に取り組んでいることを知りました。

△3Dプリントされた橋梁構造物を試験する研究チームのメンバー。米国防総省の資金援助を受けているこのプロジェクトは、紛争地域を含むさまざまな厳しい環境に対処するため、2025年6月までにコンクリート構造物を現場で3Dプリントする方法を開発することを目指している。研究チームは最近、約 7 つのポストテンション コンクリート セグメントで構成される「橋」モデルを使用した一連の荷重テストを完了しました。テスト結果では、構造物が最大 7,000 ポンドの荷重に耐えられることが示され、3D プリントされたコンクリート部​​品が実際の用途に使用できる可能性が実証されました。

ペトロネ教授は、この新技術の主な利点はモジュール設計と現場での簡単な組み立てプロセスにあると強調した。 「すべての部品は特別な設備を使わずに手作業で組み立てられるため、厳しい戦場の環境での使用に最適です」と彼女は指摘した。さらに研究チームは、他の部品を追加してテストサンプルを拡張する方法や、構築プロセスをスピードアップするための接続方法を研究している。

△ペトロネ氏とチームは、米軍の中型3Dプリンターを使用して、L字型とT字型のコンクリート部​​品を印刷してきた。
3Dプリントコンクリートの現場インフラ建設の未来

ペトローネ氏と彼女のチームは、3D プリントされたコンクリート モジュールの完全性と性能を向上させるために、より厳密で試行錯誤の少ないアプローチを採用しています。これには、印刷した長さ 3 フィートのコンクリート モジュールから組み立てられた「橋梁インフラストラクチャ」のテストも含まれていました。橋の性能は実験テストと数値シミュレーションを通じて検証されます。

エジソン流の手法に頼ったこれまでの試行錯誤のアプローチとは異なり、研究者たちは、これらの構造が期待通りに機能することを保証する、より体系的なアプローチを開発している。この作業では、3D プリント、セグメント化された構築、高度な数値シミュレーションを組み合わせて、信頼性が高くスケーラブルな構造を構築し、遠隔地や過酷な環境での米国軍のインフラ構築能力をさらに向上させます。

△研究の一環として、3Dプリントされたコンクリートセグメントがテストされました。
エルファス教授は次のように付け加えました。「数値モデリングと 3D プリント、セグメント構造を組み合わせることで、建設前に構造物の性能を予測する強力なツールが得られます。これにより、エンジニアはセグメントの配置と印刷されたコンポーネントの設計を最適化し、印刷された構造物がさまざまな条件下で必要な強度と耐久性の要件を満たすことを保証できます。」

この研究の最終的な目標は、必要な構造物を現場で印刷して組み立てることを可能にする強力な技術基盤を米軍に提供することです。研究チームは、大学の大型構造物研究所(LSSL)の支援を受けて、米陸軍の中型3Dプリンターを使用してL字型とT字型のコンクリート部​​品を製造し、困難な状況下でも複雑な組み立てプロセスが実行可能であることを確認するためにその方法を継続的に改善し、将来の軍事作戦にオンデマンドで堅牢なインフラストラクチャサポートを提供しました。



コンクリート陸軍建築資材

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