青島農業大学土木工学部は建築資材の3Dプリントで重要な進歩を遂げた

2022年、青島農業大学土木工学学院の若手教師である陳明旭博士は、建築材料の3Dプリントにおいて重要な進歩を遂げました。彼は第一著者および責任著者として、中国科学院第一ゾーンジャーナルのトップジャーナル「Additive Manufacturing」（IF = 10.998）に「製紙スラッジを含む3Dプリントカルシウムサルフォアルミネートセメント複合材料のレオロジーおよび形状安定性制御」と題する重要な研究成果を発表しました。このジャーナルは主にインテリジェント製造における最新の科学研究成果を発表しており、その学術的影響力はエンジニアリング：製造の分野で第1位にランクされています。青島農業大学は第一著者であり、責任著者の所属機関です。

付加製造技術または 3D プリント技術は、設計の自由度や建設サイクルの迅速化などの利点があるため、当初は土木工学や構造工学の分野で応用されてきました。従来の製造方法と比較して、3D プリント技術はテンプレートの助けを必要とせず、押し出しシステムを通じて 3 次元の固体構造を生成できます。ゲル化材料の場合、この技術では、3次元構造を正確に構築するために、印刷材料スラリーが押し出し性、構築性、構築時間などの制御可能な印刷性を備えている必要があります。

この成果は、セメント系3Dプリント材料の印刷構造の不安定さやレオロジー特性の制御の難しさといった技術的困難に対処しています。硫酸アルミネートセメント系材料に固形廃棄物（製紙スラッジ）を導入し、回転および振動せん断法を使用して材料特性を利用して印刷スラリーのレオロジー特性を調整し、印刷変形を低減して印刷構造を精密に制御します。この研究では、印刷スラリーのチキソトロピー性が印刷構造の確立に影響を与える重要な要因であることが示され、線形粘弾性領域から非線形粘弾性領域までのスラリーの流動状態と構造変形の影響メカニズムが明らかになりました。同時に、固形廃棄物を建築材料に応用し、炭素隔離を実現することで、固形廃棄物の資源利用を促進し、3Dプリントによる持続可能なグリーン建築材料や景観材料の実現の基盤を築くことができます。

工学博士の陳明旭は、2021年に青島農業大学土木工学部に加わりました。彼の研究分野は、コンクリートの3Dプリントと固形廃棄物の資源利用です。近年では、建築材料の3Dプリントの方向性について、「Composites Part B-Engineering」、「Additive Manufacturing」、「Construction and Building Materials」などの学術誌に第一著者として10件以上のSCI論文を発表し、8件の発明特許を取得しています。この研究は中国国家自然科学基金の資金提供を受けて行われた。

記事リンク: https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.102781

出典：青島農業大学

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