Az építőipar üstököse lehet: újfajta 3D nyomtatás, ami után nem reped a beton

Az építőipar üstököse lehet: újfajta 3D nyomtatás, ami után nem reped a beton
Gábor János  |  2024. 09. 05., 13:05

A robotok és az additív gyártás legújabb megoldásával a hagyományos eljárásokhoz képest csaknem kétharmadával tartósabb beton is készülhet. A módszert egy ősi hal pikkelyei ihlették.

A Princeton Egyetem mérnökei egy új, forradalmi megoldással álltak elő, hogy jelentősen feljavítsák a beton repedésállóságát. A kutatók olyan tervezési megközelítést alkalmaztak, ami ötvözi a robotok és az additív gyártási technológiák precizitását, lehetővé téve a beton alkotórészeinek pontos elhelyezését. Az eredményekről szóló tanulmány szerint a módszer akár 63 százalékkal javíthatja a beton repedésállóságát a hagyományos öntött betonhoz képest. A kutatást vezető Reza Moini, a Princeton Egyetem civil- és környezetmérnöki adjunktusa elmondta, hogy munkájukat a természet, egész pontosan pedig az ősi halfajok közé tartozó bojtosúszójúhal pikkelyeinek kettős csavarmenetes szerkezete inspirálta. A sokáig kihaltnak hitt állat tulajdonságaiból azt tanulták meg, hogy egy hasonló elven alapuló betonszerkezetet tartósabb lehet annál, amit eddig ismertünk.

A kutatók egy olyan 3D-s tervvel álltak elő, amiben a beton különálló szálakba rendeződik, és ezek egymáshoz való gyenge kapcsolódásával nagyobb ellenállást lehet elérni a repedésekkel szemben.

A szálakat különböző mintázatok szerint rendezték, hogy nagyobb, funkcionális formákat, például gerendákat hozzanak létre. A tervek szerint minden réteg egy kissé eltérő irányba fordul, így kialakítva a kettős csavarvonalas elrendezést, ami kulcsfontosságú a repedések terjedésének megakadályozásában.

3D nyomtatás a minél erősebb betonért

A tanulmány részletesen foglalkozik azzal, hogy hogyan működik a „keményítő mechanizmus”. A módszer többféle hatást kombinál. Ezek vagy megakadályozzák a repedések terjedését, vagy összekapcsolják a törött felületeket, esetleg el is térítik a repedéseket a kialakult egyenes útról. Az új megközelítés különösen hasznos lehet az építőiparban, hiszen a repedésállóság növelése jelentősen fokozhatja a szerkezetek tartósságát.

Shashank Gupta, a tanulmány társszerzője kiemelte, hogy az ilyen nagy geometriai pontosságot igénylő betonszerkezetek létrehozása a méretarányos építőelemekben csak robotok segítségével valósítható meg. A robotika és az automatizáció pontos vezérlése elengedhetetlen az olyan célzott belső elrendezések kialakításához, amelyek növelik a beton szerkezeti szilárdságát.

Moini laborjában olyan nagy ipari robotokat használnak, amelyekbe fejlett anyagfeldolgozó rendszereket integráltak. Ezek a robotok képesek teljes méretű, funkcionális szerkezeti elemek előállítására, és ezek nemcsak erősek, de esztétikailag is kifinomultak. Az új technológia kulcsa a beton megkeményedési sebességének pontos vezérlése, hogy a felső rétegek ne deformálják az alatta lévő szerkezetet.

Kísérletekkel bizonyított additív eljárás

A kutatók egyedi megoldást dolgoztak ki a friss beton deformálódási hajlamának kezelésére. Amikor egy robot betonrétegeket helyez el, a felső rétegek súlya deformálhatja az alsókat, rontva ezzel a végeredmény geometriai pontosságát. E probléma elkerülése érdekében a kutatók fejlesztettek egy kétkomponensű extrudáló rendszert, amit a robot fúvókáiba építettek be. Ez lehetővé tette, hogy a beton gyorsabban megszilárduljon, miközben megőrzi a szerkezeti precizitást.

Az extrudáló rendszer két beömlőnyílással rendelkezik: az egyiken a beton, a másikon egy gyorsító vegyi anyag közlekedik. Ezeket rögtön az extrudálás előtt keverik össze, így a gyorsító segíti a beton gyorsabb kötését, így jobban kontrollálható a szerkezet kialakítása és minimalizálható az alsó rétegek deformációja.

Az eredmények biztatóak az építőipar jövője szempontjából, hiszen a robotika és az additív gyártás lehetővé teszi a nagyobb ellenálló képességű, precízebb és esztétikusabb szerkezetek létrehozását, amelyek hosszabb élettartamot és megbízhatóbb teljesítményt kínálnak a hagyományos módszerekkel szemben.

Főoldali kép: SameerA. Khan/Fotobuddy

Ha tetszett a cikk, kövesse az ÜZLETEMET
a Facebookon!

Még több friss hír

2025-03-31 19:35:00
Közel akkora áremelkedést hozott az első két hónap rekordkereslete a fővárosi ingatlanpiacon, mint amit előtte egy teljes év alatt regisztráltak a Duna House szakértői. A használt ingatlanok négyzetméterenkénti átlaga Budapesten 6 százalékos drágulást követően megközelítette az 1 millió forintot, de Rákosmentén, Pestszentlőrincen, Pestszentimrén és Soroksáron még akadnak megfizethetőbb lokációk.
2025-03-28 17:05:00
2025-ben már nemcsak az újépítésű, hanem a felújított, használt lakásokért is elkérhetik a tulajdonosok az 1 millió forint körüli négyzetméterárat.

  Rovathírek: HIPA

  BIZNISZPLUSZ PODCAST

Bár a nők és férfiak közötti bérszakadék irgalmatlan lassan változó folyamatoktól függ, érkeznek új szabályok, amelyek gyorsabb változásokat idéznek majd elő. Ezek bevezetése előtt a PwC Women in Work 2025 jelentése feltárta, mekkora egyenlőtlenségek állnak fenn – még mindig –, és ezek milyen hátrányt jelentenek a nők számára a munkaerőpiacon. Reguly Márta, a PwC Magyarország HR tanácsadási csapatának vezetője felvázolta, milyen lehetőségeket – és nem mellesleg céges kötelezettségeket – von maga után a hamarosan élesedő uniós direktíva, a Pay Transparency, amely az EU-ban hivatott rendezni ezt a régóta fennálló problémát.
Megérkeztek a hazai lízingszerződések tavalyi számai, amelyek összességében ugyan növekedést mutatnak, de tanulságos megnézni a részleteket, hiszen komoly eltérések jelentek meg az egyes szegmensek között, és ennek nyomós okai vannak. Kőszegi László, a Magyar Lízingszövetség főtitkára a BizniszPlusznak kifejtette, hogy szervezetük éves jelentéséből milyen következtetéseket érdemes levonni a magyar vállalkozások helyzetéről és lehetőségeiről, illetve magának a lízingpiacnak az alakulásáról.
A vállalatok és szervezetek mesterséges intelligencia használatát 2025. február 2-a óta új uniós rendelkezés szabályozza. Hogy mely AI-alkalmazások tartoznak az elfogadhatatlan vagy „csak” a kockázatos kategóriába, a technológia jelen állapotára vonatkoztatva eldőlt, viszont változhat is annak függvényében, hogy az EU nyílt tudományos csoportja szerint mennyi idő alatt és mekkorát fejlődik. Milyen esetekben és mekkora bírságokat kockáztatnak az AI-t alkalmazó cégek, ha megszegik a rendeletet? Hogyan és meddig tudnak felkészülni a szabályos használatra? Mit tehet a „magánember” AI-val kapcsolatos jogsérelem gyanúja esetén? A kérdésekre dr. Baracsi Katalin internetjogász válaszol.

  Rovathírek: ATOMBUSINESS