Как подводная 3D-печать может изменить морское строительство

Как подводная 3D-печать может изменить морское строительство

Исследователи из Корнеллского университета работают над технологией трёхмерной печати бетонных конструкций прямо под водой, без необходимости возводить сооружения по традиционной схеме с погружением опалубки или сложной доставкой материалов на место. Эта идеа может серьёзно упростить строительство и ремонт дорог, мостов, портов и другой критически важной инфраструктуры в морской среде.

Почему это важно

Под водной поверхностью океанов и рек скрывается огромное количество инфраструктуры: туннели, нефтегазовые и силовые кабели, гидроэлектростанции и другие объекты, которые требуют регулярного обслуживания. Текущие методы их строительства и ремонта дорого обходятся, сложны в реализации и часто нарушают морскую среду.

В 2024 году американское Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) объявило конкурс на разработку метода 3D-печати бетона под водой. Задача была амбициозной: создать материал и технологию, которые позволят печатать бетонные структуры на глубине нескольких метров и использовать в смеси осадочные материалы со дна, чтобы уменьшить объёмы привозимого цемента.

Решение от Корнелла

Команда во главе с профессором гражданского и экологического строительства Шрирамей Наир приняла вызов и разработала уникальный двухэтапный процесс 3D-печати. В основе, промышленный робот весом около 2,7 тонн, способный печатать крупные бетонные элементы.

Главная техническая проблема - это "размывание": в воде цементные частицы теряют способность правильно сцепляться, что ослабляет структуру. Обычное решение - добавление химических веществ-антиразмывателей, но они делают смесь слишком густой и трудно поддающейся перекачке.

Корнеллская команда обошла это ограничение, вводя добавки прямо в сопло печатающего инструмента в момент экструзии. Такой двухступенчатый подход позволил сохранить текучесть смеси при подаче и обеспечить её быстрое затвердевание после выкладки. Это также помогает компенсировать изменения температуры, скорость печати и другие переменные.

Команда уже получила грант DARPA на 1,4 млн долларов и провела множество испытаний в лабораторной среде, печатая арки и другие элементы в большом резервуаре с водой. Там можно точно оценить прочность, форму и структуру каждой детали.

Зачем нужны датчики и автономия

Печать под водой усложняется мутностью воды из-за поднятых осадков, что почти полностью исключает визуальный контроль. Чтобы корректировать процесс в реальном времени, исследователи разработали систему сенсоров, интегрированную с роботом, которая отслеживает качество печати и помогает автоматически адаптировать движение печатающей головки.

Гонка за результат

Шесть команд сейчас соревнуются в рамках программы DARPA, и в марте должна состояться заключительная стадия: все участники будут печатать подводные арки и оцениваться по качеству исполнения. Команда Корнелла активно интегрирует свои материалы и методы управления, чтобы показать лучшее решение.



Источник: New Atlas

Комментарии (0)

Войдите, чтобы оставить комментарий

Похожие статьи

Технологии и IT-новости 4 месяца назад

"Stingraybot" - робот-скат с микропузырьковыми мышцами на ультразвуке

Короткая статья о новом роботе-скате "stingraybot" с искусственными мышцами из микропузырьков, управляемыми ультразвуком, и возможных применениях в медицине и робототехнике.

Технологии и IT-новости 4 месяца назад

Экран, который можно почувствовать: как работает новая технология Optopixels

Учёные из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре разработали экспериментальный дисплей Optopixels, в котором изображение можно не только видеть, но и ощущать пальцами. Лазерный свет заставляет отдельные пиксели подниматься над поверхностью экрана, формируя физический рельеф.

Технологии и IT-новости 3 недели назад

Google Cloud представила QueryData для генерации SQL-запросов

Google Cloud представила QueryData - инструмент для точного преобразования естественного языка в SQL-запросы. Он снижает ошибки AI-агентов за счет использования заранее заданного контекста и правил работы с данными.