Бетон MIT, напечатанный на 3D-принтере, снижает выбросы CO₂, вес и стоимость, но арматура остается следующим препятствием

Исследователи из Массачусетского технологического института представили метод 3D-печати бетона, который сокращает использование материалов, вес и выбросы CO₂ за счет адаптации дизайна к реальным ограничениям принтера. Их алгоритм, основанный на смешанно-целочисленном программировании, генерирует структуры, которые на 16% легче традиционных эквивалентов, сохраняя при этом ту же грузоподъемность.

Только на производство бетона приходится 8% мировых выбросов CO₂, поэтому даже скромное сокращение является значительным. Предыдущие исследования показали, что бетон, напечатанный на 3D-принтере, может сократить выбросы на 86% по сравнению с обычным литьем.

Этот прорыв устраняет давнее несоответствие: более ранние «идеальные» конструкции игнорировали недостатки принтера, такие как размер шарика, радиус поворота сопла и ограничения по острому углу. Новый подход сводит эти ограничения к математическим расчетам, позволяя печатать сложные формы по требованию без дорогостоящих форм.

Первый тестовый пример команды — облегченная на 16% модель моста длиной менее 8 футов и весом 900 фунтов — подтвердил концепцию, но масштабирование до реальной инфраструктуры потребует решения проблемы направленной хрупкости бетона. Чистый бетон хорошо выдерживает сжатие, но трескается при растяжении; традиционные мосты решают эту проблему с помощью арматуры, а 3D-печать арматуры остается нерешенной.

Тем не менее, этот метод сигнализирует об экологически благоприятном сдвиге в строительных технологиях.