В Кембридже разработали умную бетонную стену для магистралей. Ее напечатали на 3D-принтере

На печать конструкции подпорной стенки (ее еще называют хедстен) размером 2 на 3,5 метра ушел всего час. Такой способ позволяет экономить материалы и снижать выбросы углекислого газа, даже несмотря на то, что процесс происходит при высоких температурах. Бетонный принтер на основе роботизированной руки построил изогнутую полую внутри стену без арматурного каркаса и опалубки. Но это не значит, что конструкция потеряла в прочности, а скорее наоборот. Она получила свою силу за счет геометрии.

Во время печати в стену встроили датчики, которые в режиме реального времени передают инженерам различные данные. Это, например, информация о температуре внутри материала и в разных зонах конструкции. Эта информация помогает обнаружить «горячие точки» и температурные аномалии, осложняющие эксплуатацию стены. Кроме того, датчики сообщают инженерам об избыточной или недостаточной влажности, давлении на всю конструкцию, измеряют удельное сопротивление и деформацию.

В процессе печати инновационная стена также сканировалась по системе LiDAR. В результате появился «цифровой двойник» конструкции, состоящий из трехмерного облака ключевых точек. Так стена получила возможность говорить сама за себя и наглядно демонстрировать свой потенциал. Разработчики надеются, что это поможет ускорить процесс массового производства и использования напечатанных стен в промышленности.

Еще одна группа датчиков, установленных в стене, относится к типу PZT. Они измеряют электромеханический импеданс – эти данные помогают отслеживать, правильно ли затвердевает раствор бетона, и в каком состоянии находится вся конструкция. Восемь таких датчиков регистрируют нагрузку и напряжение как в процессе изготовления стены, так и во время ее эксплуатации.

На сегодняшний день проект напечатанной стены и ее цифровой копии – эксперимент и одновременно живая лаборатория, которая на протяжении всего срока своей службы будет собирать и передавать ценные данные. Абсолютно все оборудование может работать удаленно, поэтому специалистам необязательно находиться в Кембридже, чтобы знать, в каком состоянии стена. На основе полученных данных инженеры смогут разработать технологию использования 3D-печати и для других элементов дорожной инфраструктуры.