چاپ سه بعدی بتن بدون نیاز به میلگرد و تقویتکننده
کاربرد: ساخت سریع سازه های بتنی
استفاده از بتن در چاپ سهبعدی تاکنون به دلیل نیاز به میلگردهای تقویتی، محدود بوده است. برای چاپ بدون این تکیهگاهها، بتن باید به اندازهای مقاوم باشد که خودش را نگه دارد و در عین حال در داخل پرینتر گیر نکند.
برای حل این مشکل، پژوهشگران آمریکایی مادهای به نام بتن فوق چقرمه خود تقویت شونده توسعه دادهاند. این ماده باید مقدار کافی الیاف داشته باشد تا به تنهایی پایدار بماند و در عین حال ویسکوزیتهاش به حدی باشد که بتواند به راحتی از نازل چاپ عبور کند و گیر نکند. در حالی که این موضوع ساده بهنظر میرسد، یافتن تعادل درست بین این خواص، یک چالش پژوهشی پیچیده است. اگر الیاف خیلی کم باشد، شکلهای چاپشده روی هم میخوابند. اگر الیاف خیلی زیاد باشد، ماده اصلاً در فرایند چاپ به جلو نمیرود. بنابراین ترکیب مخلوط باید با دقت انتخاب شود. همچنین می بایست مقاومت خمشی و کششی مستقیم آنها تست شود. پژوهشگران ترکیباتی با مواد و الیاف گوناگون از جمله پلیوینیل الکل، خاکستر، ذرات ریز سیلیسی و الیاف پلیاتیلن با وزن مولکولی فوقالعاده بالا را بررسی کردند. نتیجه این کار، پتنتی با چهار ترکیب مختلف است که مقادیر زیادی الیاف پلیمری کوتاه دارند و هر گونه بار خمشی یا کششی را به طور کامل تحمل می کنند. اگر این ماده در مقیاس وسیع استفاده شود، میتوان نیاز به میلگرد یا تقویتکنندههای خارجی در سازههای بتنی چاپشده را به حداقل رساند.
