Pionierskie badania druku 3D elementów betonowych

Naukowy Politechniki Wrocławskiej wraz z Wrocławskim Centrum Transferu Technologii PWr, podjęli działania zmierzające do wyposażenie laboratorium Katedry w pierwszą prototypową drukarkę do wytwarzania przyrostowego mieszanek cementowych.

Naukowy z Katedry Inżynierii Materiałów i Procesów Budowlanych Wydziału Budownictwa Lądowego i Wodnego (dr hab. inż. Łukasz Sadowski, prof. PWr oraz mgr inż. Adrian Chajec) wraz z pracownikiem Wrocławskiego Centrum Transferu Technologii PWr (dr inż. Tomasz Marciniszyn) podjęli działania zmierzające do podniesienia gotowości wdrożeniowej wyników prac badawczych Katedry, poprzez wyposażenie laboratorium Katedry w pierwszą na Politechnice prototypową drukarkę do wytwarzania przyrostowego mieszanek cementowych.

Technologia wytwarzania kompozytów cementowych za pomocą technologii przyrostowej (drukowanie 3D), jest ciągle słabo rozwijaną częścią przemysłu w Polsce. Wśród istotnych luk badawczych w tym temacie można wskazać: sposoby kontroli właściwości reologicznych mieszanek cementowych w czasie wykonywania elementu, zagadnienia związane z zapewnieniem odpowiedniej płynności mieszanki cementowej (która zapewni jednorodność kompozytu nie powodując przy tym deformacji układanej warstwy materiału), modyfikacja mieszanek cementowych wykorzystywanych w tym celu za pomocą domieszek oraz dodatków czy wreszcie zagadnienia związane z ekologią tego systemu wytwarzania kompozytów cementowych (obecnie wykorzystywane kompozyty wymagają ogromnych ilości cementu, co negatywnie wpływa na środowisko). Prototypowe urządzenie pozwoli na wypełnienie zdefiniowanych luk badawczych oraz rozwój mieszanek cementowych do wytwarzania przyrostowego kompozytów cementowych z wykorzystaniem odpadowych materiałów.

Z drukiem 3D betonu, elementów konstrukcyjnych wiążą się spore oczekiwania:

• zmniejszenie śladu węglowego w środowisku oraz obniżenie kosztów związane z negatywnym wpływem wysokiej emisji dwutlenku węgla,
• wykonywanie elementów konstrukcyjnych o skomplikowanej geometrii, bez form, szalunków,
• wykonywanie elementów budowlanych w miejscach trudno dostępnych dla człowieka.

Drukarka dzięki swojej innowacyjności może pozwolić na wykonanie pierwszego kroku ku zrewolucjonizowaniu wykorzystania kompozytów cementowych w miejscach trudno dostępnych lub w warunkach ekstremalnych, gdzie wykorzystanie metody przyrostowej realizowanej przez maszynę może pozwolić na zapewnienie bezpieczeństwa oraz ochronę życia ludzi. Dostarczona maszyna jest także dostosowana do produkcji kompozytów cementowych w ekstremalnych warunkach, które mogą symulować warunki panujące w kosmosie (na marsie, na księżycu itp.).

Całość działań została sfinansowana z projektu Inkubator Innowacyjności 4.0 realizowanego przez Wrocławskie Centrum Transferu Technologii PWr. Projekt ten wspiera transfer wyników badań naukowych z Politechniki Wrocławskiej do gospodarki.

Źródło: Politechnika Wrocławska