Инженеры напечатали на 3D-принтере прочные многослойные стеклянные кирпичи

Фото из открытых источников

Вдохновленные концепцией кругового строительства, инженеры Массачусетского технологического института открывают новые горизонты в области экологически чистых строительных материалов. Они разрабатывают реконфигурируемую кладку с использованием 3D-печатного переработанного стекла. Эти инновационные стеклянные кирпичи, имеющие форму восьмерок и предназначенные для соединения подобно кирпичикам LEGO, доказали свою невероятную прочность в ходе механических испытаний, выдерживая давление, сопоставимое с давлением бетонных блоков.

Потенциал 3D-печатной стеклянной кладки огромен. Ее можно использовать многократно, используя в качестве перерабатываемых кирпичей для фасадов зданий и внутренних стен. Этот прорыв способен преобразовать строительную отрасль и проложить путь к более устойчивому будущему.

«Стекло — это материал, который легко перерабатывается», — говорит соавтор разработки Кейтлин Беккер из Массачусетского технологического института. «Мы берем стекло и превращаем его в кладку, которую в конце срока службы конструкции можно разобрать и собрать заново в новую конструкцию или можно снова вставить в принтер и превратить в совершенно другую форму. Все это вписывается в нашу идею устойчивого, цикличного строительного материала».

«Стекло как конструкционный материал немного ломает людям мозги», — говорит соавтор исследования Майкл Стерн из Массачусетского технологического института. «Мы показываем, что это возможность раздвинуть границы того, что уже сделано в архитектуре».

Новый дизайн круговой кладки был вдохновлен стеклянной лабораторией Массачусетского технологического института, где студенты-бакалавриаты Беккер и Стерн впервые изучили стеклодувное дело. Они стремились создать стеклянные кирпичи, которые можно было бы напечатать на 3D-принтере, которые были бы такими же прочными и штабелируемыми, как и традиционные. Используя Glass 3D Printer 3 (G3DP3) и натриево-кальциевое стекло, они напечатали прототипы кирпичей с блокирующими штифтами и съемным материалом для предотвращения царапин. Кирпичи можно разбирать, перерабатывать и переформовывать, и они были разработаны в форме восьмерки.

«Благодаря форме восьмерки мы можем ограничивать кирпичи, одновременно собирая из них стены, имеющие некоторую кривизну», — говорит Массимино.

Команда напечатала стеклянные кирпичи и проверила их прочность, обнаружив, что самые прочные кирпичи выдерживают давление, сопоставимое с бетонными блоками. Эти кирпичи в основном были сделаны из печатного стекла с отдельно изготовленной функцией замкового соединения.

Несмотря на сложности работы со стеклом, команда сохраняет оптимизм и ставит перед собой цель построить более крупные самонесущие стеклянные конструкции, которые произведут революцию в строительной отрасли.

«Мы лучше понимаем, каковы ограничения материала и как его масштабировать», — говорит Стерн. «Мы думаем о переходах к зданиям и хотим начать с чего-то вроде павильона — временной конструкции, с которой люди могут взаимодействовать, и которую затем можно будет перестроить во второй дизайн. И вы можете себе представить, что эти блоки могут пережить множество жизней».