Инженеры Массачусетского технологического института создали технологию 3D печати строительных элементов из переработанных пластиковых бутылок. Исследование опубликовано в Solid FreeForm Fabrication Symposium Proceedings.
Команда под руководством AJ Переса из MIT School of Engineering напечатала напольные фермы из вторичного пластика. Конструкции выдержали нагрузку свыше 4000 фунтов. Результат превышает стандарты Министерства жилищного строительства США.
Технические характеристики напечатанных элементов
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Вес фермы | 13 фунтов (легче деревянных аналогов) |
| Время печати FDM | менее 13 минут на элемент |
| Размеры | 8 футов × 1 фут × 1 дюйм |
| Материал | переработанный PET + стеклянное волокно |
Исследователи использовали промышленный 3D принтер. Оборудование обрабатывает до 80 фунтов материала в час. Для печати применялись гранулы из комбинации переработанных PET полимеров и стеклянных волокон.
Добавление стеклянного волокна улучшает характеристики печати и долговечность изделий. FDM печать композитными материалами показала стабильные результаты.
Экологическая необходимость технологии
Эксперты MIT Laboratory for Manufacturing and Productivity отмечают острую потребность в альтернативных строительных материалах. К 2050 году миру потребуется около 1 миллиарда домов.
Использование древесины в таких масштабах потребует вырубки лесов. Площадь составит три территории Амазонки. Переработанный пластик решает экологическую проблему.
Перспективы развития технологии
Команда MIT HAUS работает над созданием полного каркаса дома из напечатанных элементов. Исследователи сосредоточились на структурных компонентах:
- Фундаментные сваи
- Напольные фермы
- Стропила
- Балки
Подход отличается от проектов 3D печати домов из бетона или глины. MIT создает отдельные конструкционные элементы.
Особенность технологии - использование "грязного" пластика без предварительной очистки. Бутылки и пищевые контейнеры подаются непосредственно в измельчитель. Затем материал поступает в гранулятор и систему крупномасштабного аддитивного производства.
Практическое применение в России
Российские предприятия проявляют интерес к переработанным материалам в аддитивном производстве. Компания Cybercom отмечает рост запросов на мелкосерийное производство из композитных материалов.
Легкие композитные детали транспортируют обычными грузовиками. Специализированный лесовозный транспорт не требуется. На строительной площадке элементы быстро собираются в прочную конструкцию дома.
Финансирование и дальнейшие исследования
Исследование поддержано Gerstner Foundation, Chandler Health of the Planet grant и Cincinnati Incorporated. Команда продолжает работу с загрязненными пластиками.
Ученые изучают бутылки с остатками жидкости. Исследователи анализируют влияние загрязнений на качество готовых изделий.
Для российских предприятий опыт MIT демонстрирует потенциал FDM печати в создании функциональных конструкционных элементов. Технологии 3D сканирования и реверс-инжиниринга дополняют процесс разработки оптимальных геометрий для печати композитными материалами.
