Beton drukowany w 3D, w celu postawienia jakości morskiej infrastruktury wiatrowej

Inżynierowie z Purdue University prowadzą badania nad sposobem wytwarzania części turbiny wiatrowej z betonu drukowanego w 3D, tańszego materiału, który pozwoliłby również częściom unosić się na budowie z zakładu na lądzie. Naukowcy współpracują z RCAM Technologies , startupem założonym w celu opracowania dodatków do betonu dla technologii energii wiatrowej na lądzie i na morzu. RCAM Technologies jest zainteresowany budowaniem konstrukcji betonowych drukowanych 3D, w tym wież turbin wiatrowych i kotwic .

Jak donosi internetowy magazyn informacyjny uniwersytetu, powołując się na publicznie dostępne źródła , wiatr u wybrzeży Stanów Zjednoczonych może zostać wykorzystany do wygenerowania ponad dwukrotnie większej mocy elektrycznej wszystkich elektrowni w całym kraju. Wysokie wieże i fundamenty nowoczesnych morskich turbin wiatrowych są jednak zbyt duże, aby transportować je po drogach lub szynach ze względu na ich wyjątkowo duże wymiary. Istniejące „jednorazowe” metody budowy na miejscu są zbyt drogie i zbyt powolne, aby wytwarzać fundamenty i wieże w tak dużej liczbie, jak jest to konieczne, zwłaszcza w przypadku komponentów morskich wytwarzanych w portach o ograniczonej przestrzeni do układania.

Ponadto konwencjonalne metody produkcji betonu wymagają również formy do kształtowania betonu w pożądaną strukturę, co zwiększa koszty i ogranicza możliwości projektowe. Druk 3D wyeliminowałby koszty tej formy. Innowacyjny proces RCAM oparty na wytwarzaniu dodatków do betonu może obniżyć koszt inwestycyjny morskiej podkonstrukcji i wieży w porównaniu do konwencjonalnych metod nawet o 80% przy użyciu taniego betonu pochodzącego z regionu bez drogiego szalunku, a także zwiększyć prędkość produkcji nawet 20-krotnie za pomocą zautomatyzowanego podejście do linii produkcyjnej.

Zespół opracowuje metodę polegającą na zintegrowaniu ramienia robota z pompą do betonu w celu wytworzenia podkonstrukcji i kotew turbin wiatrowych. Projekt ten jest kontynuacją badań zespołu nad drukiem 3D materiałów na bazie cementu w projektach inspirowanych biologią, takich jak te, które wykorzystują struktury naśladujące zdolność skorupy stawonogów do wytrzymywania nacisku. Obecne badania koncentrują się na zwiększeniu skali ich drukowania 3D poprzez formułowanie specjalnego betonu – przy użyciu mieszanki cementu, piasku i kruszyw oraz domieszek chemicznych w celu kontrolowania stabilności kształtu, gdy beton jest jeszcze w stanie świeżym.

Celem jest zrozumienie wykonalności i zachowania strukturalnego betonu drukowanego 3D produkowanego na większą skalę niż to, co zespół badał wcześniej w laboratorium.

Naukowcy ustalą, w jaki sposób grawitacja wpływa na trwałość struktury drukowanej w 3D na większą skalę. Badania zwiększające skalę można również zastosować do optymalizacji i wzmocnienia konstrukcji w ogóle.

Badania są prowadzone w Robert L. i Terry L. Bowen Laboratory for Large Scale Civil Engineering Research. Amit Varma, Purdue Karl H. Kettelhut profesor inżynierii lądowej i dyrektor Bowen Laboratory oraz Christopher Williams, asystent profesora inżynierii lądowej, pomagają we wdrożeniu robota w ramach projektu wewnętrznego w Lyles School of Civil Engineering i pomiędzy specjalne grupy inżynierii materiałowej i inżynierii budowlanej.

Dodaj komentarz