ASU教授拨款200万美元用于加速混凝土3D打印

美国亚利桑那州立大学（ASU）的土木工程教授Narayanan Neithalath和其他四名同事从美国国家科学基金会的AccelNet计划中获得了为期五年的200万美元赠款，目的是促进围绕具体3D打印研究的合作遍布13个以上的国家。该计划还将加快混凝土增材制造（AM）的进度，并帮助应对科学和工程学方面的挑战。

这项研究的研究人员正在创建一个名为3DConcrete的具体3D打印网络。这种“网络网络”将促进全球互联互通，并就3D打印混凝土最佳实践，材料，设计标准化达成国际共识，并使研究人员参与“创新生态系统”，以促进技术转让。

实际上，Neithalath表示，由于每个国家或地区在混凝土方面都有自己的专业网络，因此他的团队将尝试建立更广泛的合作，专注于3D打印混凝土和相关主题的研发，以帮助提高功能。

Neithalath表示：“ 3D打印相对于常规混凝土结构具有多个优势。” “例如，该方法效率更高。我们可以将材料浪费减少一半，还可以创建非常规的结构。但是，要实现优势，就需要社区研究和开发工具，技术和标准，以使这项创新成为更广泛的现实。”

在亚利桑那州立大学（ASU）的Narayanan Neithalath实验室开发可挤出的水泥基粘结剂。图片由ASU / Narayanan Neithalath提供

混凝土是世界上使用最广泛的单一材料。人类使用混凝土已有数千年的历史了。材料科学家甚至发现，水泥中的基本成分早在古埃及时代就已经混入了可能是地质聚合物的混凝土中。然后，罗马人完善了混凝土，创造了一些历史上最大的建筑物，这些建筑物在2000年后仍然屹立不倒。但是自从19世纪初发现波特兰水泥和现代混凝土以来，变化不大。

混凝土建筑商一直在努力使该行业现代化，似乎混凝土技术的新趋势有望帮助降低建筑成本并提高建筑工地内外的效率。尤其是3D打印混凝土，有可能显着提高混凝土施工的速度，安全性，效率，性能和可持续性，以应对世界未来的施工挑战，例如劳动力短缺，质量控制和减少人为错误。

在材料科学，机器人技术等领域的最新进展允许将3D在建筑工地上，印有具体的项目，在美洲，欧洲和亚洲已经开始打印整个房子和潜在的住宅楼。

PERI使用BOD2 3D打印机在德国建造了第一座住宅楼。图片由Beckum提供

Neithalath致力于改善可持续基础设施和建筑材料的设计和开发的研究赢得了他在该领域的国际关注。被视为新型土木工程材料新兴领域的后起之秀，Neithalath一直专注于生产更耐用的水泥和混凝土的方法，以及其生产和使用对环境的影响。

与土木工程部门同事Jan Olek合作，普渡大学教授；Raissa Ferron，德克萨斯大学奥斯汀分校副教授；Neithalath的加利福尼亚大学洛杉矶分校的Gaurav Sant和哥伦比亚大学的副教授Shiho Kawashima现在将专注于提供一种共享知识，建立联系并教育下一代专业人员的机制。该3DConcrete项目将跨越六大洲13个国家，与辅导活动，在亚洲，欧洲，中东，澳洲和美洲也连接同事。

广泛的合作还将为学生和早期职业研究人员提供宝贵的机会，以增进他们的知识并成为这一新兴领域的领导者。除了与教师之间的同伴关系外，3DConcrete还将支持社交活动，研讨会，网络研讨会和学生交流计划，以开发和培养新一代多样化且具有全球竞争力的3D打印混凝土研究人员和员工。

亚利桑那州立大学Neithalath实验室的混凝土3D打印。图片由亚利桑那州立大学/ Narayanan Neithalath提供

更加直接的互动努力将使更多的学者参与同级工作，川岛认为这是在学者之间不一定合作的领域所必需的。这位专家解释说，尽管“我们是水泥和混凝土材料的人”，但他们需要与建筑，机器人技术和结构工程等其他领域的专业人员接触，以增加研究计划。

同样，Ferron指出3D混凝土打印的跨学科性质不仅需要专业合作，还需要对教育模型进行审查。主要是因为学生将需要更多的培训和技能，例如机器人技术和编程，才能改变未来该领域的性质。Ferron表示，以3D混凝土印刷为代表的更广泛的变革为将更多的妇女和少数民族带入建筑提供了一种手段。

“建筑是经济中最大的部门之一，但某些人群被禁止充分参与。3D混凝土印刷为重塑该领域提供了机会。例如，如果这种创新意味着工人不一定需要购买重型设备，我们就可以将建筑从一个男性化的领域中解脱出来。” Ferron说道。