Mi a közös a csontokban és a 3D nyomtatással készült épületekben? Az, hogy mindegyikben találunk oszlopokat, tartógerendákat, és ezek a szerkezetek határozzák meg, mennyi ideig tart ki például egy ház.
A printelt házak és hivatalépületek az elmúlt években az építőipar részévé váltak. Elkészítésük gyorsabb is, olcsóbb is a hagyományos eljárásoknál. A cementrétegeknek viszont elég erősnek kell lenniük például természeti katasztrófák kezeléséhez.
De mitől erősödnek meg?
Például, ha gondosan újratervezzük a cement belső szerkezetét, „architektúráját.”
A felfedezés, hogy az emberi csontozat „tartógerendája” hogyan kezeli az élet nehézségeit, nagyon könnyű nyomtatóanyagok fejlesztésére ösztönözhet kutatókat, cégeket stb. Ezek az anyagok elég sokáig kitartanak ahhoz, hogy épületekben, légi járművekben és más szerkezetekben hasznosítsák őket.
A Purdue Egyetem egyik kutatócsoportja rájött, hogy a csontokhoz hasonló belső szerkezetekkel rendelkező nyomtatott anyagok tartósabb és tetszetősebb épületek printeléséhez vezethetnek.
Az elméletet tesztelve, gerendaszerű architektúrával nyomtattak polimereket. A mikroszkopikus szövetszerkezet egymással összekapcsolt kicsi függőleges támasztógerendák és oszlopokként funkcionáló vízszintes rudak rendszere, hálózata.
Minél tömörebb a szerkezet, annál robusztusabb a csont. A betegségek és az életkor azonban hatnak rá, és változik a tömörség.
„A csont egy épület. Rendelkezik a legtöbb terhelést bíró oszloppal és az oszlopokat összekapcsoló tartógerendákkal” – jelentette ki a Purdue Egyetemen oktató Pablo Zavattieri.
A csoport elkészítette, majd 30 százalékkal tömörebbre vette a szerkezet utánzatát. Az eredmény: a mesterséges anyag százszor hosszabb ideig kitart. Ezzel szemben, a polimer tömege szignifikáns mértékben egyáltalán nem növekedett.
„Ha valami pehelykönnyű, kevesebbet kell használnunk belőle. Az a tény, hogy erősebb anyagot tudunk előállítani, és közben nem lesz nehezebb, több kikísérletezett, gondosan megtervezett anyaggal gazdagíthatja az építőipart” – összegez Zavattieri.
