A technológia fejlesztésében és használatában komoly múlttal rendelkező amerikai Purdue Egyetem és a Sandia Nemzeti Labor kutatói 3D nyomtatókkal igyekeznek megérteni szerkezeti elemek repedéseit, töréseit, a károkig vezető folyamatokat. Módszerükkel távolból és időben megjósolható a baj.
Ezek az elemzések és prognózisok életbevágóan fontosak lehetnek, például a rájuk alapuló eljárásokkal a bányászatban, gázvezetékeknél és a nukleáris hulladék eltakarításánál a biztonság és a hatékonyság egyaránt növelhető. Másrészt, 3D szerkezetek, például hidak vagy más bolygókra szánt lakóépületek strukturális integritása is jobban érthető velük.
Sziklaminták tanulmányozásával kezdték, de ásványvíz és porok összekeverésével, öntéssel maguk is készítettek mintákat. Csakhogy az eredmények alapján a gyártott mintákból nem lett hiteles kiindulási pont. Minden egyes szikla túl eredeti volt ahhoz, hogy törésekkel kapcsolatos általános trendeket, okokat állapíthassanak meg.
El kellett érniük, hogy a sziklákat azonos tulajdonságok jellemezzék, és ugyanazokat az ásványokat tartalmazzák. Ezért döntöttek a mesterséges sziklák összes aspektusát kontrolláló, teljesen azonos minták előállítására alkalmas 3D nyomtatás mellett.
A sziklákat nyomás alá helyezték, és hasznos következtetésekhez vezető mintázatokat fedeztek fel. A printelt darabokkal sokkal pontosabban dolgoztak, mint természetesekkel vagy hagyományos eljárásokkal előállítottakkal.
A kutatók a 3D Systems Project CJP printerén (binder jetting technológiával) készítették a természetes rétegződést utánzó, mesterséges gipsz-sziklákat.
Az ásványi anyagokat különféleképpen orientálták, majd a nyomás alá helyezett nyomatokban törési mintázatot azonosítottak, és a repedés típusát, a szikla formáját vagy rétegződését megtekintve, arra is rájöttek, hogy melyik minta törött el.
Ha ránézésre megértik a rétegződések kialakulási módját, akkor távolból is prognosztizálhatók folyamatok. Ez a felismerés pedig különböző területeken és alkalmazásokban hasznosítható.
