伯克利研究人员使用新型3D打印

加州大学伯克利分校的一组研究人员开发了一种创新的新方法，该方法将3D打印的聚合物八边形格子并入混凝土结构中，从而使聚合物起到增强作用。使用轻质聚合物晶格，可以将混合物中的混凝土含量降低约33％，从而降低了结构的总重量，同时还提高了其延展性。晶格增强结构也被证明与传统水泥一样具有承重能力，同时兼顾了两者的优点。

该研究的主要作者Brian Salazar解释了这项工作的动机：“随着我们正在建立越来越复杂的结构，我认为对我们来说很重要，我们如何才能最好地加强这种结构？ 。目前，您仅使用了一些传统技术来加固已经使用了数十年的结构，而对于这是否是加固事物的最佳方法的质疑也没有太多。”

印刷，填充和测试晶格结构。加州大学伯克利分校的照片。

水泥的缺点

该研究的通讯作者海登·泰勒（Hayden Taylor）解释说：“产生水泥的反应固有地会产生二氧化碳。相比之下，通过使用生物聚合物，循环利用和可再生能源，有可能实现净碳中性甚至是碳负性聚合物。

一组3D打印的八位位格。图片来自加州大学伯克利分校。

聚合物晶格增强混凝土

伯克利大学的研究人员首先必须为其3D晶格选择最佳的几何形状，然后最终定居在八角形桁架上。八角形桁架是一种各向同性的结构，在20世纪中叶由建筑师Buckminster Fuller推广。几何形状既坚固又轻巧，更重要的是，它包括向各个方向延伸的臂。在FDM打印的ABS八位字节上的初始压缩载荷测试产生了一些有希望的结果，具有很高的应变密度和能量吸收值。

格子钢筋混凝土砌块的横截面。加州大学伯克利分校的照片。

3D打印的优势已在建筑领域一次又一次地展现出来。苏黎世联邦理工学院的研究人员最近将3D打印与浇铸方法结合使用，设计出“蛋壳”混凝土3D打印工艺。将大规模FDM打印与快速硬化的按需浇铸混凝土同时浇筑相结合，使团队能够以更节省材料的方式生产复杂的结构。