پژوهشگران نخستین سیستم چاپ سه‌بعدی بتن زیرآبی بدون شتاب‌دهنده را ساختند که پایدار، عملی و قابل استفاده در زیرساخت‌های دریایی، دفاعی و انرژی‌های تجدیدپذیر است و زمینه نوآوری‌های آینده را فراهم می‌کند.
به گزارش سرویس فناوری تکناک، پژوهشگران استرالیایی موفق به توسعه نخستین سامانه چاپ سه‌بعدی بتن زیرآبی جهان شده‌اند که بدون استفاده از شتاب‌دهنده‌های شیمیایی یا افزودنی‌های کمکی، قادر به ساخت سازه‌های پایدار است.
برای تحقق این نوآوری، تیم تحقیقاتی دانشگاه Wollongong با شرکت فناوری ساخت LUYTEN 3D مستقر در ملبورن همکاری کرده و فرمولاسیون بتن تک‌مخلوطی را طراحی کردند که بتواند با طراحی مواد، زیر آب سخت شود. این پیشرفت نه تنها نیاز به مخلوط‌های چندمرحله‌ای و مواد شیمیایی سریع‌گیر را از بین می‌برد، بلکه، به گفته عزیز احمد، پژوهشگر مهندسی سازه و سرپرست پروژه، چالش‌های رایج در ساخت‌وساز زیرآبی سنتی را نیز پشت سر می‌گذارد.
احمد تاکید می‌کند: «آزمایش‌های عملی ما نشان می‌دهد که راه‌حل تک‌مخلوط ما تنها از نظر تئوری قابل اعتماد نیست، بلکه در شرایط واقعی نیز عملی است؛ این فناوری ضمن تامین یکپارچگی ساختاری مورد نیاز، پیچیدگی‌های لجستیکی اجرای سازه‌ها در محیط زیرآبی را نیز به حداقل می‌رساند.»
حتما بخوانید: ربات غول‌پیکر بتن را زیر آب چاپ می‌کند + ویدیو
چاپ سه‌بعدی بتن زیرآبی بدون شتاب‌دهنده
ساخت‌وساز سنتی بتن زیرآبی معمولا به مخلوط‌های چندمرحله‌ای یا افزودنی‌های شیمیایی سریع‌گیر متکی است تا از شسته شدن بتن تازه در جریان آب جلوگیری کند. هرچند این مواد به تثبیت بتن کمک می‌کنند، اما پیچیدگی اجرایی، هزینه و ریسک‌های زیست‌محیطی را افزایش می‌دهند. برای مقابله با این چالش، تیم تحقیقاتی یک فرمول تک‌مخلوط طراحی کرده که تنها با بهره‌گیری از طراحی هوشمند مواد، در محیط زیرآب پایدار می‌ماند. این مخلوط ضمن مقاومت در برابر شسته شدن، یکپارچگی سازه‌ای لازم را در طول فرآیند چاپ حفظ می‌کند و آزمایش‌ها نشان داده بدون افزودنی نیز عملکرد قابل اعتمادی دارد.
بیشتر بخوانید: بتن سبز ساخته‌شده از صدف آینده ساخت‌وساز را متحول می کند
عزیز احمد، سرپرست پروژه، تاکید می‌کند: «تا جایی که اطلاع داریم، این نخستین سامانه چاپ سه‌بعدی بتن زیرآبی است که در استرالیا ساخته و عملیاتی شده است. این فناوری نه تنها پایداری سازه‌ای لازم را ارائه می‌دهد، بلکه اجرای زیرآب را به طرز قابل توجهی ساده‌تر می‌سازد.» احمد ماهیل، رئیس و مدیرعامل LUYTEN 3D، این فناوری را آغازگر فصلی جدید در صنعت ساخت و تولید می‌داند: «چاپ بتن سه‌بعدی زیرآبی نحوه نگاه ما به ساخت، تعمیر و تقویت زیرساخت‌های حیاتی در محیط‌های دریایی را تغییر می‌دهد.»
چاپ در زیر امواج، به گفته ماهیل، فراتر از محدودیت‌های خشکی است و کاربردهای فوری آن در حوزه دفاع، بنادر و زیرساخت‌های ساحلی قابل توجه است. از جمله برنامه‌های آینده می‌توان به استفاده در پروژه زیردریایی AUKUS و ساخت لنگرگاه‌های پایدار برای مزارع بادی شناور دریایی اشاره کرد: «چاپ سه‌بعدی زیرآب امکان افزایش تاب‌آوری زیرساخت‌ها را دقیقا در جایی که بیشترین نیاز است، فراهم می‌کند؛ چه در بنادر و اسکله‌ها، چه در کاربردهای دفاعی یا سایر دارایی‌های زیرسطحی.»
برای مطالعه بیشتر: استفاده از شن بیابان با ترکیبات گیاهی در بتن به جای سیمان
تیم پژوهشی این سامانه را بستری برای نوآوری‌های آتی می‌داند، از جمله تحقیق روی تکنیک‌های ساخت در محیط‌های فرازمینی. گورسل آلیچی، رئیس دانشکده مهندسی و علوم اطلاعات، موفقیت آزمایش را نشان‌دهنده توانمندی مهندسان دانشگاه و کیفیت آزمایشگاه‌های سطح جهانی دانست: «تیم ما مشکل پیچیده‌ای در علم مواد را حل کرده و بدون استفاده از شتاب‌دهنده شیمیایی، پایداری بتن را حفظ کرده است؛ این نشان‌دهنده عمق تخصص دانشکده مهندسی است.»
آلن رووان، معاون پژوهش و نوآوری دانشگاه Wollongong، افزود: «این پروژه نشان‌دهنده تعهد تیم به توسعه فناوری‌هایی است که مسائل واقعی را حل می‌کنند و با نوآوری سازگار با محیط‌زیست، به اهداف توسعه پایدار سازمان ملل کمک کرده و قدرت همکاری دانشگاه و صنعت را به نمایش می‌گذارد.»
