Druk 3D z asfaltu metodą na dziury w drogach?

Druk 3D z asfaltu metodą na dziury w drogach?

Drony wyposażone w systemy drukujące w 3D z asfaltu, uzupełniające ubytki w asfaltowych nawierzchniach dróg? Brzmi fantastycznie, prawie jak wizja przyszłości rodem z gier komputerowych. Odmienne zdanie ma trójka naukowców z University College London, autorów publikacji w Materials & Design dotyczącej druku 3D z asfaltu.

Naprawianie drobnych pęknięć w nawierzchni z użyciem autonomicznego drona zanim staną się dużymi ubytkami wymagającymi uzupełnienia przez drogowców może okazać się sporą oszczędnością pieniędzy (i nerwów kierowców również).

Trójka badaczy analizuje możliwość wykorzystania asfaltu w technologiach przyrostowych do uzupełniania ubytków w naśladujących ubytki w nawierzchni próbkach oraz porównuje właściwości mechaniczne próbek odlanych z asfaltu z właściwościami próbek powstałych z wykorzystaniem druku 3D. W tym celu, używając wydrukowanych z ABS części, zmodyfikowali drukarkę 3D Mendel 90 przystosowując ją do ekstruzji asfaltu. Ponieważ materiał ten w trakcie wytłaczania zachowuje się jak ciecz nienewtonowska, konieczne było zaprojektowanie odpowiedniej głowicy. Materiał trafia do ekstrudera pod postacią pelletu, gdzie ulega stopieniu.

W przebiegu badania ustalono optymalną temperaturę druku mieszczącą się w zakresie 125-135 oC i szybkość 1mm/s. Obiekty testowe powstawały na warstwie 1mm. Takie ustawienia pozwalały uzyskać najlepszą jakość wydruków.

Od prawej: wydrukowana piramida, wydrukowany obiekt do testów, obiekt odlany z asfaltu z ubytkiem uzupełnionym z wykorzystaniem druku 3D

Ważnym elementem badania było sprawdzenie, jak druk 3D wpływa na właściwości mechaniczne asfaltu. W tym celu porównano obiekty tradycyjnie odlane z wydrukowanymi. Zaobserwowano, że próbki powstałe z wykorzystaniem technologii przyrostowych cechują się dziewięciokrotnie większą plastycznością, która – według naukowców – ma być spowodowana zmianami w mikrostrukturze asfaltu. W przypadku odlanych próbek obserwowana była anizotropia, w zależności od tego, czy naciskowi poddawana była wierzchnia czy spodnia strona odlewu, zaś w przypadku wydruków zmiany we właściwościach nie były zauważalne. Odporność na złamanie w przypadku odlewów i wydruków była podobna.

Naukowcy odlali również specjalne obiekty testowe z ubytkami, które miały zostać wypełnione z użyciem druku 3D. Według nich, łatanie dróg za pomocą technologii przyrostowej jest jak najbardziej możliwe, a drukarka 3D połączona z – na przykład – dronem może służyć również do naprawiania trudno dostępnych miejsc takich, jak dachy. Wskazują jednak, że druk 3D z asfaltu wymaga kolejnych badań, które pomogą w poznaniu i zrozumieniu wpływu między innymi warunków atmosferycznych i obciążania na uzupełnione addytywnie pęknięcia.

Źródło: Jackson, Richard & Wojcik, Adam & Miodownik, Mark. (2018). 3D Printing of Asphalt and its effect on Mechanical Properties. Materials & Design.

KOMENTARZE

Przetwarzamy dane osobowe użytkowników witryny, zobacz szczegóły...

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close