Forskare vid MIT har utvecklat en ny metod för att 3D-printa betong som kan minska materialåtgången med upp till 76 procent. I ett lyckat test skrevs en 2,3 meter lång bro ut på bara 30 minuter.
Bro på 30 minuter – ny 3D-printing av betong kan bli genombrott
Betong är byggbranschens kanske viktigaste material, men också en av de största klimatbovarna. Nu har forskare vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) utvecklat en metod som kan minska materialåtgången med upp till 76 procent – en innovation som på sikt kan sänka både utsläppen och byggkostnaderna.
Cementproduktionen, som är den mest klimatbelastande delen av betongtillverkningen, står för omkring åtta procent av världens koldioxidutsläpp.
Anpassad för industriella skrivare
MIT-forskarnas lösning bygger på avancerad 3D-printing av betong. Genom att endast placera material där det faktiskt behövs kan betydligt lättare konstruktioner tillverkas utan att stabiliteten försämras. Forskningen är publicerad i den vetenskapliga tidskriften Additive Manufacturing.
En av de stora utmaningarna har varit att dagens industriella 3D-skrivare har begränsad rörlighet och relativt grova munstycken, vilket gör många optimerade konstruktioner omöjliga att skriva ut, rapporterar norska Illustrerad vetenskap.
Forskarna har därför utvecklat en programvara som redan i designstadiet tar hänsyn till skrivarnas begränsningar och skapar geometrier som faktiskt går att producera.
Kan minska kostnader och klimatavtryck
För att demonstrera tekniken skrev forskarna ut en 2,3 meter lång betongbro på omkring 30 minuter. Konstruktionen vägde cirka 400 kilo och klarade en belastning på över 900 kilo utan problem.
Den största begränsningen är enligt forskarna bredden på de betongsträngar som skrivarna kan lägga ut. Testbron skrevs ut med fyra centimeter breda banor. Om framtidens skrivare kan minska bredden till en centimeter skulle materialförbrukningen kunna minska med upp till 76 procent samtidigt som konstruktionen behåller sin bärförmåga.
Det skulle kunna innebära betydande besparingar för byggföretag, samtidigt som behovet av cement minskar – en utveckling som både kan sänka kostnader och minska sektorns klimatavtryck.
Nästa mål: Armerad betong
Forskarna arbetar nu vidare med att anpassa metoden för armerad betong. Den stora utmaningen blir att integrera armeringsjärn i en helt 3D-printad konstruktion, något som krävs för att tekniken ska kunna användas i större byggprojekt.
Testerna visar samtidigt att tekniken fortfarande har begränsningar. Den utskrivna bron rasade när den lyftes i ett hörn för att golvet skulle sopas under den. Händelsen illustrerar en grundläggande egenskap hos betong: materialet är mycket starkt under tryck men betydligt svagare när det utsätts för dragkrafter.
Läs mer: Historisk dag för betong: ”Stort steg framåt”
Läs mer: Varför romarnas betong var bättre än vår
Läs mer: Bakterier gör att betong läker sig själv – sparar miljarder på infrastruktur
