This post is also available in:
English (אנגלית)
הדפסה תלת-מימדית של בטון הפכה לאחרונה לפופולרית יותר. בדומה למדפסות תלת-ממדיות רגילות, מדפסות בטון פועלות על ידי "הדפסה" שכבה אחר שכבה של חומר על בסיס עיצוב שנעשה על תוכנת מחשב. הפעם, לעומת זאת, במקום פילמנט מפלסטיק, נעשה שימוש בחומר דמוי מלט. בניגוד לבנייה המסורתית, בטון בהדפסת תלת מימד מזרז את תהליך הבנייה, מתאים את אבני הבנייה טוב יותר לחזון האדריכל, מקטין את עלויות העבודה וממזער את הפסולת.
עם זאת, החומרים הזמינים להדפסת בטון כיום מוגבלים, והעמידות והידידותיות שלהם לסביבה עדיין נמצאות בסימן שאלה. לאחרונה, צוות של מהנדסים מבית הספר להנדסה ומדע יישומי של אוניברסיטת וירג'יניה הצליח לשלב ננו-סיבי תאית שמקורם בעץ לתוך תרכובת בטון להדפסת תלת מימד, דבר שעשוי להפוך אותו לעמיד יותר וידידותי יותר לסביבה.
על פי Innovation News Network, הצוות מסביר כי יצירת התרכובת המושלמת הייתה קשה, כיוון שהיא חייבת להיות בעלת איכויות סותרות: "היא צריכה לזרום היטב עבור ייצור חלק, אבל להתקשות לחומר יציב עם תכונות קריטיות, כגון חוזק מכני טוב, חיבור בין שכבות, ומוליכות תרמית נמוכה". זו הסיבה מדוע הצוות החליט להשתמש בננו-סיבי תאית (cellulose nanofibrils – CNF), סיבים דקיקים עשויי תאית, המרכיב המבני העיקרי של קירות התא של צמחים. בנוסף להיותו ידידותי לסביבה, לחומר זה יש פוטנציאל חזק לשפר הן את הזרימה והן את חוזק הבטון שהוא מייצר.
לפני המחקר, הידע על השפעת CNF על חומרים להדפסה תלת-מימדית היה מוגבל. הצוות היה צריך לקיים ניסויים רבים, אבל בסופו של דבר גילה כי מינימום של 0.3% CNF נדרש כדי לשפר באופן משמעותי את זרימת תערובת הבטון. יתר על כן, בדיקה מיקרוסקופית של הדגימות שהתקשחו הראתה חיבור טוב יותר של החומר ויציבות מבנית משופרת. בדיקות הראו כי רכיבים מודפסי תלת-ממד המשופרים עם CNF הראו התנגדות טובה יותר כאשר מושכים, מכופפים או דוחסים אותם.
מחקר זה הוא צעד משמעותי וחשוב לקיימות של תעשיית הבנייה.
המחקר פורסם ב-Science Direct
