3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用前景長期以來主要集中在速度和自動化方面。如今，一項新的優(yōu)勢正日益凸顯。研究人員正在探索以生物基和本地材料替代標(biāo)準(zhǔn)化的高碳混凝土。

總部位于墨西哥的Manufactura集團(tuán)正通過CORNCRETL為這一發(fā)展做出貢獻(xiàn)，CORNCRETL是一種由農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品制成的3D打印復(fù)合材料，專為結(jié)構(gòu)用途而設(shè)計。

當(dāng)祖先傳承遇上機器人精準(zhǔn)技術(shù)

Manufactura由Dinorah Schulte于2022年創(chuàng)立，將前西班牙時期的建筑知識與機器人制造技術(shù)相結(jié)合。CORNCRETL（“玉米”和“混凝土”的縮寫）由nejayote制成，nejayote是一種富含鈣質(zhì)的廢水，產(chǎn)生于玉米堿化過程中。這種古老的中美洲工藝是將玉米粒浸泡在石灰水中并煮熟。

這種液體并沒有被丟棄，而是成為了可打印混合物的關(guān)鍵成分。由于玉米在墨西哥仍然是日常主食，這一過程會產(chǎn)生大量的有機廢料，使得這種材料既具有文化淵源，又在當(dāng)?shù)厥重S富。研究團(tuán)隊將這些液體廢料與干燥的玉米皮和秸稈混合，制成了一種可打印的活頁夾。

這種3D打印材料取自農(nóng)業(yè)廢料。

CORNCRETL印刷工藝

為了沉積CORNCRETL材料，該團(tuán)隊使用了KUKA機械臂和WASP Concrete HD連續(xù)送料系統(tǒng)。

玉米秸稈經(jīng)干燥、破碎和研磨至可控粒徑后，與以天然水硬性石灰（NHL 3.5）為基礎(chǔ)的粘合劑和適用于機器人擠出的骨料混合。然后將混合物逐層鋪設(shè)，無需傳統(tǒng)模板，并減少90%的建筑垃圾。

這款機器人的自由移動能力使其能夠創(chuàng)造出曲面和受水磨石圖案啟發(fā)而設(shè)計的幾何紋理。打印完成后，這種石灰基材料在室溫下幾天內(nèi)即可硬化，這與需要耗費大量能源進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的傳統(tǒng)混凝土截然不同。

該材料通過機械臂擠出成型。

CORNCRETL，介于可持續(xù)性和自我修復(fù)之間

據(jù)Manufactura公司稱，由于CORNCRETL采用石灰基化學(xué)成分和低溫硬化工藝，與波特蘭混凝土相比，可減少高達(dá)70%的碳排放。

這種材料還具有自愈性能：當(dāng)水分滲入微裂縫時，不發(fā)生反應(yīng)的石灰顆粒會重新結(jié)晶并部分密封縫隙，這是石灰基粘合劑的一個眾所周知的特性。

開發(fā)本地解決方案

該團(tuán)隊通過成功打印高達(dá)80厘米的模塊化墻體原型，并在意大利香巴拉的露天實驗室進(jìn)行大規(guī)模測試，驗證了該材料的結(jié)構(gòu)潛力。

CORNCRETL公司不采用標(biāo)準(zhǔn)化的高碳混凝土混合料，而是提供了一種分散式模式。得益于增材制造技術(shù)，當(dāng)?shù)氐膹U棄物可以在現(xiàn)場進(jìn)行處理，因此建筑材料與建筑結(jié)構(gòu)本身都來自同一地點。

編譯整理：3dnatives