Одноразовые пластмассы являются постоянным источником экологического загрязнения, а необходимость обеспечить жильем растущее мировое население увеличивает давление на ресурсы, такие как древесина. Инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) имеют идею, которая может решить обе проблемы одновременно.
Использование переработанного пластика
В недавнем исследовании команда инженеров под руководством профессора механики Дэвида Харта и лектора Эй-Джея Переса разработала план использования переработанного пластика для 3D-печати строительных балок, ферм и других конструкций, которые могут стать более легкими и устойчивыми альтернативами традиционным деревянным каркасам.
Дизайн, который они разработали, похож по форме на традиционные деревянные фермы, поддерживающие пол, с балками, соединяющимися в узоре, напоминающем лестницу с диагональными ступенями. Чтобы протестировать его, они получили гранулы из переработанных полимеров ПЭТ и стекловолокна от компании аэрокосмических материалов и подали их в комнату 3D-принтера в качестве «чернил».
Результаты испытаний
Когда они напечатали четыре длинные фермы с этим материалом и сконфигурировали их в традиционный каркас пола с фанерой, результат показал грузоподъемность более 1800 килограммов, что значительно превышает ключевые стандарты строительства, установленные Министерством жилищного и городского развития США.
Пластиковые фермы весят около 6 килограммов каждая, что позволяет транспортировать их без использования платформы. Промышленный принтер может изготовить одну ферму менее чем за 13 минут. Кроме того, исследователи разрабатывают процесс, который может работать с «грязным» пластиком, не требующим предварительной очистки или обработки.
Перспективы
«Мы оценили, что миру нужно около 1 миллиарда новых домов к 2050 году. Если мы попытаемся построить столько домов, используя древесину, нам придется вырубить эквивалент трёх амазонских дождевых лесов», — говорит Перес. «Ключевым моментом здесь является то, что мы перерабатываем грязный пластик в строительные продукты для домов, которые легче, более прочные и устойчивые».
Исследователи представляют, что однажды отходы, такие как использованные бутылки и контейнеры для еды, могут быть отправлены напрямую в измельчитель, превращены в гранулы и поданы в крупномасштабную систему аддитивного производства, чтобы стать конструктивными компонентами для строительства. На строительной площадке элементы могут быть быстро установлены в легкий, но прочный каркас дома.
«Идея состоит в том, чтобы разместить контейнеры рядом с местами, где вы знаете, что будет много пластика, например, рядом со стадионом», — говорит Перес. «Затем вы можете использовать стандартное оборудование для измельчения и подать грязный измельченный пластик в крупномасштабную систему аддитивного производства, которая может существовать в микрофабриках, как центры розлива, по всему миру. Вы можете напечатать детали для целых зданий, которые будут достаточно легкими, чтобы перевезти на мопеде или грузовике в места, где дома наиболее необходимы».