亞利桑那州立大學（ASU）的土木工程教授Narayanan Neithalath和其他四名同事從美國國家科學基金會的AccelNet計劃中獲得了為期五年的200萬美元撥款，目的是促進圍繞更多領域的具體3D打印研究的合作超過十三個國家。該計劃還將加快混凝土增材制造（AM）的進度，并幫助應對科學和工程學方面的挑戰(zhàn)。

這項研究的研究人員正在創(chuàng)建一個名為3DConcrete的具體3D打印網絡。這種“網絡”將促進全球互聯(lián)互通，并就3D打印混凝土最佳實踐，材料，設計標準化達成國際共識，并使研究人員參與“創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)”，以促進技術轉讓。實際上，Neithalath表示，由于每個國家或地區(qū)在混凝土方面都有自己的專業(yè)網絡，因此他的團隊將嘗試建立更廣泛的合作，專注于3D打印混凝土和相關主題的研發(fā)，以幫助提高行業(yè)功能。

Neithalath表示：“ 3D打印相對于常規(guī)混凝土結構具有多個優(yōu)勢。例如，該方法效率更高。我們可以將材料浪費減少一半，還可以創(chuàng)建非常規(guī)的結構。但是，要實現(xiàn)優(yōu)勢，就需要社區(qū)研究和開發(fā)工具，技術和標準，以使這項創(chuàng)新成為更加廣泛的現(xiàn)實?！?/span>

在亞利桑那州立大學（ASU）的Narayanan Neithalath實驗室開發(fā)可擠出的水泥基粘結劑。

圖片由ASU / Narayanan Neithalath提供

混凝土是世界上使用最廣泛的單一材料。人類使用混凝土已有數(shù)千年的歷史了。材料科學家甚至發(fā)現(xiàn)，水泥中的基本成分早在古埃及時代就已經混入了可能是地質聚合物的混凝土中。然后，羅馬人完善了混凝土，創(chuàng)造了一些歷史上最大的建筑物，這些建筑物在2000年后仍然屹立不倒。但是自從19世紀初發(fā)現(xiàn)波特蘭水泥和現(xiàn)代混凝土以來，變化不大。

混凝土建筑商一直在努力使該行業(yè)現(xiàn)代化，似乎混凝土技術的新趨勢有望幫助降低建筑成本并提高建筑工地內外的效率。尤其是3D打印混凝土，有可能顯著提高混凝土施工的速度，安全性，效率，性能和可持續(xù)性，以應對全球未來的建筑挑戰(zhàn)，例如勞動力短缺，質量控制和減少人為錯誤。材料科學，機器人技術和其他領域的最新進展使得混凝土可以在建筑工地進行3D打印，而美洲，歐洲和亞洲的項目已經在印刷整個房屋和潛在的住宅建筑。

PERI使用BOD2 3D打印機在德國建造了第一座住宅樓。圖片由Beckum提供

Neithalath致力于改善可持續(xù)基礎設施和建筑材料的設計和開發(fā)的研究已使他在該領域獲得國際關注。被視為新型土木工程材料新興領域的后起之秀，Neithalath一直專注于生產更耐用的水泥和混凝土的方法，以及生產和使用過程中對環(huán)境的影響。

與土木工程學院的同事Jan Olek合作，普渡大學教授； Raissa Ferron，德克薩斯大學奧斯汀分校副教授； Neithalath的加利福尼亞大學洛杉磯分校教授Gaurav Sant和哥倫比亞大學的副教授Shishima Kawashima現(xiàn)在將致力于提供一種共享知識，建立聯(lián)系并教育下一代專業(yè)人員的機制。 3DConcrete項目將遍及六大洲和13個國家，其指導活動還將亞洲，歐洲，中東，澳大利亞和美洲的同事聯(lián)系起來。

廣泛的合作還將為學生和早期職業(yè)研究人員提供寶貴的機會，以增進他們的知識并成為這一新興領域的領導者。除了與教師之間的同伴關系外，3DConcrete還將支持社交活動，研討會，網絡研討會和學生交流計劃，以開發(fā)和培養(yǎng)新一代多樣化且具有全球競爭力的3D打印混凝土研究人員和員工。

亞利桑那州立大學Neithalath實驗室的混凝土3D打印技術。圖片由亞利桑那州立大學/ Narayanan Neithalath提供

點評：同樣，Ferron指出3D混凝土打印的跨學科性質不僅需要專業(yè)合作，還需要對教育模型進行審查。主要是因為學生將需要更多的培訓和技能，例如機器人技術和編程，才能改變未來該領域的性質。 Ferron表示，以3D混凝土印刷為代表的更廣泛的變革為將更多的婦女和少數(shù)民族帶入建筑提供了一種手段。

“建筑是經濟中最大的部門之一，但是某些人群被禁止充分參與。 3D打印混凝土為重塑該領域提供了機會。例如，如果這種創(chuàng)新意味著工人不一定需要購買重型設備，我們就可以將建筑從一個男性化的領域中解脫出來。”

與此相符，涅薩拉特（Neithalath）同意，早就應該對建筑科學和建筑實踐進行根本性的改變了，這需要在根本上進行新的思考：“并非所有傳統(tǒng)方法都是可行的最佳方法，因此，本項目旨在創(chuàng)造一個可以發(fā)掘新想法的共享平臺，使我們朝著可行的方向發(fā)展。”

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