Корнеллский университет внедряет подводную 3D-печать для океанской инфраструктуры: революция, финансируемая DARPA

Глобальный - Информационное агентство Эхбари

Корнеллский университет внедряет подводную 3D-печать для океанской инфраструктуры: революция, финансируемая DARPA

В событии, которое может коренным образом изменить морскую инженерию и подводное строительство, исследователи из Корнеллского университета представили революционную технологию 3D-печати, способную строить и ремонтировать сооружения непосредственно на дне океана. Это новаторское усилие, значительно поддержанное грантом Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA), знаменует собой существенный шаг к тому, чтобы сделать подводное строительство быстрее, экономичнее, безопаснее и экологически устойчивее.

Традиционные методы подводного строительства и ремонта долгое время сталкивались с огромными проблемами. К ним относятся непомерно высокие затраты, трудоемкие и медленные процессы, значительные риски для водолазов, а также часто пагубные воздействия на хрупкие морские экосистемы. Команда Корнелла, возглавляемая Срирамьей Наир, доцентом кафедры гражданского и экологического строительства в Инженерном колледже Дэвида А. Даффилда, активно решает эти давние препятствия, интегрируя передовую роботизированную 3D-печать с инновационной бетонной формулой, которая преимущественно использует донные отложения.

Одним из наиболее критических препятствий в подводной 3D-печати было явление «вымывания», когда цементные материалы имеют тенденцию рассеиваться в окружающей воде, а не эффективно связываться друг с другом или с предполагаемым местоположением. Исследовательская группа Корнелла успешно обошла эту проблему, достигнув экспериментально оптимизированного баланса между вязкостью материала и его прокачиваемостью. Это тонкое равновесие имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы бетонная смесь сохраняла свою структурную целостность и точность во время процесса печати в сложных водных условиях.

Кроме того, DARPA выдвинуло конкретное и амбициозное требование для проекта: бетонная смесь должна включать донные отложения в качестве основного ингредиента. Это требование было не просто логистическим соображением, уменьшающим необходимость транспортировки материалов с поверхности, но и глубокой экологической целью. Повторное использование легкодоступных местных материалов значительно минимизирует углеродный след и экологическое воздействие проекта, резко сокращая затраты и сложности, связанные с доставкой обычных строительных материалов на удаленные морские объекты.

Чтобы справиться с присущими глубоководным океанским средам условиями низкой видимости, исследователи также приложили значительные усилия для разработки сложных новых сенсорных систем. Эти передовые системы обеспечивают точный мониторинг и адаптацию процесса подводной 3D-печати в реальном времени, гарантируя точность и эффективность даже в самых сложных сценариях. Это основывается на предыдущем обширном опыте команды с крупномасштабной наземной 3D-печатью бетонных конструкций с использованием промышленного робота весом 6000 фунтов.

Зарождение этого проекта восходит к тому, что команда Корнелла обратила внимание на призыв DARPA к предложениям, в котором запрашивались инновационные технологии 3D-печати бетоном для подводных применений. Несмотря на их существующую сосредоточенность на крупномасштабных бетонных конструкциях на суше, они воспользовались возможностью изучить потенциал своей технологии в морской сфере. Этот стратегический поворот оказался плодотворным, что привело к получению значительного гранта в размере 1,4 миллиона долларов, обусловленного достижением конкретных контрольных показателей, и дал весьма многообещающие ранние подводные результаты.

Это достижение представляет собой нечто большее, чем просто технологический прорыв; оно обещает революционизировать множество отраслей, от строительства морских ветряных электростанций и нефтегазовых платформ до срочного ремонта морской инфраструктуры, поврежденной стихийными бедствиями или коррозией. Ускорение и снижение рисков этих операций могут значительно стимулировать мировую голубую экономику, одновременно защищая жизненно важные морские экосистемы.

Хотя первоначальные результаты весьма обнадеживают, это решение еще не является окончательным «выигрышным» ответом для подводного строительства. Команда Корнелла собирается представить и продемонстрировать свою технологию строительства с помощью подводного 3D-принтера на долгожданном «соревновании» DARPA, запланированном на март этого года. На этом соревновании им предстоит соревноваться с пятью другими командами, чтобы напечатать подводную арку точно в соответствии с указанными техническими требованиями. Это соревнование послужит решающим испытанием производительности технологии в реальных конкурентных условиях.

В заключение, всеобъемлющие усилия группы Корнелла, по-видимому, успешно решили основные задачи проекта. Это предполагает, что медленные, дорогие и экологически разрушительные традиционные методы подводного строительства могут вскоре стать пережитком прошлого, открывая путь к более эффективному, устойчивому и технологически продвинутому будущему в подводной инженерии.

Информационное агентство Эхбари