VIDEO: 3D printane staklene cigle čvrste poput betona

Što ako bi se građevinski materijali mogli sastavljati i rastavljati jednako lako kao LEGO kockice? Takvo rekonfigurabilno zidanje bilo bi rastavljeno na kraju životnog vijeka zgrade i ponovno sastavljeno u novu strukturu, u održivom ciklusu koji bi mogao opskrbljivati ​​generacije zgrada koristeći iste fizičke građevne blokove.

To je ideja koja stoji iza kružne gradnje, čiji je cilj ponovna uporaba i prenamjena materijala zgrade kad god je to moguće, kako bi se smanjila proizvodnja novih materijala i smanjile emisije ugljika u građevinskoj industriji.

Inženjeri MIT-a, motivirani ekološkim potencijalom kružne konstrukcije, razvijaju novu vrstu rekonfigurabilnog zida izrađenog od 3D printanog recikliranog stakla. Koristeći prilagođenu tehnologiju 3D ispisa na staklu koju je osigurao MIT spinoff tvrtka Evenline, tim je napravio snažne, višeslojne staklene kockice, svaka u obliku osmice, koje su dizajnirane da se međusobno spajaju, slično LEGO kockicama.

U mehaničkom ispitivanju, jedna staklena cigla izdržala je pritiske slične onima betonskog bloka, kao što možete vidjeti u ovom videu. 

Kao strukturnu demonstraciju, istraživači su izgradili zid od međusobno povezanih staklenih opeka. Zamišljaju da bi se staklena cigla koja se može 3D ispisati mogla više puta upotrijebiti kao cigla koja se može reciklirati za fasade zgrada i unutarnje zidove. 

"Staklo je materijal koji se može vrlo lako reciklirati", kaže Kaitlyn Becker, asistentica profesora strojarstva na MIT-u. "Uzimamo staklo i pretvaramo ga u zid koji se, na kraju životnog vijeka strukture, može rastaviti i ponovno sastaviti u novu strukturu ili se može vratiti u pisač i pretvoriti u potpuno drugačiji oblik. Sve se to ugrađuje u našu ideju o održivom, kružnom građevinskom materijalu."

Inspiracija za novi kružni zidani dizajn nastala je djelomično u Glass Labu MIT-a, gdje su Kaitlyn Becker i Michael Stern, bivši diplomirani student MIT-a i istraživač u MIT-ovom Media Labu i Lincoln Laboratoryju, koji je također osnivač i direktor tvrtke Evenline, razvili ovu tehnologiju.

Njih dvoje su se udružili kako bi vidjeli može li se i kako od stakla za 3D ispis napraviti strukturnu zidanu jedinicu čvrstu i složnu kao tradicionalne cigle. Za svoju novu studiju, tim je koristio Glass 3D Printer 3 (G3DP3), najnoviju verziju Evenlineovog staklenog pisača, koji se uparuje s peći za topljenje smrvljenih staklenih boca u rastaljeni oblik za ispis koji zatim pisač taloži u slojevitim uzorcima.

Tim je ispisao prototip staklenih cigli koristeći soda-vapneno staklo koje se obično koristi za puhanje stakla. Ugradili su dva okrugla klina na svaku otisnutu kocku, slično klinovima na LEGO kocki. Poput blokova igračaka, klinovi omogućuju spajanje cigli i sastavljanje u veće strukture. Drugi materijal postavljen između cigli sprječava ogrebotine ili pukotine između staklenih površina, ali se može ukloniti ako se struktura cigle rastavlja i reciklira, također dopuštajući ponovno taljenje cigli u pisaču i oblikovanje novih oblika. Tim je odlučio napraviti blokove u obliku osmice.

Tim je tiskao staklene cigle i testirao njihovu mehaničku čvrstoću u industrijskoj hidrauličkoj preši koja je stiskala cigle sve dok se nisu počele lomiti. Istraživači su otkrili da su najčvršće cigle mogle izdržati pritiske koji su usporedivi s onima koje mogu izdržati betonski blokovi. Te najjače cigle bile su uglavnom izrađene od tiskanog stakla, sa zasebno proizvedenim elementom za spajanje koji se pričvršćivao na dno cigle. Ovi rezultati sugeriraju da bi većina zidane opeke mogla biti izrađena od tiskanog stakla, s međusobno povezanim elementom koji bi se mogao tiskati, lijevati ili zasebno proizvoditi od drugog materijala.