В США создали подводный 3D-принтер, печатающий бетоном прямо на морском дне

Исследователи Корнеллского университета (Cornell University) разработали технологию 3D-печати бетонных конструкций непосредственно на морском дне. Проект финансируется агентством DARPA с целью сделать подводное строительство и ремонт океанских сооружений быстрее, дешевле и безопаснее. Традиционные методы требуют значительных затрат, длительного времени и нарушают морскую экосистему, с чем приходится мириться в отсутствие альтернатив.

Учёные получили от DARPA грант на $1,4 млн и список требований, которые нужно будет удовлетворить для дальнейшего финансирования. Одним из ключевых условий стало использование донных отложений в качестве базового ингредиента бетонной смеси для 3D-печати под водой. Так достигается максимальная экологичность и снижается нагрузка на логистику. Строить можно будет на месте с минимальными затратами на транспортировку компонентов на удалённую площадку.

Ключ к успеху проекта, по мнению команды, — это преодоление вымывания материала. Основная проблема подводной 3D-печати заключается в том, что цементная смесь размывается водой до затвердевания. Учёные решили эту задачу, оптимизировав баланс между вязкостью материала и его способностью к перекачиванию. В составе бетона преимущественно используется морской осадок с самого дна — это требование DARPA, как отмечено выше. Для работы под водой адаптировали крупный промышленный 3D-принтер массой около 2700 кг, ранее применявшийся для печати больших конструкций на суше. По крайней мере, он смог печатать в бассейне, сам не погружаясь полностью в воду.

Ещё одной проблемой стали датчики изображений, которые не могли нормально управлять системой печати в мутной воде. Поэтому учёные разработали новые сенсорные системы, позволяющие точно контролировать процесс печати даже в условиях крайне низкой видимости. Тестирование проводилось в больших водных резервуарах, где удалось продемонстрировать успешную подводную печать с минимальным возмущением окружающей среды. Технология показывает, что можно строить или ремонтировать конструкции прямо на месте без подъёма материалов на поверхность и без привлечения дайверов.

Команда Корнелла входит в число шести команд-участниц конкурса DARPA. В марте текущего года состоится соревнование, в рамках которого каждая команда должна будет напечатать подводную арку строго по заданным параметрам. Успешное выполнение этих демонстраций позволит подтвердить потенциал технологии для реального применения в строительстве под водой. Разработка уже считается важным шагом к трансформации подходов к созданию и обслуживанию подводных сооружений. Это могут быть основания ветряных электростанций, сооружения для подводных ЦОД и другая инфраструктура.