麻省理工学院用回收塑料3D打印承重结构件,13分钟成型可承重超4000磅

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导读:在不远的未来,你看好的小区采用了由可回收塑料制造的承重结构件,你敢不敢住进去?

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△麻省理工学院用回收塑料3D打印承重结构件


      2026年2月24日,麻省理工学院(MIT)的工程师们正在开创一种创新的建筑技术,旨在利用回收塑料作为3D打印的承重结构组件。这项研究不仅突破了传统的塑料回收方式,更将废旧塑料转化为可用于楼板桁架、梁等建筑承重部件的建筑材料。相关研究成果已发表在《固体自由成形制造研讨会论文集》。麻省理工学院工程学院讲师AJ Perez表示:“到2050年,全球将需要约10亿套新住房。如果全部依赖木材建造如此庞大的数量,我们将需要砍伐三倍于亚马逊雨林的森林面积。但是,如果通过回收塑料并将它们转化为建筑材料,我们能够提供更加可持续、轻便且耐用的解决方案。”

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△3D打印承重结构件具有速度快,承重高的特点


13分钟成型承载超4000磅
      这项研究基于经典的桁架结构原理,常见于木框架建筑中,设计了一种由回收塑料制成的3D打印楼板支撑系统,并进行了荷载测试。通过使用贝茨研究与工程中心的大型工业级3D打印系统,研究团队成功打印了四根桁架梁,并搭建了一个4×8英尺(约1.2×2.4米)的楼板。在随后的测试中,研究团队通过沙袋和混凝土袋施加荷载,结果表明该结构在构件屈曲和开裂之前,承受了超过4000磅的荷载,且挠度满足美国建筑标准的刚度要求。
      研究中使用的材料为含有玻璃纤维的回收PET塑料,这种复合材料显著提升了3D打印的性能和成品的耐久性。每根桁架的长约2.4米,宽2.5厘米,高30厘米,重量约6公斤,打印时间接近13分钟。与传统木结构相比,这种3D打印桁架不仅更轻,且具备更高的耐久性和结构稳定性。

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将废料3D打印为建筑承重构件
      Perez补充道:“我们正在逐步破解如何利用受污染塑料的难题,未来我们希望能够将这些废弃的塑料转化为建筑材料,尤其是在塑料废料丰富的地区。”麻省理工学院的目标是将这一技术进一步优化,使它无需复杂的预处理过程即可直接使用受污染的废弃塑料,进行建筑部件的打印。为了实现这一目标,研究团队设想在塑料废料产生密集的地区设立集装箱,并通过现有的粉碎技术直接将废塑料送入增材制造系统。这种系统将能够在地理上分散的微型工厂中生产建筑部件,为急需住房的地区提供支持。
     尽管这项技术具有巨大的潜力:将本地可获得的塑料废料直接应用于增材制造工艺,无需复杂的预处理。但研究人员强调,要想在建筑行业得到广泛应用,将生产成本降低到能够与木材竞争的水平仍然至关重要。

    来源:南极熊

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