La technologie transformatrice de l'impression 3D bouleverse de nombreux secteurs de l'industrie, mais ce n'est rien comparé à la perturbation qui vient à la construction.

Professeur Jay Sanjayan, Directeur du Centre pour l'infrastructure durable de Swinburne et professeur de structures en béton à Swinburne, dirige une collaboration de 1,3 million de dollars entre sept universités australiennes pour développer l'impression 3D du béton.

« La construction reste en grande partie un travail manuel, ce qui le rend très cher, et rend le besoin mondial de logements et d'infrastructures très difficile à satisfaire, " dit le professeur Sanjayan.

"La construction est susceptible d'être perturbée par l'automatisation, et l'impression 3D est une technologie qui peut aider."

Bien que des imprimantes 3D soient disponibles dans le commerce pour la fabrication, il existe des différences significatives entre l'impression de pièces d'avion et l'impression d'une maison.

"Plutôt que des conditions d'usine, nous devons imprimer dans le temps, " dit le professeur Sanjayan.

« Au lieu de quelques kilos de matériaux, nous devons gérer des tonnes. Et bien que nous n'ayons pas besoin de la même précision que l'industrie aérospatiale, nous devons échanger cela contre un faible coût."

Pour relever les défis, Le professeur Sanjayan a exploré deux approches. L'option intermédiaire est l'impression 3D « à lit de poudre », dans laquelle l'imprimante étale une fine couche de poudre de béton, imprime ensuite une « encre » à base d'eau qui fixe le béton là où l'encre est appliquée.

Couche par couche, le processus est répété. Le défi était d'automatiser la collecte et la réutilisation des grandes quantités de poudre n'ayant pas réagi générées par chaque tirage, dit Sanjayan.

Le lit de poudre était une bonne option pour former des sections préfabriquées d'un bâtiment dans une usine.

"Nous pouvons créer des structures très complexes. Mais ce n'était pas un processus qui pouvait se dérouler sous le vent et la pluie."

Pour l'impression de béton sur site, il faut une machine qui extrude du béton liquide, dit le professeur Sanjayan.

"Ici, le principal problème est le béton lui-même, " il dit.

Le béton doit rester liquide à l'intérieur de l'imprimante, mais réglé dès qu'il est imprimé pour conserver sa forme et ainsi la couche suivante peut être appliquée.

Le béton traditionnel ne se comporte pas de cette façon. Actuellement, l'approche la plus courante consiste à doser fortement le béton avec des retardateurs chimiques qui le maintiennent liquide, puis dosez fortement avec des accélérateurs au fur et à mesure qu'il est extrudé. Mais cette approche compromet les propriétés mécaniques du produit fini.

« Nous proposons de nouveaux types de ciment qui possèdent intrinsèquement ces propriétés, " dit le professeur Sanjayan.

Bien qu'il ne soit pas encore en mesure de divulguer les détails, une option est d'utiliser un ciment géopolymère, un matériau fabriqué à partir d'un déchet industriel appelé cendres volantes.

« Les architectes conçoivent déjà tout par ordinateur, " dit Sanjayan. " Au lieu d'imprimer leurs plans sur papier, avec l'impression 3D, il suffit d'appuyer sur un bouton et la machine le construit, c'est le rêve ultime."