Модульный 3D-печатный бетонный мост испытан и представлен в Венеции.

Аддитивное производство внедряется по всему миру в строительстве мостов, виадуков и других гражданских инженерных проектах благодаря его способности повышать эффективность использования материалов, одновременно уменьшая затраты и время строительства.

Команда исследователей и отраслевых партнеров представила новый дизайн 3D-печатного моста, представленный на выставке Time Space Existence Европейского культурного центра в Венеции, которая продлится с 10 мая по 23 ноября 2025 года.

       

  Проект, возглавляемый профессором доктором Масудом Акбарзаде, основателем дизайнерской практики Massive Form и директором Лаборатории полиэдрических структур Пенсильванского университета, в партнерстве со швейцарской компанией Sika Group, исследует, как вычислительная геометрия и роботизированная 3D-печать может быть применена к бетонному строительству таким образом, чтобы повысить эффективность, адаптивность и устойчивое развитие.

Известная как Diamanti, конструкция сформирована из девяти сборных бетонных сегментов, каждый из которых изготовлен из двухкомпонентной цементной смеси, разработанной Sika и напечатанной с помощью роботизированной руки. Геометрия каждого сегмента включает полые профили и узорчатые поверхности, поддерживающие структурную целостность, одновременно снижая содержание углерода.

      

     Сегменты собираются с помощью восьми незалитых стальных тросов в системе предварительного натяжения, который позволяет избежать использования клеев и затирки, что делает весь мост полностью разборным и пригодным для переработки.

Для этого проекта построены две версии моста Diamanti. Первый 2,5-метровый прототип, изготовленный голландской компанией Vertico, является экспонатом, который демонстрируется в Венеции. Построенный во Франции компанией Carsey3D, второй расширяется до 10 м и прошел испытание на пролете 9 м, что подтверждает, что можно масштабировать систему для практического использования.

Его структурная логика формируется с помощью полиэдрической графической статики (PGS) – метода, отражающего поток сил сжатия и растяжения через полиэдрический каркас. Этот подход приводит к созданию сегментов с ромбовидными антикластическими поверхностями, которые обеспечивают жесткость, более эффективно распределяют нагрузку и разрезают бетон без ущерба для прочности.

        

      Хотя глубина демонстрационной модели составляет всего 26 см, те же принципы можно применять к гораздо более длинным пролетам. Модульный формат имеет целью ограничить отходы при производстве, облегчить транспортировку компонентов и сделать демонтаж простым по истечении срока службы моста.

        

    Работа над мостом объединила экспертизу по нескольким отраслям. Инженерная фирма AEVIA, занимающаяся системами пост-натяжения, поставила систему пост-натяжения, исследователи из Городского колледжа Нью-Йорка (CCNY) и Университета Вилланова провели независимый структурный анализ, а институт Центра исследований и исследований бетонной промышленности (CERIB) во Франции провел испытание нагрузкой.

Вместе эти взносы превратили Diamanti в рабочий прототип низкоуглеродистой, съемной инфраструктуры, объединяющей вычислительный дизайн с новыми материалами и аддитивным производством.