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Un autre type de construction d’impression 3D: avec du sol – ImpressionEn3D.com

Extrusion d’un mélange de sol [Source: ACS]

Des chercheurs d’Austin ont développé une méthode d’impression 3D réussie d’un mélange de sol, mais ce n’est pas aussi facile qu’il y paraît.

Pourquoi utiliser de la terre? Il y a quelques très bonnes raisons de poursuivre cet angle. Premièrement, alors que le béton est la norme de facto pour les imprimantes 3D de construction d’aujourd’hui, ce n’est pas un matériau très écologique.

Béton et CO2

Vous ne le savez peut-être pas, mais l’utilisation et la production de béton produisent près de 8% des émissions actuelles de dioxyde de carbone, soit près de 1 500 millions de tonnes de CO2 par an. Pour mettre cela en perspective, cela représente environ la moitié de la quantité totale de CO2 émise par toutes les activités de transport humain, y compris les automobiles, le camionnage, les avions et la navigation. S’il existait des moyens de réduire les émissions de CO2 du béton, il faudrait les envisager.

Une autre raison est que le sol existe partout, et si une méthode appropriée pour l’impression 3D pouvait être inventée, alors nous serions inondés de matière.

Sol d’impression 3D

Le sol d’impression 3D n’est pas une idée folle; les matériaux sont fabriqués à partir de terre depuis des millénaires: considérez la brique commune. L’argile, mélangée à un matériau fibreux comme l’herbe, une fois séchée, peut produire un matériau de construction très utile et durable. Si un produit approprié pouvait être extrudé et durci, cela pourrait être viable.

Mais comment cela se fait-il exactement?

Les chercheurs ont réalisé que la composition du sol varie considérablement d’un endroit à l’autre, mais l’argile est un composant commun, bien que dans des rapports différents avec d’autres éléments tels que la matière organique.

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Impression 3D d’argile

Un autre type d'impression 3D de construction: avec du sol
Petit objet imprimé en 3D avec de la terre [Source: Aayushi Bajpayee via ACS]

Pour leur expérience, ils ont choisi d’utiliser de l’argile de la série Burlewash riche en montmorillonite, un matériau de sol apparemment disponible dans la région d’Austin. Leur processus impliquait de broyer le matériau en morceaux très fins, ce qui augmentait la surface totale du matériau et permettait des réactions chimiques plus intenses.

Cette fine poudre a ensuite été mélangée avec du silicate de sodium et une eau alcaline. Ce mélange a créé une structure de siloxane à un niveau microscopique, ce qui a entraîné une résistance significative du matériau une fois durci.

Le mélange était également adapté à l’extrusion, en ce sens qu’il pouvait être pompé, mais également se solidifier assez rapidement pour permettre des dépôts ultérieurs dans une séquence d’impression 3D normale.

Leurs expériences ont montré qu’ils étaient capables d’imprimer en 3D des objets qui, lorsqu’ils étaient testés à l’aide des méthodes ASTM standard, l’échantillon était capable de résister à une pression de 3MPa, qui n’est certainement pas le matériau le plus résistant, mais suffisant pour effectuer des tâches de construction de base.

Augmentation de l’impression du sol

Alors que l’expérience des chercheurs a utilisé un mélange de sol et d’additifs très spécifique, il est théoriquement possible de développer des combinaisons d’efficacité similaire à utiliser avec d’autres types de sol. Si cela pouvait être fait, cela pourrait ouvrir la possibilité d’un sol imprimé en 3D dans de nombreuses régions du monde en utilisant un régolithe natif.

Avec le besoin croissant de réduction des émissions de CO2, ce type d’approche de l’impression 3D de construction pourrait gagner en popularité, si cette technologie pouvait être démontrée pour fonctionner une fois mise à l’échelle. Cependant, il faudra probablement des niveaux d’investissement notables pour y parvenir.

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Via ACS et Frontiers

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