英國3D列印打造智慧牆壁 嵌入感測器即時提供數據

編譯/Elisa

英國劍橋大學科學家利用3D列印開發出智慧水泥牆,蓋出更安全且更具永續性的基礎設施。另外這些水泥牆裡嵌入了感測器,能即時提供溫度、彎曲度和壓力等最新數據,協助研究人員提早發現缺陷並改善。目前這款智慧水泥牆,已經運用在英國康瓦爾郡的A30公路上。

英國劍橋大學科學家利用3D列印開發出智慧水泥牆,蓋出更安全且更具永續性的基礎設施。(圖片翻攝自Youtube/Cambridge University)

傳統預製水泥端牆(Precast concrete headwall)需要模板和大量鋼筋加強結構,但劍橋科學家團隊利用3D列印設計,並建造了一面高兩公尺,寬三公尺半的彎曲的空心牆,牆的強度就來自牆的幾何形狀。另外3D列印過程中,研究員也持續監測牆壁溫度波動,為了找出可能的熱點、溫度梯度(thermal gradients)或異常現象。

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研究人員創造出一種名為壓電陶瓷鋯鈦酸鉛(Piezoceramic Lead-Zirconate-Titanate, PZT)的感測器,可以測量機電阻抗效應(electromechanical impedance response),並透過感測器追蹤溫度、相對濕度、壓力等數據,分析牆壁隨著時間推移可能產生的損壞。一共有8個感測器會遷入牆壁內不同位置,好擷取失功過程和現場安裝後,牆壁的負載與變化數據。最後團隊也建造一個訂製的無線數據收集系統,能從遠端收集資訊,讓建造基礎建設專家更好了解,並透過3D列印創造更複雜的水泥材料。

資料來源:Interesting Engineering

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