Most naprawiony technologią druku 3D… na zimno

Zdjęcie: image

Czy można naprawić ponad 70-letni most bez zamykania go dla ruchu, bez rozbierania konstrukcji i bez wielomiesięcznych prac budowlanych? Tak – jeżeli użyje się technologii druku 3D typu cold spray. Brzmi futurystycznie? A jednak to się właśnie wydarzyło w stanie Massachusetts.

Naukowcy z UMass Amherst oraz MIT przeprowadzili pionierską operację naprawczą mostu z 1949 roku w miejscowości Great Barrington, wykorzystując do tego cold spray additive manufacturing – technikę, która do tej pory była stosowana głównie w przemyśle lotniczym i morskim. Teraz po raz pierwszy trafiła… na most.

Członkowie zespołu badawczego z Wydziału Inżynierii Mechanicznej UMass Amherst i MI. Źródło: Uiversity of Massachusetts Amherst

Na czym polega cold spray?

Zamiast klasycznego spawania czy zalewania żywicą, naukowcy wykorzystali strumień sprężonego gazu, który z ogromną prędkością wyrzucał drobinki stali na zniszczone powierzchnie. Te cząstki zderzały się z metalem i natychmiast się z nim łączyły, tworząc nową, trwałą warstwę wzmacniającą konstrukcję.

Technologia pozwala wzmocnić skorodowane elementy bez wysokich temperatur, dzięki czemu jest bezpieczniejsza, szybsza i mniej inwazyjna niż tradycyjne metody. Co najważniejsze – pozwala prowadzić naprawy bez wyłączania mostu z ruchu drogowego.

Precyzja dzięki skanowaniu 3D

Zanim rozpoczęto prace, zespół zeskanował most przy pomocy technologii 3D LiDAR, co pozwoliło dokładnie zlokalizować uszkodzenia i zaplanować naprawy z dokładnością do milimetra. Dzięki połączeniu skanowania z miejscowym nanoszeniem materiału, udało się wydłużyć żywotność mostu o kolejne 10 lat – bez jego rozbiórki.

Przyszłość infrastruktury?

Według raportów, niemal połowa amerykańskich mostów znajduje się w stanie „dostatecznym”, a ponad 6% – w „złym”. W Massachusetts aż 9% z nich wymaga pilnych napraw, ale funduszy i czasu często brakuje. Dlatego cold spray i druk 3D mogą okazać się przełomem – szybkim i tańszym sposobem ratowania infrastruktury.

Jak podkreślają autorzy projektu z UMass i MIT, to dopiero początek cyfrowej rewolucji w dziedzinie inspekcji i napraw mostów. Po demontażu konstrukcji, naprawione belki trafią do laboratoriów, gdzie naukowcy sprawdzą, jak technologia sprawdziła się w praktyce.

Źródło: Uiversity of Massachusetts Amherst