باحثون في جامعة كورنيل المتقدمة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء هياكل خرسانية مباشرة على قاع البحر. يهدف هذا المشروع، الممول من وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، إلى جعل عمليات بناء وإصلاح المنشآت البحرية تحت الماء أسرع وأقل تكلفة وأكثر أمانًا. فالطرق التقليدية مكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً وتضر بالنظام البيئي البحري، وهو أمر ضروري في ظل غياب البدائل.
حصل العلماء على منحة قدرها 1,4 مليون دولار من وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، بالإضافة إلى قائمة من الشروط التي يجب استيفاؤها للحصول على تمويل إضافي. كان من أهم هذه الشروط استخدام رواسب قاع البحر كمكون أساسي في خلطة الخرسانة المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد تحت الماء. يضمن هذا الاستخدام أقصى قدر من الملاءمة البيئية ويقلل من أعباء النقل. كما يمكن تنفيذ أعمال البناء في الموقع، مما يقلل من تكلفة نقل المكونات إلى موقع بعيد.
يكمن سر نجاح المشروع، بحسب الفريق، في التغلب على مشكلة انجراف المواد. يتمثل التحدي الرئيسي في الطباعة ثلاثية الأبعاد تحت الماء في انجراف خليط الأسمنت بفعل الماء قبل تصلبه. وقد حلّ العلماء هذه المشكلة من خلال تحقيق التوازن الأمثل بين لزوجة المادة وقابليتها للضخ. يتكون الخرسانة بشكل أساسي من رواسب قاع البحر، وهو شرط من شروط وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، كما ذُكر سابقًا. تم تكييف طابعة ثلاثية الأبعاد صناعية ضخمة، تزن حوالي 2700 كيلوغرام، كانت تُستخدم سابقًا لطباعة هياكل ضخمة على اليابسة، للاستخدام تحت الماء. على الأقل، أصبحت قادرة على الطباعة في حوض السباحة دون أن تغمر بالكامل.
تمثلت إحدى التحديات الأخرى التي واجهتها مستشعرات الصور في عدم قدرتها على التحكم بدقة في نظام الطباعة في المياه العكرة. ولذلك، طور العلماء أنظمة استشعار جديدة تتيح التحكم الدقيق في عملية الطباعة حتى في ظروف الرؤية المنخفضة للغاية. أُجريت الاختبارات في خزانات مياه كبيرة، حيث أثبتت نجاح الطباعة تحت الماء بأقل قدر من التأثير على البيئة. تُظهر هذه التقنية إمكانية بناء أو ترميم المنشآت مباشرةً في الموقع دون الحاجة إلى نقل المواد إلى السطح أو الاستعانة بغواصين.
المصدر:
المصدر: 3dnews.ru
