3D打印在土木工程中的实际应用

3D打印可以极大地加快从食物到假肢的生产。在土木工程方面，3D打印还为修补道路以及在桥梁和大坝上工作提供了巨大潜力。

增强道路修复及弹性技术

公路养护通常属于土木工程责任范畴。养路工人通常会修补坑洼，但他们不喜欢这项工作所需的重型设备，因为这会造成交通拥堵。借助3D打印，修复道路可能很快变得更加轻松，并且移动性大大提高。

一台称为Addibot的机器是一种流线型便携式3D打印机，最初是为冰面重新设计的。但是，其发明人正在调整设计，使其与焦油和沥青兼容。要使道路保持良好状态，还可能需要土木工程师深入调查导致其崩溃的原因。在该国人口众多的阿米什人地区，越野车和马蹄铁可能很难在人行道上行驶。一种可能需要3D打印的解决方案是为马匹穿上的螺柱。它的表面积比马以前使用的表面积大，可能对人行道更友好。用户还可以根据不同季节更换鞋钉。这些选项采用了不同的道路基础设施维护方法。但是，这两个示例都说明了3D打印如何在解决问题或减少问题的频繁发生方面发挥关键作用。

Pexels的Max Andrey摄

使用3D打印进行河流管理

为水基项目做出贡献的土木工程师熟悉使用围堰。他们从淹没的工作区域中清除水，有水的围堰可以快速安装，因为它们使用现有的水源来填充它们。在土木工程中使用围堰的一个示例涉及为英格兰的一条河流安装25米的防洪闸门。它将保护大约14,000户家庭和企业免遭洪水袭击。 3D打印模板正在全球范围内工作，其中包括大坝等工作。

3D打印在土木工程中的应用尚未扩展到围堰，但如果土木工程师从事与河流管理相关的任何项目，仍然可以使用该方法。一家公司说，在中国的一个小镇上，它印刷了一面500米长的河护岸墙，以保护海岸免受强流和水位上升压力等不利影响。我们还看到了许多3D打印礁计划。

改进嵌入式传感器

土木工程师经常依靠光纤传感器来测量诸如温度，压力和应变之类的东西。因此，它们可用于性能验证。但是，传感器的安装带来了障碍。例如，将单个传感器安装到位可能要花费数百美元，而混凝土由于其高碱度而不是理想的传感器安装地。研究人员为传感器开发了3D打印包装，该包装经久耐用且易于安装。该团队得出的结论是，实验室测试证明了该机壳适用于所有极其敏感的测量。普渡大学的一个小组还为印第安纳州的道路创建了传感器，以检测何时重新开放正在建设的区域。

如果新混凝土过早地承受重量，则可能会破裂。普渡大学的传感器不是3D打印的，但也许该技术也可以应用于其生产中。将印刷的传感器放置在灯柱，道路和其他基础设施上可以使其维护起来更容易，更安全，更便宜。

增加桥梁建设的选择

3D打印在2017年成为头条新闻，当时荷兰的第一座预应力混凝土自行车桥向用户开放。它具有六个元素，每个元素最多包含90层。尽管桥只有6.5米长，但它向工程师展示了使用这种3D打印应用程序的可能。

然后，据报道，最近，中国上海成为世界上最长的3D打印桥的所在地。它的总长度是26米。该结构耗时450个小时，并有44个混凝土单元。机械臂帮助建造了桥梁，该桥梁具有内置的监控系统，可跟踪混凝土随时间的降解情况。这些桥梁建造方法尚未广泛使用。但是，他们应该鼓励土木工程师探索新技术，并查看3D打印是否符合他们的需求。

该图片由ZMorph3D在Pixabay上发布

点评：3D打印为何能为土木工程领域提供大量帮助？专业人士应该紧跟潮流步伐，并在将来的项目中使用。