На выставке Venice Biennale, в рамках экспозиции "Time Space Existence", представлен новаторский проект моста Diamanti, демонстрирующий передовые достижения в области 3D-печати для создания устойчивой инфраструктуры. Разработанный командой под руководством профессора Масуда Акбарзадеха из Лаборатории полиэдральных структур Пенсильванского университета в сотрудничестве с Sika Group, этот проект использует вычислительную геометрию и роботизированную 3D-печать для повышения эффективности, адаптивности и экологичности бетонных конструкций.
Мост Diamanti состоит из девяти сборных бетонных сегментов, каждый из которых изготовлен с использованием специализированной цементной смеси и напечатан роботизированной рукой. Эти сегменты имеют полые участки и текстурированные поверхности, что снижает углеродный след при сохранении структурной целостности. Инновационный подход к сборке с использованием предварительно натянутых стальных тросов позволяет полностью демонтировать и перерабатывать конструкцию, минимизируя отходы и облегчая утилизацию в конце жизненного цикла. Были созданы две версии моста Diamanti: прототип длиной 2,5 метра, представленный в Венеции, и версия длиной 10 метров, успешно прошедшая испытания, что подтверждает ее масштабируемость для практического применения.
Структурная логика моста основана на методе полиэдральной графической статики (PGS), который отображает распределение сил через полиэдральную структуру. Это приводит к созданию сегментов с поверхностями в форме алмаза, которые повышают жесткость и распределение нагрузки, одновременно сокращая расход бетона. Этот прогресс в 3D-печати инфраструктуры соответствует глобальной тенденции внедрения аддитивного производства в гражданское строительство для повышения эффективности использования материалов, снижения затрат и сокращения сроков строительства.
Другие недавние разработки включают 15,25-метровый пешеходный мост, напечатанный на 3D-принтере в Китае, пешеходный мост в Роттердаме с использованием термопластов, армированных волокном, и 40-метровый пешеходный мост из 3D-печатного бетона в Париже для Олимпийских игр 2024 года, что подчеркивает растущее признание этой технологии в общественной инфраструктуре. Исследования показывают, что 3D-печать бетона может сократить время строительства на 50-80% и расход материалов до 60%, при этом роботизированные системы позволяют создавать сложные геометрические формы с адаптивным позиционированием. Метод полиэдральной графической статики, разработанный профессором Акбарзадехом, получил национальную научную премию NSF CAREER за расширение методов 3D/полиэдральной графической статики для образования, проектирования и оптимизации высокопроизводительных конструкций, что подчеркивает его значимость в формировании будущего строительной отрасли.