Virginia Üniversitesi Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakültesi'nden bir araştırma ekibi, bitki bazlı yeni bir malzeme olan selüloz nanofibrillerin (CNF), 3D baskılı beton teknolojisinin faydalarını nasıl artırabileceğini araştıran ilk ekip oldu. İnşaat ve Çevre Mühendisliği Bölümü'nden Profesör Osman Özbulut, "Yazılabilirlik ve mekanik ölçümlerde gördüğümüz iyileştirmeler, ticari baskılı malzemelere selüloz nanofibrillerin dahil edilmesinin daha dayanıklı ve çevre dostu inşaat uygulamalarına daha erken ulaşmamızı sağlayabileceğini gösteriyor" dedi. Ekibin bulguları, Eylül 2024'te Cement and Concrete Composites dergisinde yayımlanacak.

3D baskılı betonla yapılan binalar, hızlı ve hassas inşaat, geri dönüştürülebilir malzemelerden yapılabilme, düşük işçilik maliyetleri ve az atık gibi birçok avantaj sunuyor. Bu süreç, bilgisayar destekli tasarım yazılımı kullanarak bir çimento benzeri karışımı katmanlar halinde yapı oluşturmak için özel bir yazıcı kullanıyor. Ancak, şu ana kadar yazdırılabilir malzeme seçenekleri sınırlı ve sürdürülebilirlik ve dayanıklılık konularında sorular devam ediyor. Özbulut, "Karışımın pürüzsüz bir şekilde akması gerekirken, iyi mekanik mukavemet, katmanlar arası bağlanma ve düşük ısıl iletkenlik gibi kritik özelliklere sahip stabil bir malzeme haline gelmesi gerekiyor," dedi.

CNF, ahşap hamurundan yapılmış yenilenebilir ve düşük etkili bir malzemedir. CNF malzemesinin bu kompozitlerin akış özelliklerini ve mekanik dayanıklılığını artırma potansiyeli büyük olduğu biliniyor. Özbulut'un ekibi, CNF malzemesinin geleneksel 3D baskılı kompozitler üzerindeki etkisini dikkatlice inceledi ve en az %0.3 CNF eklemenin akış performansını önemli ölçüde artırdığını buldu. Sertleşmiş örneklerin mikroskobik analizi, daha iyi malzeme bağlanması ve yapısal bütünlük gösterdi. CNF ile güçlendirilmiş 3D baskılı bileşenler çekme, bükülme ve sıkışma testlerinde de başarılı oldu.