2026年2月2日，康奈尔大学一支跨学科研究团队正在开发一项创新技术，旨在将3D打印应用于海洋施工领域，通过水下混凝土3D打印技术彻底改变海上施工与基础设施维修方式。
康奈尔大学团队获DARPA资助
自20世纪80年代以来，3D打印技术已从实验室走向工厂、家庭甚至外太空。目前，这项新研究响应了美国国防高级研究计划局（DARPA）于2024年秋季发布的项目征集。DARPA提出的挑战是：在一年内设计出一种可3D打印的混凝土，能沉积于水下数米深处并用于施工。项目负责人、康奈尔大学达菲尔德工程学院土木与环境工程系助理教授Sriramya
Nair表示：“我们希望最大限度地减少对海洋环境的干扰。”团队计划利用遥控水下航行器执行施工任务，以实现高效、智能且对海洋扰动最小的水下建造。
DARPA的关键要求之一是混凝土须主要利用海底沉积物制成，仅添加少量水泥，从而大幅减少运输需求。2025年5月，该团队获得了一笔为期一年、金额140万美元的资助，但需达到特定阶段性目标。目前共有六支团队参与角逐此项资助。
水下国防3D打印混凝土技术
水下打印面临诸多技术挑战，其中最突出的是“冲刷”问题——即水泥颗粒在沉积过程中未能粘结，导致材料强度下降。通常需添加化学外加剂来应对，但这又可能引发可泵送性等新问题。Nair解释道：“加入防冲刷剂后，混合物往往过于黏稠而难以泵送。因此必须在防冲刷性能与泵送性能之间取得平衡。同时，挤出后的材料仍需保持形状并与其它层牢固粘结，这涉及多参数协调。”
此外，利用海底沉积物作为主要材料也属行业首创。Nair指出：“目前尚无人直接采用海底沉积物进行打印。这为我们重新构想混凝土的形态与组成开辟了全新可能。”鉴于水下3D打印的复杂性，Nair组建了涵盖材料设计与制造两大方向的跨学科团队。合作者包括：康奈尔大学电气与计算机工程系助理教授Nils
Napp、土木与环境工程系副教授Greg McLasky、材料科学与工程系Spencer T. Olin工程学教授Uli
Wiesner，建筑、艺术与规划学院Arthur L. and Isabel B. Weisenberger建筑学教授Jenny
Sabin，以及来自密歇根大学、克拉克森大学和亚利桑那大学的研究人员。
最终演示定于2026年3月举行，参赛团队需在水下3D打印出一座拱形结构，以验证相关方案在实际海洋环境中的适用性。
来源：南极熊
0 留言