여기에 문제가 있습니다. 육군은 다른 나라의 전진 배치 임무를 위해 건물이나 다리가 필요합니다. 실물 크기의 구조물이나 건축 자재를 배송하는 것은 선택 사항이 아닐 수 있습니다. 특히 임무가 분쟁 지역에 있는 경우에는 더욱 그렇습니다.
가능한 해결책은 다음과 같습니다. 현장에서 피망 슬롯하는 것입니다.
이것이 미 육군 엔지니어 피망 슬롯 개발 센터(ERDC) 건설 엔지니어링 피망 슬롯소(CERL)와 협력하여 토목 및 환경 공학 조교수인 Floriana Petrone과 부교수인 Sherif Elfass가 주도하고 지원하는 현재 피망 슬롯 프로젝트의 기초입니다. 미국 국방부에서.
Petrone과 그녀의 팀은 피망 슬롯된 LEGO와 유사한 콘크리트 모듈을 사용하여 제작된 구조물의 무결성과 성능에 중점을 두고 있습니다. 2024년 초에 시작된 팀의 실험 프로그램에는 인쇄한 3피트 길이의 콘크리트 모듈로 조립한 "브리징 인프라" 테스트가 포함됩니다.
“우리는 구조화된 접근 방식을 따르고 있습니다.”라고 Petrone은 말했습니다. “인쇄에 접근하는 방식에 엄격함을 도입했습니다.”
피망 슬롯 구조에 대한 초기 작업은 필연적으로 시행착오 또는 에디슨식 스타일로 수행되었지만 리노 네바다 대학교는 피망 슬롯 구조를 테스트하는 보다 정확한 방법을 완성하고 있습니다.
이 작업은 분쟁 지역이나 군사 작전이 진행되는 지역에 필요한 기반 시설을 건설하는 육군의 능력을 향상시키는 것을 목표로 합니다. Petrone의 프로젝트는 피망 슬롯, 세그먼트 구성(더 작은 구성 요소를 조립하여 대규모 구조물 구축) 및 고급 수치 시뮬레이션을 결합한다는 점에서 이 분야의 다른 프로젝트와 다릅니다.
압축 테스트 시작 중…
대학 캠퍼스의 대규모 구조물 연구소(LSSL) 한구석에서 Petrone과 팀은 미 육군의 중형 3D 프린터를 사용하여 L과 T 모양의 콘크리트 부품을 피망 슬롯하고 있습니다.
올 가을, 팀은 부하 테스트를 위해 같은 연구실에 모였습니다. 구성 요소 중앙을 통과하는 포스트 텐션 케이블과 함께 고정된 약 7개의 피망 슬롯 세그먼트에 부하가 증가했습니다. “다리”의 이 좁은 부분에는 최대 7,000파운드의 하중이 걸렸습니다.
"우리는 매우 기쁩니다." Elfass가 교량 성능을 언급하며 말했습니다.
구성 요소에 부착된 센서는 박사후 피망 슬롯원 Satish Paudel과 학부 피망 슬롯원 Allen Rivas가 수행하는 분석 및 수치 시뮬레이션에 사용될 데이터를 수집했습니다.
다음 단계 중 하나는 추가 구성 요소를 추가하여 테스트 샘플을 확대하고 건설 가속화를 위한 연결을 조사하는 것이라고 Petrone은 말했습니다. 이 프로젝트는 2025년 6월까지 자금을 지원받습니다.
탄탄한 기술 기반 제공
궁극적인 프로젝트 목표는 육군에 현장에서 필요한 구조물을 인쇄하고 조립하는 방법에 대한 견고한 기술 기반을 제공하는 것이라고 Petrone은 말했습니다. 그녀와 그녀의 팀은 프로젝트 전반에 걸쳐 이 사명을 염두에 두고 피망 슬롯된 구성 요소가 서로 어떻게 연결되는지와 같은 프로세스를 통해 생각했습니다.
전투 지역에서는 특수 장비를 사용할 수 없기 때문에 케이블링 시스템에 대해 Petrone은 "모든 것을 현장에서 수동으로 조립할 수 있습니다."라고 말했습니다.
구조물은 이론적으로 더 이상 필요하지 않을 때 구성 요소로 분해하고 다른 구성으로 재조립할 수 있습니다. Elfass에 따르면 동일한 구조 구성 요소를 인쇄하면 적응성이 뛰어난 설계가 가능하며 그와 Petrone이 수행하는 피망 슬롯는 현장 엔지니어가 구조적으로 건전한 인프라를 생성하는 방식으로 이러한 구성 요소를 연결하는 데 도움이 될 것입니다.
"수치 모델링과 피망 슬롯 및 부분 구성의 통합은 건설이 시작되기 전에 구조 성능을 예측할 수 있는 강력한 도구를 제공합니다"라고 Elfass는 썼습니다. "이를 통해 엔지니어는 세그먼트 배치와 인쇄된 구성 요소의 설계를 최적화하여 인쇄된 구조가 다양한 조건에서 필요한 강도 및 내구성 요구 사항을 충족하도록 할 수 있습니다."
