O papel da impressão 3D em Geossintéticos

Há dois anos, o professor Gary Fowmes, com sede no Reino Unido, recebeu uma doação de 125 mil libras para continuar pesquisando o uso da impressão 3D no design de geossintéticos. Fowmes, que na época estava na Universidade de Loughborough, mas que agora está na Universidade de Warwick, falou com o editor internacional da Geosynthetica, Chris Kelsey, sobre a promessa de pesquisas e design de material em impressão em 3D.

Com a impressão 3D continuando a crescer em uso pelos fabricantes de várias indústrias como uma ferramenta para descobrir novos níveis de desempenho, publicamos a entrevista do professor Fowmes a seguir.

IMPRESSÃO EM 3D DE GEOSSINTÉTICOS

GEOSYNTHETICA: Como e quando você entrou em pesquisas sobre impressão em 3D com materiais geossintéticos?Meu principal interesse em pesquisa sempre foi em torno de interfaces geossintéticas, e estamos muito interessados em descobrir como as tensões e cargas são distribuídas ao longo de uma interface. Como parte disso, queríamos desenvolver novos padrões de texturização para ver se poderíamos melhorar a força máxima de cisalhamento e reduzir a perda de força pós-pico. A impressão em 3D parecia ser uma maneira lógica de geometrias de prototipagem rápida.


Como seu trabalho anterior com a impressão 3D influenciou nesta última rodada de pesquisa?
A Escola de Engenharia Civil e de Construção da Loughborough tem investido, há alguns anos, em impressão em 3D com concreto. Como parte disso, houve pesquisas sobre a inclusão de reforço polimérico. A nova aplicação da impressão 3D nesta área foi realmente a inspiração para aplicá-la à pesquisa de materiais geossintéticos.


Quais foram as revelações mais interessantes até agora?
O trabalho até agora seguiu em duas áreas. A primeira tem sido o uso de microscópios eletrônicos de varredura para estudar interfaces geossintéticas antes e depois do rompimento ocorrido. Desenvolvemos uma compreensão fundamental muito melhor de como a carga é realizada e porque ocorre a perda de força pós-pico. O dano microscópico às superfícies que observamos foi uma grande revelação, pois você simplesmente não consegue ver isso a olho nu.

A segunda área tem analisado a própria impressão em 3D. Uma das maiores revelações foi a necessidade de compreender a composição e a estrutura polimérica dos geossintéticos para que possamos imprimir materiais que tenham analogia muito próxima ao comportamento dos geossintéticos. Além disso, nossas investigações até o momento produziram alguma margem de melhoria para a distribuição de tensões na interface, e isso deve nos dar benefícios positivos na força de cisalhamento de interface.


Quais geossintéticos parecem mais prováveis de se beneficiar da tecnologia de impressão em 3D?
Posso ver a impressão em 3D, dando aos projetistas e fabricantes maior liberdade para experimentar uma variedade de tipos de geossintéticos. Exemplos como geometrias de geogrelhas podem ser investigados para melhorar a interação do solo ou os núcleos de drenagem de geocompósitos podem ser otimizados para o desempenho do fluxo. O que precisamos lembrar é que os protótipos são uma analogia do geossintético; eles podem não ter a mesma estrutura polimérica; portanto, há limitações, mas a impressão em 3D continua sendo uma poderosa ferramenta de pesquisa.


Você prevê outra fase de pesquisa para o seu grupo, ou se as próximas adições a este corpo de trabalho provavelmente virão de outros laboratórios ou departamentos que buscam trazer suas contribuições?
Temos uma série de outros aspectos das interfaces de geossintéticos que gostaríamos de explorar usando as técnicas analíticas e de impressão desenvolvidas como parte desse projeto, mas gostaríamos de ver uma aplicação mais ampla e um uso inovador desta tecnologia de plataforma em todo o setor.

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Agradecemos ao Dr. Fowmes por compartilhar seu tempo e percepção. Saiba mais sobre o Departamento de Construção Civil e Engenharia da Universidade de Loughborough em www.lboro.ac.uk/departments/civil-building. Para obter informações sobre a Escola de Engenharia da Universidade de Warwick e seus interesses de pesquisa, visite www2.warwick.ac.uk/fac/sci/eng.

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