加州大學伯克利分校的一組研究人員開發了一種創新的新方法，該方法將3D打印的聚合物八邊形格子并入混凝土結構中，從而使聚合物起到增強作用。使用輕質聚合物晶格，可以將混合物中的混凝土含量降低約33％，從而降低了結構的總重量，同時還提高了其延展性。晶格增強結構也被證明與傳統水泥一樣具有承重能力，同時兼顧了兩者的優點。

該研究的主要作者Brian Salazar解釋了這項工作的動機：“隨著我們正在建立越來越復雜的結構，我認為對我們來說很重要，我們如何才能最好地加強這種結構？ 。目前，您僅使用了一些傳統技術來加固已經使用了數十年的結構，而對于這是否是加固事物的最佳方法的質疑也沒有太多。”

印刷，填充和測試晶格結構。加州大學伯克利分校的照片。

水泥的缺點

該研究的通訊作者海登·泰勒（Hayden Taylor）解釋說：“產生水泥的反應固有地會產生二氧化碳。相比之下，通過使用生物聚合物，循環利用和可再生能源，有可能實現凈碳中性甚至是碳負性聚合物。

一組3D打印的八位位格。圖片來自加州大學伯克利分校。

聚合物晶格增強混凝土

伯克利大學的研究人員首先必須為其3D晶格選擇最佳的幾何形狀，然后最終定居在八角形桁架上。八角形桁架是一種各向同性的結構，在20世紀中葉由建筑師Buckminster Fuller推廣。幾何形狀既堅固又輕巧，更重要的是，它包括向各個方向延伸的臂。在FDM打印的ABS八位字節上的初始壓縮載荷測試產生了一些有希望的結果，具有很高的應變密度和能量吸收值。

格子鋼筋混凝土砌塊的橫截面。加州大學伯克利分校的照片。

3D打印的優勢已在建筑領域一次又一次地展現出來。蘇黎世聯邦理工學院的研究人員最近將3D打印與澆鑄方法結合使用，設計出“蛋殼”混凝土3D打印工藝。將大規模FDM打印與快速硬化的按需澆鑄混凝土同時澆筑相結合，使團隊能夠以更節省材料的方式生產復雜的結構。