Missouri S&T erhält 1,4 Mio. $ für die Entwicklung eines KI-basierten Programms für den 3D-Druck von Beton

Ein Forschungsteam der Missouri University of Science and Technology (Missouri S&T) unter der Leitung von Dr. Kamal Khayat hat vom U.S. Army Corps of Engineers 1,4 Millionen Dollar für die Entwicklung eines Programms zur künstlichen Intelligenz erhalten, mit dem die besten lokal verfügbaren Materialien für 3D-gedruckten Beton ermittelt werden sollen.

“Durch die Nutzung der KI zielt unser Forschungsteam darauf ab, den Prozess der Materialauswahl zu rationalisieren und optimale Leistung und Kosteneffizienz zu gewährleisten”, sagt Khayat, S&Ts Vizekanzler für Forschung und Innovation. “Das KI-Programm wird eine breite Palette lokal verfügbarer Materialien in verschiedenen Bereichen bewerten und die am besten geeigneten Kombinationen für den 3D-Druck von Beton ermitteln. Dies wird die Effizienz des Bauprozesses erhöhen, die Sicherheit der Truppen verbessern, den Weg für nachhaltigere Praktiken ebnen und dazu beitragen, humanitäre Hilfseinsätze zu beschleunigen.”

Mit diesem Programm könnte alles von provisorischen Brücken und Kasernen bis hin zu Wachhäusern und Verteidigungshindernissen geschaffen werden.

Ziel des Teams ist es, dass mindestens 50 % der Materialien einheimisch oder lokal sind, um herkömmliche Zementmaterialien zu ersetzen. Die Materialien werden getestet, um festzustellen, wie leicht sie gepumpt, extrudiert und für den Bau verwendet werden können.

Mögliche Materialien sind natürliche Mineralien, industrielle Nebenprodukte und landwirtschaftliche Abfälle, wie z. B. Reishülsenasche, Palmölbrennstoffasche, gemahlener Dolomit und gemahlenes Glas. Laut Khayat könnte die Verwendung dieser Materialien auch die lokale Nachhaltigkeit verbessern und einen wirtschaftlichen Nutzen für die lokalen Gebiete bringen.

Khayats Team wird auch eine Vielzahl von Fasern zur Verstärkung der 3D-gedruckten Strukturen in Betracht ziehen. Es werden einige Metall- und Synthetikfasern getestet, aber auch unkonventionelle Fasern aus Pflanzen und recycelten Materialien wie Bambus, Kokosnuss, Glas, Hanf, Zellulose und Gummi.

“Dies wird ein umfassendes Projekt sein, das die Mobilität unserer Truppen erheblich verbessern wird”, sagt Khayat. “Der Aufwand in der Lieferkette für die Materialien wird sich erheblich verringern, ebenso wie die Baukosten. Missouri S&T ist eine führende Universität bei der Erforschung neuartiger 3D-Druckverfahren für Betonmaterialien, und wir sind stolz darauf, dem Aufruf der Bundesregierung zu folgen und bei dieser wichtigen Arbeit zu helfen.”

Zu den Co-Principal Investigators des Projekts von S&T gehören Dr. Hongyan Ma, Francisco Benavides Scholar und außerordentlicher Professor für Bauingenieurwesen; Dr. Aditya Kumar, außerordentlicher Professor für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen; und Dr. Sajal Das, Curators’ Distinguished Professor und Daniel St. Clair Endowed Chair für Computerwissenschaften. Dr. John Kevern, Abteilungsleiter und Professor für Bauingenieurwesen an der University of Missouri-Kansas City, ist ebenfalls Co-PI.