Асфальт имеет тенденцию ухудшаться с течением времени, что приводит к страшным выбоинам. Проблемы начинаются с трещин, которые быстро расширяются. К сожалению, дорожные команды не могут быть отправлены на ремонт каждой из них. Одним из решений является создание автономных беспилотных летательных аппаратов или других транспортных средств, способных к 3д печати асфальтом. Эти дроны могут быть отправлены на ремонт еще на ранних стадиях.

«Основная проблема заключается в том, что асфальт ведет себя как неньютоновская жидкость (где вязкость зависит от градиента скорости) при перемещении через экструдер», — говорят исследователи. Таким образом, реология и давление по отношению к заданной температуре и другим эксплуатационным параметрам показали очень нелинейное поведение, что не позволило контролировать процесс экструзии. Эта проблема была преодолена благодаря инновационной конструкции экструдера, позволяющей 3д печать асфальта при различных условиях».


Разработчики построили 3д принтер, используя рамку и систему управления от RepRap Mendel 90. Они напечатали узел экструзионного сопла с применением 3D-принтера Form 2, а корпус шагового двигателя, печатную плату и зажим последовательного порта на другой немодифицированной версии Mendel 90. Асфальтовые гранулы были созданы с использованием жесткого сорта битума, отлитого в обработанную форму при низкой температуре. Несколько тестовых объектов были напечатаны в диапазоне температур от 100 до 140° C. Исследователи создали несколько различных форм, включая стандартные испытательные стержни, которые подвергались тестированиям, где сравнивали их прочность со стандартными образцами асфальта.

В отличии от напечатанных, литые образцы показали анизотропию между верхней и нижней поверхностью при сжатии. Напечатанные экземпляры показали в 9 раз большую пластичность, хотя прочность на изломы была одинаковой.

«Следующим этапом разработки этой технологии станет понимание влияния переменных окружающей среды, таких как температура дороги и воздуха, местная химия, взаимодействие с агрегатом, а также более комплексные испытания, например, циклическая загрузка отремонтированных дорог».