全球水下混凝土3D打印技术多点突破 基建迈入深蓝智造新阶段

潜入深蓝,智造未来
ENTERPRISE
近期,美国、澳大利亚等国科研机构与企业接连发布水下混凝土3D打印技术重大成果,涵盖深海作业机器人、无速凝剂打印系统及民用场景落地项目,行业动态令人振奋。
从深海海床到私人后院,混凝土3D打印正突破陆地边界,向水下世界全速迈进,从材料、装备与场景三方面重构海洋基建逻辑,为港口、海上风电、跨海交通等领域的高效建造与运维带来革命性变革。
康奈尔大学:研发深海3D打印机器人
用海底沉积物打印水下基建
据康奈尔大学官网 1 月 28 日披露,该校土木与环境工程系 Sriramya Nair 教授团队在美国防部高级研究计划局(DARPA)140 万美元专项资助下,成功研发海底混凝土3D打印机器人系统。


该系统攻克了水下施工核心难题:
一是研发高抗分散、高可泵送专用混凝土,以海底泥沙为主要原料,仅添加少量水泥与改性剂,实现 “海底取料、原位建造”。
二是集成图像、声呐、力学的多传感融合控制系统,适配海底零能见度环境,可自动修正打印路径,实现精准 “盲打”。

3 月,团队携技术参与 DARPA “技术烘焙赛”(bake-off),与全球另外 5 支顶尖团队同台竞技,核心任务为在限定时间内现场打印符合规格的水下拱门结构。
竞赛结果显示,康奈尔团队凭借材料抗冲刷稳定性、原位取材效率及智能控制精度三项核心指标的突出表现,成功通过 DARPA 关键技术验证,成为首批获得后续合作资格的团队之一。

目前,该技术已完成实验室与竞赛双重验证,计划用于海底军事设施、油气平台基座、电缆管道保护等场景的快速建造与抢修。
伍伦贡大学×LUYTEN 3D:
推出全球首款免加速剂水下混凝土系统
2 月,澳大利亚伍伦贡大学(UOW)与墨尔本建筑机器人公司 LUYTEN 3D 宣布合作成果:成功开发首款水下 3D 打印混凝土系统,并首创无需化学速凝剂的单组分水下混凝土配方。

不同于传统水下混凝土依赖速凝剂的技术路径,新系统采用单组分自稳材料设计,通过优化颗粒级配与胶凝体系,实现水下抗分散、自密实、慢凝稳强的性能平衡。
施工过程无需围堰、抽干水体及模板搭建,机械臂可直接潜入水中逐层打印,大幅简化流程、降低成本。

项目负责人 Aziz Ahmed 博士表示,材料结构完整性与施工可靠性已通过工程验证,未来将重点应用于海上风电基础、港口护岸、海底隧道修复等领域。
Contec Australia :
落成澳洲首个 3D 打印混凝土泳池
据 VoxelMatters 2 月 20 日报道,澳大利亚领先建筑 3D 打印企业 Contec Australia 在西澳大利亚州完成该国首个 3D 打印混凝土泳池项目,标志着水下 3D 打印技术从大型基建向民用建筑场景延伸。

该泳池项目实现两大突破:
一是效率革新。传统泳池建造需 1 个月以上工期,3D 打印技术仅用 2 天完成主体与水疗池打印,总工期缩短超 70%,且施工过程噪音低、污染少。
二是设计与品质升级。凭借无模成型优势,精准实现双曲面、复杂弧线等定制化造型,打印墙体强度达传统砖墙 3 倍。

Contec 总经理 Mark D'Alessandro 指出,项目通过自动化作业降低人工依赖,有效应对澳洲建筑业劳动力短缺问题,为 3D 打印技术在民用水下结构领域的规模化应用提供范例。

重构海洋基建生态
ENTERPRISE
随着多项技术成果落地,水下混凝土3D打印正推动行业实现四大转变:
建造模式从 “预制吊装 + 潜水高危作业” 转向 “机器人原位无人打印”,材料利用从 “高运输、高损耗” 转向 “就地取材、精准高效”,施工周期从 “数月级” 压缩至 “数天级”,应用场景从 “浅水区规则结构” 拓展至 “深海复杂异形结构”。
业内分析认为,未来技术将进一步向材料高性能化、装备智能化、场景多元化升级,重点渗透海上风电、跨海交通、海防工程、生态修复等领域。作为海洋基建 “深蓝智造” 的核心技术,水下 3D 打印有望成为全球基础设施升级的重要支撑。

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