MIT科学家用3D打印“喷”钢救桥梁！冷喷技术修复腐蚀钢梁

麻薯滑芝士 · 发表于 2025-6-23 22:14:07

3D打印的应用领域真是越拓越宽！这回它不是用来建造新房子，而是要“救场”那些年久失修的老旧桥梁。麻省理工学院（MIT）联手马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员，开发了一项创新的桥梁修复技术。它基于一种名为冷喷金属沉积工艺（Cold Spray）的3D打印技术，目标是直接在被腐蚀的桥梁钢梁上“打印”一层新的钢，让它们重获新生。

冷喷工艺如何“修桥”？
简单说，冷喷金属沉积工艺的操作过程有点特别：它利用压缩气体，将金属粉末（这里是钢粉）加热并加速到超高速。操作员会手持喷枪，将这些高速飞行的粉末颗粒精准地喷射到需要修复的位置——比如那些出现锈蚀坑洼的钢梁表面。金属粉末在撞击钢梁的瞬间发生剧烈变形并与基材牢固结合，就这样一层层地堆积上去，直到钢梁恢复原来应有的尺寸和形状。本质上，这是在损坏的结构上直接“增材制造”。

真实桥梁做试验场
光在实验室演示还不够，研究团队迫切需要实际验证技术的耐久性。他们相中了马萨诸塞州大巴灵顿（Great Barrington）的一座桥梁。这座桥本身已计划在未来几年内拆除重建。对研究人员来说，这是绝佳的测试机会。他们用冷喷工艺修复了桥上一个腐蚀严重的区域。现在，大家正耐心等待这座桥完成其历史使命被拆下来的那一天。届时，他们将仔细检查修复部位，看钢梁内部的腐蚀进程究竟是被成功阻止了，还是仍在悄然恶化。

技术潜力广，但尚需验证
其实，冷喷金属沉积工艺并非全新事物。它之前已被用于修复潜艇、船舶甚至飞机——凡是钢铁制成的，出现损伤理论上都可以尝试用它来修复。但这次应用到在役桥梁上，挑战很特殊：巨大的桥梁可没法搬进车间里修，何况还得维持通行。研究团队解决的正是这个痛点：他们开发了可以移动的现场冷喷系统，直接带着设备到桥上去施工。

技术成熟度如何？
需要坦诚地说，这项桥梁修复技术仍处在早期探索阶段。它已经在真实桥梁上进行了实地操作，这迈出了重要一步。但要评估冷喷金属沉积工艺能否真正恢复钢梁的结构强度，为桥梁提供长久可靠的支撑，最终结论还要等到那座试验桥梁拆除后经过详细检测才能揭晓。不过，能将前沿的3D打印技术以如此接地气的方式应用于关键基础设施的维护，这个想法本身和团队的实践探索，就已经值得我们鼓掌并保持关注。