科学家开发3D打印天然纤维强化冰砖结构，用于部署到寒冷地区建筑

2025年6月10日，南极熊获悉，美国陆军工程研究与发展中心（ERDC）的研究人员展示了一种利用天然纤维增强的3D打印冰的新方法。这项技术由ERDC的寒冷地区研究与工程实验室（CRREL）和建筑工程研究实验室（CERL）共同研发，旨在支持在传统方法无法实施的偏远寒冷环境中进行快速现场施工。

CRREL 研究材料工程师Kiera Thompson Towell 说道：“我们试图利用冰雪作为这些地区丰富的自然资源，用于建造临时的远征建筑。开发一种利用冰雪进行 3D 打印的方法，可以根据地点和需求自动建造各种可定制的建筑结构，同时减少需要运输到这些地区的建筑材料数量。”

除了减少后勤负担外，这种方法还具有操作和环境效益：它最大限度地减少了士兵和工作人员的寒冷暴露，降低了与寒冷相关的伤害的风险，并支持易于拆除的可持续、低影响的结构。

  

△利用天然纤维增强冰块进行3D打印的新方法。图片来自ERDC。

此次演示之后，ERDC 团队计划使用更大的 3D 打印系统扩大该项目，并在 CRREL 的专用冷藏室设施中继续进行材料性能测试。

冰：3D打印创新的多功能工具

冰在3D打印中的应用并非新鲜事物。2022年，卡内基梅隆大学的研究人员开发了一种3D打印微尺度冰结构的方法，这些冰结构可用作牺牲模板，在其他部件内部形成复杂的通道。这种“由内而外”的3D打印工艺需要将水滴喷射到一个定制的平台上，在零下31华氏度（-31°F）的温度下冻结。然后，这些光滑、无支撑的冰雕可以浸入树脂中固化，使其融化，留下具有复杂内部通道的部件。

据研究团队介绍，冰3D打印技术有潜力生产出具有成熟液体或气流管道网络的设备，包括能够安全、非侵入性地与患者互动的软机器人，以及柔性电子设备和具有类似静脉通道的仿生人体组织。

2018年，中国浙江大学的研究人员推出了一种将冰与电子束技术相结合的三维纳米制造新方法。这项技术被称为冰电子束光刻（iEBL），是对传统电子束光刻（EBL）的一项改进，后者通常涉及十多个复杂的处理步骤。相比之下，iEBL简化了工作流程，将步骤数量减少了近一半。通过简化制造工艺，该方法有望使更广泛的实验室能够进行高分辨率三维纳米制造。

另外，辛辛那提大学航空航天工程教授弗朗西斯科·西蒙内蒂和他的本科生迈克尔·福克斯介绍了一种名为低温超声波的新型无损检测（NDT）方法。工艺结合了冰和超声波，比传统技术更有效地检测金属3D打印部件，为先进制造业的质量保证提供了一种有前景的替代方案。