劍橋大學與私營企業合作，在三維打印技術的基礎上又向前邁進了一步，不僅在一小時內製造出了混凝土基礎設施單元，而且還集成了傳感器，使其能夠自我監測，並在未來實現自我修復。

無論它們看起來多麼平凡，土木工程建築都是一些非常複雜和嚴謹的工程設計的產物，具有非常真實和重要的功能，許多人直到他們面前的道路被沖毀或匝道坍塌時才意識到這一點。

其中之一就是所謂的頂壁，它是一種在排水溝或暗渠口處有一個洞的擋土結構。它的作用是固定暗渠或類似設施，防止周圍的填料被流水沖走。此外，它還可以為附屬橋樑和道路提供結構支撐，並控制水流。

這是一項非常古老的土木工程，但坎布里奇（Cambrdige）對安裝在康沃爾郡A30 公路上的這一設備進行了新的改造，使用機器人3D 打印機臂在現場建造，鋪設多層速凝混凝土，僅用一小時就可硬化。同樣，這並不新鮮。新穎之處在於，在打印頂牆的過程中，激光雷達裝置對結構進行了精確掃描，建立了一個數字虛擬孿生結構，可以與實物進行比較。

此外，還在濕混凝土中安裝了無線傳感器，以傳輸溫度、應變、壓力、濕度、電阻率和電化學電位等數據。

溫度尤其重要，因為快速凝固的混凝土會產生大量熱量，這可能會在硬化和固化過程中損壞頂牆。這一點非常重要，因為新結構的另一項創新是不使用傳統的鋼筋骨架。相反，它依靠自身的幾何形狀來獲得強度，這對於具有中空、彎曲內壁的結構來說並不容易。

在劍橋大學工程系教授阿比爾-塔巴（Abir Al-Tabbaa）的領導下，實驗的目標是利用傳感器和數字建模來評估3D 打印結構的穩定性，使其對工業界更具吸引力。除了創造出比傳統結構更便宜、建造速度更快的產品外，實驗的目的還在於測試傳感器本身的可靠性、堅固性、準確性和使用壽命，或許有一天還能將團隊正在開發的自癒合混凝土融入其中。

Al-Tabbaa 說：”這個項目將成為一個有生命的實驗室，在其生命週期內產生寶貴的數據。傳感器數據和’數字孿生’將幫助基礎設施專業人員更好地了解如何使用3D 打印技術，並為戰略公路網量身定制打印更大、更複雜的水泥基材料。”

下面的視頻討論了新型智能3D 打印混凝土結構。