可移动大型3D打印机
2021
03/03
05:17
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       最新的可移动大型3D打印机可通过手机、跟踪平台,将建筑技术扩展到偏远地区和环境恶劣的地区。麻省理工学院(MIT)仍然在研究机器人3D打印系统,该系统已经能够在不到14小时内,成功建造直径50英尺、高12英尺的穹顶建筑。其开发者指出,该系统可利用多种材料进行“打印”,不但包括混凝土,还包括机器本身在现场挖掘出的土壤,并能够完成锥形墙及其他结构构件等。


MIT媒体实验室介导物质研究小组(MMG)的Steven Keating指出,总体构想是“将生物学作为灵感和设计工具”,在建筑业内推动产生新的设计和方法。MMG专注于自然启发设计,强调不利用零部件设计和建造结构,而是利用可移动大型3D打印机平台构建结构和外观,然后再形成诸如内部横梁或窗户等构件。


获得MIT机械工程博士学位的Keating指出,多年以来,建筑方法几乎未曾发生变化。“零部件被固定在一起,然后将零部件组装成为建筑物。零部件则在工厂制造。”他说。


一种替代方法是“采用类似于生物系统的方法,”他说。机器人3D平台(数字化建设平台)应模仿生物系统,将建筑物视作一个有机体,而这个有机体的设计和建设采用了一套无缝连接并支撑整体结构的系统。


设备由一个巨大的机械液压臂构成,该液压臂被固定在一辆改装过的卡车上,末端有一个较小的机械臂,由太阳能光伏板提供动力。这种组合扩大了可用材料的范围和灵活性。


“可以将小的机械臂视作一根手指,”Keating说,“这根手指具有补偿机能,并能以更复杂的方式移动。”

这与正在研究中的其他大型3D打印机之间存在很大不同。多数3D打印机通过龙门起重机或轨道移动,并由一个固定结构支撑喷嘴,由于支撑系统物理尺寸的限制,因此也限制了建筑结构的尺寸。Keating指出,可移动大型3D打印机能够建造任何尺寸的物体,因其占地面积小,因此适用于多数建筑工地。


Keating指出,该系统的关键是能够随着打印的进行而改变材料密度,从而形成锥形墙或建造悬垂部分,并达到建筑规范标准要求。该系统还能够混合诸如土壤等材料,用于建造压制土工结构。可以在机械臂上安装具有其他功能的工具,如:挖掘或磨铣工具。


“我们希望它不仅仅是一个3D打印机,”Keating说,他通过发表博士论文引导该系统的开发。“我们还希望它能够磨铣,使精度超过我们实际所需。”


测试时,Keating的团队利用数字平台打印模网混凝土构造物常用的聚氨酯泡沫块。“我们希望得到一种能立即使用的系统,”Keating说,他指出,要想发挥这一系统的全部潜力,还有大量研究工作要做。“我们希望在建筑工地能够轻松复制建造工艺,因此我们采用可移动大型3D打印机技术制造模网。


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