可移動大型3D打印機
2021
03/03
05:17
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       最新的可移動大型3D打印機可通過手機、跟蹤平臺,將建筑技術擴展到偏遠地區和環境惡劣的地區。麻省理工學院(MIT)仍然在研究機器人3D打印系統,該系統已經能夠在不到14小時內,成功建造直徑50英尺、高12英尺的穹頂建筑。其開發者指出,該系統可利用多種材料進行“打印”,不但包括混凝土,還包括機器本身在現場挖掘出的土壤,并能夠完成錐形墻及其他結構構件等。


MIT媒體實驗室介導物質研究小組(MMG)的Steven Keating指出,總體構想是“將生物學作為靈感和設計工具”,在建筑業內推動產生新的設計和方法。MMG專注于自然啟發設計,強調不利用零部件設計和建造結構,而是利用可移動大型3D打印機平臺構建結構和外觀,然后再形成諸如內部橫梁或窗戶等構件。


獲得MIT機械工程博士學位的Keating指出,多年以來,建筑方法幾乎未曾發生變化?!傲悴考还潭ㄔ谝黄?,然后將零部件組裝成為建筑物。零部件則在工廠制造?!彼f。


一種替代方法是“采用類似于生物系統的方法,”他說。機器人3D平臺(數字化建設平臺)應模仿生物系統,將建筑物視作一個有機體,而這個有機體的設計和建設采用了一套無縫連接并支撐整體結構的系統。


設備由一個巨大的機械液壓臂構成,該液壓臂被固定在一輛改裝過的卡車上,末端有一個較小的機械臂,由太陽能光伏板提供動力。這種組合擴大了可用材料的范圍和靈活性。


“可以將小的機械臂視作一根手指,”Keating說,“這根手指具有補償機能,并能以更復雜的方式移動?!?/span>

這與正在研究中的其他大型3D打印機之間存在很大不同。多數3D打印機通過龍門起重機或軌道移動,并由一個固定結構支撐噴嘴,由于支撐系統物理尺寸的限制,因此也限制了建筑結構的尺寸。Keating指出,可移動大型3D打印機能夠建造任何尺寸的物體,因其占地面積小,因此適用于多數建筑工地。


Keating指出,該系統的關鍵是能夠隨著打印的進行而改變材料密度,從而形成錐形墻或建造懸垂部分,并達到建筑規范標準要求。該系統還能夠混合諸如土壤等材料,用于建造壓制土工結構??梢栽跈C械臂上安裝具有其他功能的工具,如:挖掘或磨銑工具。


“我們希望它不僅僅是一個3D打印機,”Keating說,他通過發表博士論文引導該系統的開發?!拔覀冞€希望它能夠磨銑,使精度超過我們實際所需?!?/span>


測試時,Keating的團隊利用數字平臺打印模網混凝土構造物常用的聚氨酯泡沫塊?!拔覀兿M玫揭环N能立即使用的系統,”Keating說,他指出,要想發揮這一系統的全部潛力,還有大量研究工作要做?!拔覀兿M诮ㄖさ啬軌蜉p松復制建造工藝,因此我們采用可移動大型3D打印機技術制造模網。


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