新加坡南洋理工大学(NTU)的科学家开发了一个单机械人工业平台,该平台使用增材制造(AM)来建立混凝土结构。

该团队的机械臂接纳移动打印的方式,能够单独举行3D打印差别尺寸的单件结构,并完成大规模的修建打印。该机械人的生长除了可以扩大3D打印的混凝土结构的规模和结构特征外,还可以使其在修建领域更有效地应用AM。

“我们的系统安装在移动机械人上”。NTU副教授Pham Qunag Cuong说:“通过在空中移动机械人基座的能力,我们的机械人可以打印比自身更大的结构。” “此外,拥有可移动的底座还可以更轻松地将机械人带入施工现场并在内部移动。”

在混凝土生产中行使3D打印

3D打印质料和系统设计方面的提高带来了全自动施工的远景,但可扩展性仍然是在修建和施工中普遍接纳AM的主要障碍。对于许多现有的龙门和基于臂的打印系统,它们可以打印的结构的巨细受龙门的有限体积或机械人手臂的作用局限的限制。虽然某些3D打印机已安装到移动平台上,但仅在系统静止时才可以执行打印,从而限制了可以单次生产的结构的尺寸。

基于龙门的3D打印机由于与传统的增材制造方式相似且易于编程,因此通常用于执行与修建相关的义务。然则,这些机械另有其他瑕玷,例如这些系统的打印区域,无法在机架的驻足距离之外制造,而且它们的重量要求预先安装。基于手臂的系统提供了更大的灵活性,然则它们也受到限制,而且只能在手臂的可触及空间内打印。

研究小组之前的事情已经解决了其他研究中遇到的可扩展性问题。该系统的设计接纳了具有完整移动底座的多臂式打印机来扩大其可打印区域,因此设计该系统使其不会因体积限制和交货时间长等常见问题而受阻。这些系统需要大量的预编程,包罗建立优先思量制止碰撞的多个打印路径,因此该团队公布了更新的设计。

为了提高他们的“边移动边打印”范式,研究人员使用单个移动机械人打印机建立了随便巨细的单件结构。在移动的同时举行3D打印需要仔细设计和协调这些动作。此外,准确的机械人定位和反馈运动控制对于确保喷嘴以准确的速率沉积混凝土至关重要。若是喷嘴位置在两个延续的层之间偏移跨越1.cm,则结构可能会塌陷。只管存在这些挑战,研究团队仍然信赖,他们的修改方式将战胜以前基于臂和龙门架设计的可扩展性限制。


团队的机械臂连接到完整的移动底座上,提供了流动的自由度

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