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可构建大型结构的混凝土3D打印技术Fossilized

发布日期:2016-01-24 19:56   来源:3D打印之家   编辑:小印子 10920
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日前,Bartlett建筑学院的一群硕士生将两种现有的3D打印技术——挤出和粉末床打印——结合起来,开发出了一种3D打印混凝土的新方法。该方法能够使用尽可能少的材料3D打印出大型、而且结构合理的建筑对象与家具。学生们将这种方法称为Fossilized,认为它是一种更加可行的建筑3D打印解决方案。

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为此这些学生还成立了一个名叫Amalgamma的团队,其团队成员包括研究生Alvaro Lopez Rodriguez、Francesca Camilleri、Nadia Doukhi和Roman Strukov等。据称这个团队成立的目标就是为了“挑战标准化的混凝土预制技术”。

3D打印之家了解,该Fossilized 3D打印技术包括使用一个经过编程的ABB机器人手沿着一种线性的工具路径来挤出预先搅拌好的混凝土——这在本质上跟D-Shape或其他建筑3D打印机的工作原理差不多。这些混凝土通过一个定制的工具头以1厘米的分辨率被泵出,逐层构建起预先设定好的3D结构。

不过,除了这种挤出的方法之外,然而,Fossilized还使用了一种粉末床3D打印的方式,将粘合剂注入到打印床上,从而将粉末状的材料硬化成固体对象,粉末床技术可以实现更为复杂、奇特形状的3D打印设计。

于是,随着每个混凝土层的沉积,其第二个定制的工具头也会在混凝土的周围沉积一层颗粒状或者粉末状的支持材料。一种粘结剂也被纳入这个挤出过程中,以检测弱点和硬化颗粒支撑的特定部分,制造出一种多材料的3D打印件。

“由于这种支撑,我们由此能够制造出一种分辨率高得多的带大型悬挑结构的混凝土对象。”Amalgamma说:“这种支持式的挤出方法可以实现更加多样化和更大体积的设计形式,而不是我们目前在混凝土3D打印实践中经常看到的那种非常直立的方式。”

“最终我们的3D打印工艺将一种使用混凝土和粘结剂的双材料喷头与一台工业机器人结合起来,而这两种材料走得是同样的路线。”开发者们称。

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不过Amalgamma承认,Fossilised混凝土3D打印技术并不是那种从头到尾完成整个建筑结构的3D打印的理想的方法,它更可能的应用是3D打印可作为一个整体建筑块的组装式地板-墙壁-天花板(floor-wall-ceiling)或者组装式的楼梯-地板-墙壁(stair-floor-wall)。虽然这些“建筑块”还需要进行现场组装,但是与传统的施工方式项目,新的3D打印工艺可以节省时间和材料,并可以实现一种全新的建筑美学风格(见本文图片)。

为说明Fossilised混凝土3D打印技术,Amalgamma 制作出了3D打印的桌子和柱子(见上图),这些作品还在去年10月的AD Bartlett展会上进行了展示。该研究团队计划下一步在多材料方面继续探索这种3D打印方法,最终他们希望能够3D打印非标准的墙窗(wall-window)结构,“本质上,这是一种半透明的3D打印混凝土结构”。

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