瑞典大學(xué)教授開(kāi)發(fā)可移動(dòng)混凝土3D打印機(jī)
瑞典Lund大學(xué)教授Olaf Diegel以使用3D打印制作各種樂(lè)器而在圈子里聞名。去年九月份的時(shí)候，他甚至還策劃了一場(chǎng)全3D打印樂(lè)器的音樂(lè)會(huì)。除了樂(lè)器之外，老爺子對(duì)于3D打印的其他領(lǐng)域也頗有建樹(shù)，近日，他就與自己的同事和學(xué)生組成了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，制作了一臺(tái)混凝土3D打印機(jī)，而且是可以移動(dòng)的，并成功的用它3D打印出了一把椅子。
據(jù)了解，Olaf Diegel教授說(shuō)，這個(gè)項(xiàng)目的緣起來(lái)自于他與赫爾辛堡市住房管理部門(mén)的一次談話?！八麄兿牒吐〉麓髮W(xué)合作開(kāi)發(fā)一個(gè)可打印房屋的3D打印機(jī)以用于展示。”他說(shuō),“但是，因?yàn)闆](méi)有預(yù)算，Lund大學(xué)的增材制造研究團(tuán)隊(duì)只有一臺(tái)備用的ABB機(jī)器人臂可用。于是他們決定先做一個(gè)尺寸較小的建筑型3D打印機(jī)作為研發(fā)機(jī)型，這個(gè)機(jī)型應(yīng)該可以用混凝土打印一些常規(guī)的家具如桌子椅子。
他們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)將這一概念定位為制作一個(gè)可移動(dòng)的輪式3D打印機(jī)。理想狀態(tài)下，它可以定位到某一個(gè)位置，精確地進(jìn)行打印，然后再移動(dòng)到下一個(gè)位置。Diegel教授的兩位學(xué)生Borja Serra和Lars Henrik Anell也參與了這個(gè)項(xiàng)目，他們把一臺(tái)ABB IRB140機(jī)器人臂改裝成了可移動(dòng)的3D打印機(jī)?？傮w工作被他們分成了兩個(gè)子項(xiàng)目，Borja負(fù)責(zé)3D打印機(jī)的框架設(shè)計(jì)、軟件和機(jī)器人編程，而Henrik則負(fù)責(zé)3D打印機(jī)對(duì)于混凝土的具體設(shè)計(jì)。
最終，他們做出來(lái)設(shè)計(jì)是令人印象深刻的。這臺(tái)3D打印機(jī)的框架（見(jiàn)上圖）使用的是鋁質(zhì)材料，并且集成了一個(gè)可去除的底部裝置，使得機(jī)器在移動(dòng)過(guò)程中更加牢固和安全。而那個(gè)使用混凝土材料的擠出打印頭是基于Diegel教授較早的設(shè)計(jì)（最初是用于擠出顆粒形式的聚合物的）。為了降低成本，Henrik決定使用100毫米孔鏜削螺旋鉆來(lái)向打印頭輸送混凝土。
在軟件方面，這款移動(dòng)式混凝土3d打印機(jī)主要依靠matlab，不過(guò)需要將其打印頭路徑轉(zhuǎn)換為rapid代碼，這是控制abb irb 140機(jī)器人所必需的機(jī)器指令。'它還使用另一種算法，以保證在打印過(guò)程中混凝土的連續(xù)輸出。“這對(duì)于保障打印質(zhì)量并且獲得混凝土良好的機(jī)械性能十分重要?！苯淌谘a(bǔ)充道。
但是，真正核心的問(wèn)題是：這臺(tái)混凝土3d打印機(jī)的打印質(zhì)量如何？您可以從下面的視頻里看到，這臺(tái)機(jī)器的實(shí)際運(yùn)行狀況，不過(guò)這位教授補(bǔ)充說(shuō)，這個(gè)視頻是在研究的一個(gè)相當(dāng)初級(jí)的階段拍攝的，所儀您可以看到視頻中還要靠人工把混凝土倒進(jìn)去。后來(lái)的機(jī)器通過(guò)加入自動(dòng)化給料系統(tǒng)已經(jīng)解決了這個(gè)問(wèn)題。不過(guò)，這個(gè)項(xiàng)目還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有結(jié)束，它在各個(gè)方面都有很大的提升空間，未來(lái)diegel教授的團(tuán)隊(duì)還將對(duì)這款機(jī)器進(jìn)一步改進(jìn)。
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