瑞典大學(xué)教授開發(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全3D打印樂器的音樂會(huì)。除了樂器之外，老爺子對于3D打印的其他領(lǐng)域也頗有建樹，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，這個(gè)項(xiàng)目的緣起來自于他與赫爾辛堡市住房管理部門的一次談話?！八麄兿牒吐〉麓髮W(xué)合作開發(fā)一個(gè)可打印房屋的3D打印機(jī)以用于展示?！彼f,“但是，因?yàn)闆]有預(yù)算，Lund大學(xué)的增材制造研究團(tuán)隊(duì)只有一臺備用的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ABB IRB140機(jī)器人臂改裝成了可移動(dòng)的3D打印機(jī)。總體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)對于混凝土的具體設(shè)計(jì)。
最終，他們做出來設(shè)計(jì)是令人印象深刻的。這臺3D打印機(jī)的框架（見上圖）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，以保證在打印過程中混凝土的連續(xù)輸出?！斑@對于保障打印質(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，真正核心的問題是：這臺混凝土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，這臺機(jī)器的實(shí)際運(yùn)行狀況，不過這位教授補(bǔ)充說，這個(gè)視頻是在研究的一個(gè)相當(dāng)初級的階段拍攝的，所儀您可以看到視頻中還要靠人工把混凝土倒進(jìn)去。后來的機(jī)器通過加入自動(dòng)化給料系統(tǒng)已經(jīng)解決了這個(gè)問題。不過，這個(gè)項(xiàng)目還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束，它在各個(gè)方面都有很大的提升空間，未來diegel教授的團(tuán)隊(duì)還將對這款機(jī)器進(jìn)一步改進(jìn)。
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