在很多人的概念中，說(shuō)到混凝土3D打印機(jī)，往往是那些能夠打印房屋的龐然大物。而且通常都認(rèn)為，混凝土材料的流動(dòng)性和凝固速度慢也使得它難以制造更為精細(xì)的小尺寸對(duì)象。俗話說(shuō)，定論都是用來(lái)推翻的，如今來(lái)自舊金山的兩位學(xué)生已經(jīng)用事實(shí)證明，用混凝土制造更小尺寸的3D對(duì)象是可行的。
這兩位學(xué)生是ClaytonMuhleman和AlanCation，他們從2014年秋天開(kāi)始進(jìn)入3D打印技術(shù)領(lǐng)域。今年一月份他們參與了一個(gè)有趣的研究項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目由創(chuàng)意建筑機(jī)器工作室（CreativeArchitectureMachinesstudio）主導(dǎo)，最終他們開(kāi)發(fā)出了一種有趣的可行動(dòng)3D打印機(jī)器人Swarmscapers，該機(jī)器人能夠使用顆粒狀材料如鋸末、鹽和大米等打造一些基本形狀。
這些經(jīng)驗(yàn)顯然啟發(fā)了他們的思想，Clayton和Alan開(kāi)始確信3D打印一定會(huì)在建筑行業(yè)大有所為?！氨M管在測(cè)試我們的技術(shù)上木屑真的是一個(gè)很棒的材料，但我們更希望打印混凝土。但為了將混凝土用于我們的移動(dòng)式3D打印機(jī)，我們首先必須了解如果將混凝土作為一種粉末床3D打印機(jī)的材料，它可能會(huì)表現(xiàn)出來(lái)的一些特性?！彼麄兘忉屨f(shuō)。
于是，根據(jù)自己新獲得的知識(shí)，這哥倆打造出了一臺(tái)非常有趣的混凝土3D打印機(jī)。這款機(jī)器的尺寸要比我們習(xí)慣的混凝土3D打印機(jī)要小，其最大構(gòu)建尺寸為2×3×1英尺（約為60×90×30厘米）。它可以很好地打造建筑領(lǐng)域中較小的對(duì)象，甚至包括一些藝術(shù)雕塑作品等。
更重要的是，他們還寫了一個(gè)非常詳細(xì)的教程來(lái)幫我們一步步地打造這臺(tái)非常有趣的機(jī)器。
在打造這臺(tái)機(jī)器時(shí)，Clayton和Alan并沒(méi)有從零開(kāi)始，他們使用了一臺(tái)ShapeokoCNC機(jī)床作為基礎(chǔ)，用4×6英尺的鋁軌擴(kuò)大了其龍門，一塊ArduinoUno板被用作了控制系統(tǒng)，還有一個(gè)泵用于沉積粘合劑。他們就通過(guò)這些非常簡(jiǎn)單的方法打造出了一臺(tái)大型3D打印機(jī)?！癝hapeoko會(huì)有說(shuō)明書指導(dǎo)你如何布線以控制電機(jī)，它還需要一個(gè)uno板和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)擴(kuò)展板。因?yàn)檐浌鼙眯枰约旱膗no板和電機(jī)驅(qū)動(dòng)擴(kuò)展板。我們還設(shè)計(jì)了一個(gè)3D打印的電機(jī)底座?！彼麄兘榻B說(shuō)。由于要處理粉末狀的混凝土顆粒，這兩位還用一些膠合板打造了一個(gè)打印床。至于控制軟管泵，學(xué)生們只是使用了Rhino、Grasshopper和Firefly軟件。
當(dāng)然混凝土中少不了沙子和水泥?！睘榱舜蛴∽畲蟪叽鐬?×3×1的3D對(duì)象，我們用了1,000磅沙子和500磅的水泥?！皩W(xué)生們說(shuō)，“我們使用了2：1比例的30grit細(xì)砂和白水泥來(lái)組成混凝土。如果是粗砂的化這個(gè)比例應(yīng)該是3:1。”此外，他們使用的粘合劑牌子是保利路（olypavement），而且在這種打印技術(shù)中，粘合劑的用量相當(dāng)大。這種粘合劑會(huì)通過(guò)一種蒸發(fā)過(guò)程凝結(jié)，這意味著混凝土也將逐步凝結(jié)，并隨著時(shí)間的推移越來(lái)越強(qiáng)。然后您只需從水泥和沙子中挖出成型的模型即可。
看起來(lái)打印成功的關(guān)鍵在于粘合劑的沉積，不過(guò)混凝土這種材料的本質(zhì)決定了就算是這種較小的尺寸，它的打印結(jié)果也不會(huì)太精確，不過(guò)也不失為一種很酷的結(jié)果。下面的視頻展示了打印結(jié)果被埋在一大堆水泥和沙子當(dāng)中，當(dāng)它固化12個(gè)小時(shí)后就可以把它挖出來(lái)。如果您有興趣，不妨跟著他們的教程做一下試試，這是一種非常新穎的3D打印方法，有點(diǎn)類似噴墨技術(shù)，經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，肯定在建筑行業(yè)有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用前景。
