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學(xué)生開發(fā)出小型混凝土3D打印機(jī)并公布教程

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2015-11-17  來源:中國混凝土網(wǎng)  作者:天工社
核心提示:在很多人的概念中,說到混凝土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)的小尺寸對象。俗話說,定論都是用來推翻的,如今來自舊金山的兩位學(xué)生已經(jīng)用事實(shí)證明,用混凝土制造更小尺寸的3D對象是可行的。

在很多人的概念中,說到混凝土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)的小尺寸對象。俗話說,定論都是用來推翻的,如今來自舊金山的兩位學(xué)生已經(jīng)用事實(shí)證明,用混凝土制造更小尺寸的3D對象是可行的。



這兩位學(xué)生是ClaytonMuhleman和AlanCation,他們從2014年秋天開始進(jìn)入3D打印技術(shù)領(lǐng)域。今年一月份他們參與了一個有趣的研究項目,這個項目由創(chuàng)意建筑機(jī)器工作室(CreativeArchitectureMachinesstudio)主導(dǎo),最終他們開發(fā)出了一種有趣的可行動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開始確信3D打印一定會在建筑行業(yè)大有所為。“盡管在測試我們的技術(shù)上木屑真的是一個很棒的材料,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,它可能會表現(xiàn)出來的一些特性?!彼麄兘忉屨f。


于是,根據(jù)自己新獲得的知識,這哥倆打造出了一臺非常有趣的混凝土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,他們還寫了一個非常詳細(xì)的教程來幫我們一步步地打造這臺非常有趣的機(jī)器。


在打造這臺機(jī)器時,Clayton和Alan并沒有從零開始,他們使用了一臺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),還有一個泵用于沉積粘合劑。他們就通過這些非常簡單的方法打造出了一臺大型3D打印機(jī)?!癝hapeoko會有說明書指導(dǎo)你如何布線以控制電機(jī),它還需要一個uno板和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動擴(kuò)展板。因?yàn)檐浌鼙眯枰约旱膗no板和電機(jī)驅(qū)動擴(kuò)展板。我們還設(shè)計了一個3D打印的電機(jī)底座。”他們介紹說。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對象,我們用了1,000磅沙子和500磅的水泥。“學(xué)生們說,“我們使用了2:1比例的30grit細(xì)砂和白水泥來組成混凝土。如果是粗砂的化這個比例應(yīng)該是3:1?!贝送猓麄兪褂玫恼澈蟿┡谱邮潜@罚╫lypavement),而且在這種打印技術(shù)中,粘合劑的用量相當(dāng)大。這種粘合劑會通過一種蒸發(fā)過程凝結(jié),這意味著混凝土也將逐步凝結(jié),并隨著時間的推移越來越強(qiáng)。然后您只需從水泥和沙子中挖出成型的模型即可。




看起來打印成功的關(guān)鍵在于粘合劑的沉積,不過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)果也不會太精確,不過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個小時后就可以把它挖出來。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)過改進(jìn)后,肯定在建筑行業(yè)有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用前景。

 
 
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