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    用于混凝土同步3D打印的智能技术:科学家已经开发出一种技术,其中两个机器人可以协同工作,中国建材网,cnprofit.com
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    用于混凝土同步3D打印的智能技术:科学家已经开发出一种技术,其中两个机器人可以协同工作
    2021年04月26日    阅读量:995    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

    新加坡南洋理工大学(NTU新加坡)的科学家开发了一种技术,其中两个机器人可以协同工作以3D打印混凝土结构。


    这种并发的3D打印方法(称为群打印)为移动机器人团队将来打印更大的结构铺平了道路。


    由NTU新加坡3D打印中心助理教授Pham Quang Cuong及其团队开发的这项新的多机器人技术已在土木工程的顶级期刊《建筑自动化》中发表中国建材网cnprofit.com


    NTU科学家也在今年早些时候支持宜家机器人,当时两个机器人在8分55秒内组装了宜家椅子。


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    使用适用于3D打印的特殊配制的水泥混合物,这项新开发将允许使用常规浇铸目前无法实现的独特混凝土设计。也可以根据需要在更短的时间内生产结构。


    当前,大型混凝土结构的3D打印需要比打印对象大的大型打印机,这是不可行的,因为大多数建筑工地都存在空间限制。


    拥有多个可以同步进行3D打印的移动机器人意味着只要有足够的空间让机器人可以在工作现场移动,就可以在任何地方打印大型结构(例如建筑特征和特殊设计的立面)。


    NTU机器人在8分钟内3D打印了一个尺寸为1.86mx 0.46mx 0.13m的混凝土结构。在准备安装之前,它花了两天的时间来硬化,花了一个星期的时间才能达到其全部强度。


    南大机械与航天工程学院的法斯特教授解释说:“我们设想了一个机器人团队,可以将它们运送到工作现场,打印出大块的混凝土结构,然后在零件打印完成后继续进行下一个项目。” 。


    “这项研究建立在我们从开发机器人到自动组装宜家椅子的过程中获得的知识的基础上。但是,这个最新的项目在计划,执行和大规模方面都更加复杂。”


    与两个移动机器人同时打印混凝土结构是一个巨大的挑战,因为两个机器人都必须移动到位并开始打印其零件而不会互相碰撞。


    分段印刷混凝土结构也是不可接受的,因为如果在印刷过程中混凝土不重叠,则两个零件之间的接缝将无法正确粘合。


    这个多步骤过程从让计算机绘制出要打印的设计并将打印的特定部分分配给机械手开始。然后,它使用一种特殊的算法来确保在并发打印期间每个机械手不会与另一个发生碰撞。


    通过精确的位置定位,机器人可以移动到位并以良好的对齐方式打印零件,从而确保各个零件之间的接缝重叠。最后,必须均匀混合并同步专用液体混凝土混合料的搅拌和泵送,以确保一致性。


    新加坡3D打印中心执行总监Chua Chee Kai教授表示,与其他创新技术(例如机器人技术,人工智能,材料科学和绿色制造技术)结合使用时,颠覆性的工业4.0技术(如增材制造)可以得到进一步发展。


    “这个多机器人打印项目是高度跨学科的,需要机器人专家与材料科学家合作来制作可打印的混凝土。要获得坚固的混凝土结构的最终结果,我们必须将他们的专业知识与机械工程师和土木工程专家结合起来。”


    “这种创新向业界证明了目前可行的方法,并证明了如果我们有创造力地开发新技术以增强传统的建筑和施工方法,那么将来将有可能实现。”


    该研究项目得到了新加坡国家研究基金会(NRF Singapore)和胜科设计与建设公司(SC3DP的主要行业研究合作伙伴之一)的支持。


    展望未来,南大研究团队将着眼于集成更多的机器人来打印更大尺寸的结构,优化打印算法以获得一致的性能,并改善混凝土材料以加快固化速度。


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