混泥土3D打印機是如何工作的？

近年來，增材制造（3D打?。┰诮ㄖ袠I(yè)中的作用變得越來越重要，混凝土3D打印機在建筑中逐漸得到普及。

但是，盡管混凝土3D打印機相對于傳統(tǒng)制造方法具有多種優(yōu)勢，但目前想要使用它們還是相當昂貴的?；炷?D打印機具有更快，更便宜，更安全，更高效等特點，它不僅能產(chǎn)生最少的浪費，而且還能大大減少人工成本。此外，通過使用混凝土3D打印機，可以顯著提高回彈力和幾何復雜度來進行施工。

標準的混凝土3D打印機的工作原理與FDM 3D打印機非常相似，兩者均基于擠壓工藝。首先使用3D建模軟件創(chuàng)建3D數(shù)字模型，然后將模型切割并轉(zhuǎn)換為G代碼，該代碼將引導打印頭，并將泵送的物料逐層沉積在混凝土攪拌機中，直到生產(chǎn)出最終零件為止。典型的混凝土3D打印機通常由機械臂組成，其一端連接到打印頭，另一端連接到龍門或類似起重機的機械臂系統(tǒng)。3D打印機的構(gòu)建體積，打印分辨率，實用性和效率將取決于系統(tǒng)、技術(shù)、制造商和預期的應用。

混凝土3D打印具有很多優(yōu)勢

混凝土和龍門架3D打印機

術(shù)語“機架”在此對應于支撐打印機的結(jié)構(gòu)。盡管這種類型的混凝土3D打印機是商業(yè)建筑項目的普遍選擇，但由于其尺寸和便攜性有限以及組裝和拆卸所需的技術(shù)，因此很少用于較小的項目。這種類型的3D打印機通常根據(jù)由x，y和z軸組成的笛卡爾坐標系工作。x軸是使打印機前后移動的導軌的長度，而y軸是承載打印頭和連接支柱的導軌的長度，這些導軌又由z軸定義并上下移動。

例如，圖標的3D打印機Vulcan II就是在這個基礎(chǔ)上工作的。打印機的體積為260 x 850 x 260厘米，重量約為1.7噸，打印機高約2.5米，寬約8.5米。該機器僅使用ICON的專利混凝土Lavacrete。像大多數(shù)大型混凝土3D打印機一樣，Vulcan II也很昂貴，價格不到25萬美元。盡管有這項投資，但要知道增材制造可以大大降低建筑成本，在2019年，ICON的打印機設(shè)法在短短24小時內(nèi)就以不到4,000美元的價格建造了一座房屋。

基于龍門架使用的系統(tǒng)

基于機械臂的機器

具有機械化或機械化臂式混凝土3D打印機由類似起重機的結(jié)構(gòu)支撐，并且通常在6個軸上運行。這意味著與龍門機床相比，可以以更高的分辨率創(chuàng)建更復雜的幾何形狀和零件。這種類型的3D打印機還具有提高便攜性和緊湊性的優(yōu)勢，因此更易于安裝和拆卸。從歷史上看，這些機器的制造量是有限的，但是最近的發(fā)展使機器能夠以更大的制造量進行開發(fā)，可以與龍門打印機媲美。機械臂式打印機往往比龍門式打印機貴。

俄羅斯初創(chuàng)企業(yè)apis cor在2017年登上了幾家報紙的頭版頭條，它成功地在24小時內(nèi)用機械臂3d打印機建造了一座38平方米的房子。該項目在莫斯科進行，成本僅為10,000美元。兩年后，該公司利用其獲專利的增材制造技術(shù)成功地在迪拜建造了世界上最大的3D打印建筑，再次成為頭條新聞。

Apis Cor的機器有6個軸

混凝土3D打印機未來發(fā)展如何？

目前市場上使用混凝土3D打印機建造建筑只局限在墻壁和地基上；一旦機器停止工作，仍然需要大量的工作要做。當然，這也不能說3D技術(shù)沒有對工業(yè)產(chǎn)生重大影響。特別是在過去的十年里，幾家專門從事混凝土3D打印的建筑公司應運而生。丹麥COBOD公司使用其BOD2門式混凝土3D打印機建造了德國第一座3D打印住宅樓。從那時起，它宣布了一個三層住宅樓的項目，該項目已經(jīng)開始建設(shè)，占地380平方米?；炷?D打印機已被用于世界各地的住宅建設(shè)，包括比利時、德國、迪拜、摩洛哥和法國，在丹麥還駐有一個辦事處。

用COBOD 3D打印機架起的房屋

混凝土3D打印技術(shù)的飛速發(fā)展帶來了數(shù)項令人印象深刻的創(chuàng)新。例如，特溫特增材制造（TAM）結(jié)合了龍門和機械臂系統(tǒng)，以構(gòu)建9軸打印機，包括3D打印機的標準6軸以及龍門系統(tǒng)的附加笛卡爾坐標軸和旋轉(zhuǎn)軸。其中，許多進步在諸如住房危機和自然資源保護等問題上具有重要的全球應用。