在3D打印世界里還有一位以3D打印各種樂器而知名的瑞典Lund大學教授Olaf Diegel。去年九月份的時候,他甚至還策劃了一場全3D打印樂器的音樂會。當然,除了樂器之外,這位教授還涉足于3D打印的其它應用領域,近日,他就與自己的同事和學生組成了一個團隊,開發(fā)出了一臺可移動的混凝土3D打印機,并用它3D打印出了一把椅子作為概念驗證。
據Olaf Diegel教授在其網站上稱,這個項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。“(他們)有興趣與隆德大學合作開發(fā)一個可打印房屋的3D打印機以用于展示。”他說,“但是,由于沒有預算,Lund大學的增材制造研究團隊只有一臺備用的ABB機器人臂可用。于是他們決定先做一個尺寸較小的概念驗證系統,他們希望這個系統能夠打印一些街頭上的家具,如長椅,或者一些公共藝術作品等。”
很快,研發(fā)團隊將這一概念發(fā)展為一個可移動的輪式3D打印機,它能夠迅速地從A點移動到B點。理想狀態(tài)下,它可以進入指定位置、鎖定、3D打印對象,然后再移動到下一個位置。Diegel教授的學生Borja Serra和Lars Henrik Anell也參與了這個項目,他們把一臺ABB IRB140機器人臂改裝成了可移動的3D打印機。“他們把工作分成了兩個子項目,Borja負責3D打印機的框架設計、軟件和機器人編程,而Henrik則負責設計和打造混凝土打印頭。”Diegel教授解釋說。
最終,他們做出來設計是令人印象深刻的。這臺3D打印機的框架(見上圖)使用的是鋁質材料,并且集成了一個可去除的底部裝置,使得機器在移動過程中更加牢固和安全。而那個使用混凝土材料的擠出打印頭是基于Diegel教授較早的設計l(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,這款移動式混凝土3D打印機主要依靠MATLAB,不過需要將其打印頭路徑轉換為RAPID代碼,這是控制ABB IRB 140機器人所必需的機器指令。'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。“這對于保障打印質量并且獲得混凝土良好的機械性能十分重要。”教授補充道。
但是,真正核心的問題是:這臺混凝土3D打印機的打印質量如何?您可以從下面的視頻里看到,這臺機器的實際運行狀況,不過這位教授補充說,這個視頻是在研究的一個相當初級的階段拍攝的,所儀您可以看到視頻中還要靠人工把混凝土倒進去。后來的機器通過加入自動化給料系統已經解決了這個問題。不過,這個項目還遠遠沒有結束,它在各個方面都有很大的提升空間,未來Diegel教授的團隊還將對這款機器進一步改進。
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