據悉， 位於(yu) 瑟斯頓大廳地下室的Bovay民用基礎設施實驗室綜合體(ti) 有了一個(ge) 新租戶:一個(ge) 大約6000磅重的工業(ye) 機器人，它能夠3D打印大規模結構，這可能會(hui) 改變建築行業(ye) ，通過消除傳(chuan) 統材料製造的浪費，使其更高效和可持續。

來源：Cornell University

3D打印技術，也被稱為(wei) 增材製造，已經在產(chan) 品原型設計和生物醫學領域取得了突破。然而，當涉及到大型建築項目時，許多問題仍然是關(guan) 於(yu) 3D打印結構將如何在現實世界中執行。

憑借其測試和驗證所有類型和尺寸的預製材料和結構的能力，Bovay實驗室特別適合將大規模的3D打印通過運動——以及應力和應變。

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康奈爾大學現在是美國少數幾所擁有這種係統的大學之一。土木與(yu) 環境工程教授Derek Warner表示，這不僅(jin) 能讓工程學院的教員進行機器人建築研究，還能讓學生在快速增長的民用基礎設施技術領域獲得實踐經驗。

Warner說:“無論是在科學和理解方麵，還是在技術和工程方麵，機器人砌築、回收塑料打印和金屬大規模打印都是令人興(xing) 奮的增長空間很大的領域。許多控製建造過程的現象的規模是這樣的，它們(men) 需要在接近它們(men) 將被使用的規模進行研究。這同樣適用於(yu) 一些控製性能的現象。此外，在一項新技術的早期升級過程中，總會(hui) 出現未知的驚喜。”

IRB 6650S工業(ye) 機器人係統於(yu) 今年2月問世，在過去的幾個(ge) 月裏，實驗室一直在訓練如何使用這個(ge) 機器人係統——它本質上是一個(ge) 長長的、可旋轉的手臂——並運行了許多中等大小的測試打印，包括長凳和花盆，甚至是康奈爾字體(ti) 中的一個(ge) 大字母C。

土木與(yu) 環境工程助理教授斯Sriramya Nair說:“機器人係統是通用的，靈活的。我們(men) 使用它的其中一種方式是3D打印混凝土，但它也可以用於(yu) 其他方麵。你可以安裝一個(ge) 焊機或激光係統。你可以堆磚或紮鋼筋。許多繁瑣的過程都可以自動化。”

Bovay實驗室技術服務經理James Strait表示，該機器人被安置在一條12英尺長的軌道上，圓形可達約12英尺，總覆蓋麵積高達8英尺×30英尺，盡管實驗室預計不會(hui) 打印出那麽(me) 大的東(dong) 西。

機器人在拆建築中使用。

操作係統是一項團隊工作。一組人混合預拌砂漿，並在添加劑中攪拌，例如降低混合物含水量並改善其通過軟管的流量的高效減水劑。另一組操作機器人的控製器來調節通過係統的混合物量。當外加劑到達機器人的擠出機頭和噴嘴時，會(hui) 引入硬化添加劑，使材料在澆注時變稠。

Strait說：“底層需要足夠堅硬，以容納正在打印的下一層。但它們(men) 不能如此堅硬，以至於(yu) 當你在頂部打印下一層時，它不會(hui) 粘附在上麵。你需要在那裏製造附著力，但你不能讓它太軟以至於(yu) 被擠出來。”

這一過程是勞動密集型的，但當成功完成後，3D打印消除了對鑄造模具的需要，還允許創建非傳(chuan) 統形狀優(you) 化，從(cong) 而減少材料浪費。

Strait說：“任何時候你澆築混凝土，比如人行道，你都必須安裝所有的模具。這需要人力、材料，你必須用木樁固定。所有這些都需要很多時間。你對混凝土結構的每一次改變，都必須修改模具或獲得一個(ge) 新的模具，並花費人力去做。”

3D打印混凝土。

Nair計劃將該係統納入她今年秋季教授的一門新課程《可持續性和自動化：建築業(ye) 的未來》，這將有助於(yu) 學生為(wei) 他們(men) 所在領域即將發生的變化做好準備。

Nair說：“我們(men) 正在給他們(men) 一個(ge) 機會(hui) ，讓他們(men) 了解目前正在發生的最前沿的事情。他們(men) 知道得越多，就越能成為(wei) 變革的擁護者，但也知道會(hui) 有哪些局限性。”

目前，該係統是用砂漿進行3D打印，從(cong) 技術上講，砂漿是一種骨料尺寸高達4毫米的糊狀物。任何比這更大的東(dong) 西都可能堵塞和損壞泵係統。然而，Nair的團隊打算建造自己的擠出機頭，以打印鋼纖維增強混凝土，這種混凝土可以承受更重的負載。這將為(wei) 實驗室3D打印全橋組件並測試它們(men) 鋪平道路。

Nair還希望她的團隊能夠創造自己的混合物來打印，而不是依賴製造商的預混合材料。

她說：“現在這些材料的碳足跡非常高。這是另一個(ge) 目標，減少與(yu) 3D打印材料相關(guan) 的碳足跡。”

來源：techxplore.com/news/2022-05-3d-printing-robot-enables-sustainable.html