近日，日本研究人員Hironori Yoshida和他的同事們在洛杉磯舉行的Siggraph2015會議上提交了一篇題為《建築尺度的人工輔助增材製造（Architecture-Scale Human-Assisted Additive Manufacturing）》的論文，描述了如何將3D打印應用於建築工程，以如何使用一種全新的材料和全新的方式3D打印尺寸更大的對象。這種全新的材料就是類似於筷子形狀的小木條（為了便於稱呼，我們在下文中一律稱之為筷子）與膠水。

 

顯然，如此特殊的3D打印材料，其打印方式也肯定與(yu) 眾(zhong) 不同。據Yoshida稱這種打印方式更多地使用了人力輔助功能，具體(ti) 來說這個(ge) “筷子”3D打印係統主要有以下特點：

新型的材料——筷子

一個(ge) 複雜的筷子分配裝置

在更大尺寸上的高效3D打印

通過計算機軟件監控指導整個(ge) 過程

在解釋為(wei) 什麽(me) 使用“筷子”作為(wei) 材料的時候，研究人員稱，這種材料是用聚合式方法創建多孔結構的首選。“而且它豎直的形狀易於(yu) 存儲(chu) 和物流。”Yoshida和他的團隊稱。

通過采用兩(liang) 種不同的方式——壅塞聚集（jammed aggregation）和分層聚集（stratified aggregation），研究團隊提出了一種創新的方法將3D打印架構提升至更大的尺寸。這兩(liang) 種方法，盡管為(wei) 了研究和測試的方麵起了不同的名字，但都使用了膠水和一種同樣具有創新型的裝置來分發投送一排排的筷子。

通過在3D打印過程中使用壅塞式聚集，研究人員獲得了更大的驚喜。因為(wei) 筷子在配置的時候是豎直下落的，所以構建的過程更快、更容易。在構建斜牆的時候，他們(men) 使用了分成和傾(qing) 斜的方法。據天工社了解，盡管這種方法獲得了成功，而且質量也還不錯，但是使用分層聚集的3D打印卻需要更多的維護，迫使他們(men) 尋找更加準確的技術。

“這些材料在壓縮和彎曲測試時獲得了比較均勻的評估值。”研究團隊報告稱。不過考慮到對筷子投送係統的進一步探索，新事情變得越來越複雜。這個(ge) 投送係統包括：

將一捆筷子投進分配器；

這些木棒和膠水通過輥輪沉積起來

供膠器將木膠施加到輥輪上

3D打印操作人員能夠控製筷子投送的角度

通過鼓風係統，渦輪式鼓風機和20米長軟管能夠操縱“筷子”送入一個(ge) 真空裝置，在那裏它們(men) 會(hui) 被送入一個(ge) 旋渦，然後進行相應的處理。

在用這些“筷子”進行3D打印的同時，研究人員還用包括深度相機在內(nei) 的3D掃描監控對象的構建進度，並與(yu) 期望的結果或者目標形狀進行比較，以評估當前的3D打印結構是否達到標準，這個(ge) 方法使研究人員能夠判斷它所創建的形狀是“足夠、不足或過度，”並進行必要的更改。

此後，研究人員還需要通過一個(ge) 校準係統對整個(ge) 3D打印出來的這個(ge) 筷子結構進行適當的調整、校準、並創建一個(ge) 堅實的地基。兩(liang) 到三周之後，一個(ge) 使用筷子打造的3D打印建築完成，它看上去像一個(ge) 簡陋的茅草屋。不過這些都不是重要的，重要的是研究人員們(men) 給我們(men) 提供了一個(ge) 3D打印大型建築的全新思路。