混凝土多機器人協作同步3D打印智能新技術

混凝土多機器人協作同步3D打印智能新技術

一種3D打印系統，采用多個移動機器人同時打印大型單件結構。

多機器人打印，用于大型結構的快速三維打印

新加坡南洋理工大學（NTU.）的科學家們提出了一項新技術，允許兩個機器人同時工作來對混凝土結構進行3D打印。這種新的多機器人技術將允許獨特的混凝土設計，目前不可能與傳統的鑄造。

這項技術也被稱為群體印刷，有可能導致移動機器人在未來印刷更大的結構。

讓多個移動機器人同時進行三維打印意味著像建筑特征和特別規劃的外部這樣的擴展結構可以在任何地方打印，只要有足夠的空間讓機器人在工作地點周圍移動。

NTU的機器人在8分鐘內三維打印出1.86米×0.46米×0.13米的混凝土結構。它用了兩天時間硬化，一個星期才達到它的全部強度才準備安裝。

由南大新加坡3D印刷中心的助理教授范廣鑼和他的團隊開發，這項新的多機器人技術發表在《建筑自動化》上，這是一本土木工程頂級雜志。

助理教授Pham Quang Cuong說：“我們設想了一組機器人，它們可以被運送到工地，打印出大塊的混凝土結構，然后一旦這些部件被打印出來，就繼續進行下一個項目。”

“這項研究建立在我們從開發一個自動裝配宜家椅子的機器人中獲得的知識之上。但是這個最新的項目在計劃、執行和更大的規模上更加復雜。”

這個多步驟的過程開始于讓計算機地圖輪廓被打印，并將打印的特定部分分配給機器人。此時，它利用獨特的計算來保證每個機器人手臂不會在同步打印中撞到另一個。

利用精確的區域定位，機器人在該點移動到位，并打印出零件的良好對齊，保證了不同零件之間的關節被覆蓋。最后，為了保證混凝土攪拌和泵送的一致性，必須對特定的液態混凝土進行均勻和同步攪拌。

新加坡3D印刷中心執行主任蔡志凱教授說，當與機器人技術、人工智能、材料科學和綠色制造技術等其他創新技術結合時，破壞性工業4.0技術，如添加劑制造，可以進一步發展。

“這個多機器人印刷項目是高度跨學科的，需要機器人專家與材料科學家合作來制造可印刷混凝土。”為了得到堅固的混凝土結構的最終結果，我們必須將他們的專業知識與機械工程師和土木工程專家相結合。”

這種創新向業界展示了什么是可行的，也證明了如果我們能創造性地開發新技術，以擴充傳統的建筑和施工方法，那么未來什么是可能的。