Lund大学教授开发可移动的混凝土3D打印机

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天工社的老读者可能还记得在3D打印世界里还有一位以3D打印各种乐器而知名的瑞典Lund大学教授Olaf Diegel。去年九月份的时候，他甚至还策划了一场全3D打印乐器的音乐会。当然，除了乐器之外，这位教授还涉足于3D打印的其它应用领域，近日，他就与自己的同事和学生组成了一个团队，开发出了一台可移动的混凝土3D打印机，并用它3D打印出了一把椅子作为概念验证。

据Olaf Diegel教授在其网站上称，这个项目的缘起来自于他与赫尔辛堡市住房管理部门的一次谈话。“（他们）有兴趣与隆德大学合作开发一个可打印房屋的3D打印机以用于展示。”他说,“但是，由于没有预算，Lund大学的增材制造研究团队只有一台备用的ABB机器人臂可用。于是他们决定先做一个尺寸较小的概念验证系统，他们希望这个系统能够打印一些街头上的家具，如长椅，或者一些公共艺术作品等。”

很快，研发团队将这一概念发展为一个可移动的轮式3D打印机，它能够迅速地从A点移动到B点。理想状态下，它可以进入指定位置、锁定、3D打印对象，然后再移动到下一个位置。Diegel教授的学生Borja Serra和Lars Henrik Anell也参与了这个项目，他们把一台ABB IRB140机器人臂改装成了可移动的3D打印机。“他们把工作分成了两个子项目，Borja负责3D打印机的框架设计、软件和机器人编程，而Henrik则负责设计和打造混凝土打印头。”Diegel教授解释说。

最终，他们做出来设计是令人印象深刻的。这台3D打印机的框架（见上图）使用的是铝质材料，并且集成了一个可去除的底部装置，使得机器在移动过程中更加牢固和安全。而那个使用混凝土材料的挤出打印头是基于Diegel教授较早的设计l（最初是用于挤出颗粒形式的聚合物的）。为了降低成本，Henrik决定使用100毫米孔镗削螺旋钻来向打印头输送混凝土。

在软件方面，这款移动式混凝土3D打印机主要依靠MATLAB，不过需要将其打印头路径转换为RAPID代码，这是控制ABB IRB 140机器人所必需的机器指令。'它还使用另一种算法，以保证在打印过程中混凝土的连续输出。“这对于保障打印质量并且获得混凝土良好的机械性能十分重要。”教授补充道。

但是，真正核心的问题是：这台混凝土3D打印机的打印质量如何？您可以从下面的视频里看到，这台机器的实际运行状况，不过这位教授补充说，这个视频是在研究的一个相当初级的阶段拍摄的，所仪您可以看到视频中还要靠人工把混凝土倒进去。后来的机器通过加入自动化给料系统已经解决了这个问题。不过，这个项目还远远没有结束，它在各个方面都有很大的提升空间，未来Diegel教授的团队还将对这款机器进一步改进。