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我们能制造一个完全移动的3D打印机,不受X、Y或Z轴的限制吗?

研究项目名称

3D打印起飞

我们做了什么

我们进行了一个多年的原型项目,目标是创建一个3D打印机,可以在远程位置生成任何大小的物体。这项研究背后的概念非常简单:将打印头从容器中释放出来,并将其连接到飞行器上。其影响可能是巨大的——如果3D打印机创建的对象不受打印机尺寸的限制,应用程序将急剧扩展。

我们通过对成功的3D打印和机器人平台进行广泛的第三方审计开始了我们的研究。有了这些信息,我们开始设计和制造我们自己的专有3D打印机,并修改一个现成的六轴飞行器(无人驾驶飞行器,或无人机)来携带它。我们的目标是探索这种先进的技术,并发现它可以用于商业和人道主义目的的建筑创作的新方法。

上下文

三维打印为彻底改变日常生活提供了无限的机会,随着成本的持续下降,这些机会变得越来越容易获得。部分由于我们的研究,关于使用移动3D打印技术创建结构的讨论正在全球各个领域进行。与此同时,无人机技术继续取得重大进展,在质量和价格上都有所提高。这些技术的结合为使用3D技术来改进我们用于构建和管理建筑环境的过程提供了一个关键的机会。

结果

我们开发了一个可运行的原型移动无人打印平台(MUPP),包括一个挤出机(打印机中将材料沉积成层的组件),从头开始构建,并通过迭代、快速的原型制作过程优化了在六轴飞行器上的使用。每个部件都是参数控制的,可以适应不同尺寸的直升机或在几分钟内适应不同的材料。

我们设计了一个开放的顶部给料器,以允许液体材料在飞行过程中被重新填充。当激活时,一个定制的螺旋钻将材料通过传送带并从喷嘴中移动出来。当螺旋钻旋转时,通过切换控制物料输出的位置和数量。在最初的测试中,我们开发了一种轻质、快速凝固的混凝土,可在15分钟内凝固。这确保了材料可以在其上分层而不会塌陷。

这意味着什么

一个关键的含义是改善救灾工作。利用当地的建筑材料,可以部署大规模的MUPP,在与传统交通方式隔绝的地点建造临时避难所或修复受损的堤坝。开云体育备用网址它们还可以用于备灾工作,通过建造洪水分流屏障来保护财产和基础设施。

有效载荷能力和飞行时间是MUPP等设备广泛实施的两个最大限制因素。为了克服这一点,必须实施“组队”的概念。通过多个mupp相互支持——在飞行中更换电池和补充材料——这些挑战都可以克服。

通过3D打印和无人机的结合,在许多地方,使建筑具有挑战性或不可能的传统障碍——通道、地形、气候、人类安全——不再是问题。MUPP具有在任何地区运行的潜力。

我们的研究证明,开发一种不受x、y或z轴限制的功能3D打印机是可能的。虽然要使这项技术完全可用,仍有许多改进之处,但应用范围很广。

接下来是什么?

为了更好地帮助我们与外部实体发展伙伴关系并快速推进技术,我们开发了一个网站(www.printerswithoutborders.com)来说明我们的研究过程并记录MUPP原型的演变。关于这项技术如何被建筑、工程和建筑行业利用,以及目前可能存在哪些尚未开发的其他应用,问题仍然存在。我们继续理论化MUPP这样的设备如何影响日常生活;不仅仅是关于如何更有效地完成我们已经可以做到的事情,而是通过发现没有它就不可能实现的全新功能。

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团队

Robert Jernigan, Jared Shier, Tam Tran, Mindy King, Li Wen

年完成

2016

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