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南加大3D打印:24小时造出232平米楼房
南加大3D打印:24小时造出232平米楼房
来源:科学网 | 2014/1/26 13:49:50 | 浏览:2810 | 评论:0

南加大3D打印:24小时造出232平米楼房
机器人可以自动操作楼房的建设。

南加大3D打印:24小时造出232平米楼房
机器人带着搅拌好的混凝土罐

南加大3D打印:24小时造出232平米楼房
一个装有机械臂的测试墙

南加大3D打印:24小时造出232平米楼房
一个轮廓成形制作机械手臂正在机械中心接受测试

  据外媒1月22日报道,美国航天局(NASA)出资与美国南加州大学合作,最新研发出“轮廓工艺”3D打印技术,24小时内就可以印出大约232平方米的两层楼房子,只要一个按键就可以操控机械打印出房子。由于大大节约了建筑时间和建筑成本,该技术让人类在移民月球或火星后可以就地取材,快速并且批量打印出“外星屋”。

速度快

24小时打印出232㎡大宅

  美国南加州大学的“轮廓工艺”3D打印技术项目,由美国航天局出资赞助。据“轮廓工艺”项目负责人、南加州大学教授比赫洛克·霍什内维斯介绍,“轮廓工艺”其实就是一个超级打印机器人,其外形像一台悬停于建筑物之上的桥式起重机,两边是轨道,而中间的横梁则是“打印头”,横梁可以上下前后移动,进行X轴和Y轴的打印工作,然后一层层地将房子打印出来。

  “轮廓工艺”的工作速度非常快,24小时之内能打印出一栋两层楼高、2500平方英尺(约合232平米)的房子。“轮廓工艺”3D打印技术目前已可以用水泥混凝土为材料,按照设计图的预先设计,用3D打印机喷嘴喷出高密度、高性能混凝土,逐层打印出墙壁和隔间、装饰等,再用机械手臂完成整座房子的基本架构。全程由电脑程序操控。

成本低

省钱省力省料 更快更环保

  为了节省建筑材料,“轮廓工艺”机器人打印出来的墙壁是空心的,虽然质量更轻,但它们的强度系数约为10000psi(即每平方英寸能够承受10000磅压力)——远远超过了传统房屋的墙壁,而且节省了20%-25%的资金和25%-30%的材料。

  “轮廓工艺”最大的节省还是人力,通过使用3D打印机,“轮廓工艺”将节省45%到55%的人工,相应地也会使用更少的能源,排放更少的二氧化碳,不仅大大降低了成本,而且大大提高了速度。

  该机器人不仅可负责打印外墙,铺地板、水管、电线,甚至连上漆、贴墙纸也一手包办,但它并不能完全取代工人,住宅建筑的许多部分,诸如水电、供热管道、门窗和吊顶等仍需要借助工人手工完成安装。

外形美

波浪形外墙 更美观更环保

  虽然“轮廓工艺”技术还存在一些不足,但它的诞生意味着在这个领域会有许多新工种出现。目前,该项目已经获得众多建筑机构和公司的关注。

  霍什内维斯教授强调,这项新技术还可以将建筑构件根据需要制成任意形状,不一定非得是传统的直线形,比如可以让房屋墙面拥有弧形或波浪形的独特外观,既丰富了建筑的美感,又符合经济及环保效益。此外,它还可以在灾区重建、贫民区改造中大显身手。

  霍什内维斯教授表示,到了2050年,3D打印房子将成为一种成熟的技术,到时候坚固度将不是首要考虑的问题,现在生产的各种高强度塑料建材保证5年至10年需求是没问题的,而且也达到了住房人群的要求。况且由于成本低廉,过几年换一套也完全不在话下。

太空梦

就地取材 批量打印外星屋

  值得一提的是,“轮廓工艺”技术不仅仅被局限在地球使用,还可以运用于外太空。据联合国估计,2050年全球人口将达到史无前例的96亿人,地球居住空间将更为拥挤,荷兰非营利组织“火星一号”从20万报名者中挑出1058人,参加移民火星训练,预计将挑选出24位移民者,2024年分成6个梯次依序升空到火星居住。而人类未来若要移居其他星球,解决住宅问题可谓首要任务。

  霍什内维斯教授称,如果未来人类要在月球上建造栖息地,九成建材有望取自月球土壤,而其余材料则或需由宇宙飞船从地球运往月球。由于“轮廓工艺”可以更快速、更环保地批量建造出适合人类居住的建筑,可以想见,随着这项前沿技术趋于纯熟,太空移民有望过着更舒适的生活。

南加大3D打印:24小时造出232平米楼房
最新研发成果包括新类型的陶瓷和建筑材料

南加大3D打印:24小时造出232平米楼房
工人不再去建设楼房,而是去维护机器正常运转

南加大3D打印:24小时造出232平米楼房
借助最新研发的3D打印技术,建设这样一座楼房也许一天就会搞定

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