用于建筑和维修的 3D 打印无人机群

由 Empa 和伦敦帝国理工学院的无人机专家 Mirko Kovac 领导的一个国际研究团队以蜜蜂为模型,开发了一群合作的 3D 打印无人机。 正如科学家们在最新一期《自然》杂志的封面故事中报道的那样,这些飞行机器人在人类控制下作为一个团队打印 3D 材料,用于在飞行时建造或修复结构。

3D打印在建筑行业的势头越来越猛。 在现场和工厂,静态和移动机器人打印用于建筑项目的材料,例如钢结构和混凝土结构。

一种新的 3D 打印方法——由伦敦帝国理工学院和瑞士联邦材料科学与技术实验室 Empa 领导开发——使用被称为无人机的飞行机器人,它使用受蜜蜂和蜜蜂等自然建造者启发的集体建造方法。黄蜂。

该系统称为空中增材制造 (Aerial-AM),涉及一组无人机从一个单一的蓝图协同工作。

它由在飞行过程中沉积材料的 BuilDrones 和持续测量 BuilDrones 的输出并为其下一步制造步骤提供信息的质量控制 ScanDrones 组成。

研究人员表示,与替代方法相比,飞行中的 3D 打印解锁门,这将导致现场制造和在难以进入或危险的地点建造,例如灾后救援建筑和高层建筑或基础设施。

该研究由帝国理工学院航空系和 Empa 机器人材料与技术中心的 Mirko Kovac 教授领导。

Kovac 教授说:“我们已经证明了无人机可以自主并协同工作来建造和修复建筑物的概念,至少在实验室中是这样。这种可扩展的解决方案可以帮助在高楼等难以到达的区域进行建造和修复。”

Aerial-AM 同时使用 3D 打印和路径规划框架,因此无人机可以在构建过程中适应结构几何形状的变化。

无人机在飞行中是完全自主的,但回路中有一个人工控制器可以监控进度并在必要时根据无人机提供的信息进行干预。

打印 3D 几何图形

为了测试这个概念,研究人员开发了四种类似水泥的混合物供无人机建造。

在整个构建过程中,无人机实时评估打印的几何形状并调整其行为,以确保它们符合构建规范,制造精度为 5 毫米。

概念验证印刷品包括一个 2.05 米长的圆柱体(72 层),采用聚氨酯基泡沫材料,以及一个 18 厘米的圆柱体(28 层),采用定制设计的结构类水泥材料。

该技术为在无界、高处或其他难以进入的位置建造和修复结构提供了未来的可能性。 接下来,研究人员将与建筑公司合作,验证解决方案并提供维修和制造能力。 他们相信,与传统的手动方法相比,该技术将显着节省成本并降低访问风险。

共同研究人员包括 Robert Stuart-Smith、Stefan Leutenegger、Vijay Pawar、Richard Ball、Chris Williams 和 Paul Shephard,以及他们在伦敦大学学院、巴斯大学、币安大学、玛丽皇后大学和慕尼黑大学的研究团队。

这项工作由 UKRI 下属的工程和物理科学研究委员会资助。 它是由 Stuart-Smith 助理教授和 Kovac 教授在进行试点研究合作后推出的,并因管道维修示范而获奖。 该项目还得到了工业合作伙伴 Skanska、Ultimaker、Burohappold 和 BRE 的支持。

有所作为:赞助机会

故事来源:

材料 由…提供 瑞士联邦材料科学与技术实验室 (EMPA). 注意:内容可能会根据样式和长度进行编辑。

资讯来源:由0x资讯编译自SCIENCEDAILY,版权归作者所有,未经许可,不得转载
你可能还喜欢