通过喷射混凝土3D打印进入建筑的未来

在汉堡附近的一家工厂中,一家初创公司正在使用KUKA机器人来打造城市和基础设施建设的数字化未来。该团队不仅在革命性地改变了使用3D打印的混凝土组件的生产方式,而且还改变了相关的计划和执行流程。

使用机器人进行 3D 混凝土打印的全新工艺

在一个车间中央放着一块钢板,上面有一个 L 形钢筋网篮。向操作人员伸出大姆指示意,然后操作人员在触摸屏上发出开始信号。几秒钟后,车间内就充满了混凝土搅拌机的轰鸣声和哗啦声。工地现场缓缓地竖立起一台机器,宛如恐龙复生一般。这个场面可不是发生在侏罗纪公园,而是在汉堡附近。设备内部有一台闪耀白色光芒的 KUKA 机器人,它一点也不可怕,而是施展均匀的动作,从一个大喷嘴中将喷射混凝土涂抹在钢筋网篮上。一层又一层,建起了一个蓝灰色结构,泛着湿漉漉的光——还包含波纹结构和粗糙表面,接下来会被另一台机器人用一个刮刀状大型工具平整成形。

采用喷射混凝土进行 3D 打印时,材料被直接涂抹在钢筋网格上。

用 3D 打印机中的喷射混凝土打造无限的形状多样性

 “配备喷射混凝土喷嘴的机器人是本公司这款设备的亮点。”Hendrik Lindemann 说。他介绍道,这台机器人正在打印引桥盖梁原型件,例如可用于建造混凝土桥梁。另外,机器人的打印范围还包括墙壁或其他构件。Lindemann 是一位受过大学教育的建筑师兼数字化生产专家。他与 Roman Gerbers、Niklas Nolte 和 Alexander Türk 一同创立了 Aeditive,这家创业公司在汉堡附近的这座旧厂房里努力研究混凝土建筑的数字化未来。


在建筑业 3D 打印时,一台机器人负责涂抹喷射混凝土,另一台则将其抹平。

Concrete Aeditor 在使用时既可固定也可移动

这台 3D 混凝土打印生产装置在使用时既可固定也可移动,构成其核心的是两台 KR QUANTEC ultra 系列的 KUKA 六轴机器人。它们拥有 300 千克的最大负载能力以及高达 3900 毫米的作用范围,属于最为强劲同时最为紧凑的工业机器人。作为铸造型机器人,特别适合用于高污染、高湿度和高温领域。

采用喷射混凝土进行 3D 打印的核心是:两台铸造型 KR QUANTEC ultra 机器人。

现在请看短片:使用 KUKA 技术的喷射混凝土 3D 打印

两台机器人,一个目标:通过采用喷射混凝土进行混凝土建筑构件 3D 打印,制造完美成品件 

这就是位于诺德施泰特的被命名为“Concrete Aeditor”的 3D 打印机演示设备的宗旨所在。由一台机器人引导的自主研发的喷射混凝土喷嘴与另一台机器人携手——或者更准确地说是“携抓爪”——工作,后者则负责同步装配建筑主体。“我们的这种新型自动化工艺甚至能够以 3D 打印方式生产混凝土承重件。”Hendrik Lindemann 说。而且是真正一体的。Concrete Aeditor 包含生产和材料容器、混凝土搅拌单元,以及供水供电装置和一个自带的软件辅助控制系统。“这样一来,我们的设备可以始终建立在靠近您的施工任务的地方,例如在成品件厂里或建筑工地上。”负责市场战略的 Türk 强调。 

Aeditive 创始人:Roman Gerbers、Niklas Nolte、Hendrik Lindemann 和 Alexander Türk(从左至右)。

全面的数据融合实现极高的流程和成本透明

据介绍,Aeditive 拥有自己的软件,因此用户无需掌握专门的基础知识,即可通过数字方式制作待打印的建筑构件。“生产过程中生成的数据帮助我们为用户的质量保证提供支持,并预先计算磨损进程。”Lindemann 说。对于 Aeditive 机器人会取代工作岗位的说法,Türk 予以否认:

恰恰与之相反。由于专业人员的缺口在不断加大,包括建筑业,发展自动化将更能够保障现有工作岗位。由此可防止出现当订单量进一步上升时,企业陷入产能瓶颈无法挣脱的局面。

Aeditive 联合创始人 Alexander Türk
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