通過噴射混凝土3D打印進入建築的未來

在漢堡附近的一家工廠中,一家初創公司正在使用KUKA機器人來打造城市和基礎設施建設的數字化未來。該團隊不僅在革命性地改變使用3D打印的混凝土組件的生產方式,而且還改變了相關的計劃和執行流程。

機器人輔助全新 3D 混凝土列印技術

在房間的中央,一塊鋼板上放著一個 L 型的鋼條網,朝著操作人員方向豎起大姆指,示意可以在觸控面板上輸入啟動信號。幾秒鐘之後,混凝土攪拌機開始轟隆作響,嘩啦聲充斥整個房間。製作空間中的一架機器慢慢地伸展開來,有如一隻從沈睡中甦醒的恐龍。但這裡是漢堡,不是侏儸紀公園,那是一架白得發亮的 KUKA 機器人,安裝在系統內部。它看起來其實一點也不可怕,而且開始以穩定的動作,將混凝土從一個大型噴嘴中均勻地噴覆在鋼條網上。漸漸地,一層層潮溼光滑的混凝土構成了一個藍灰色的形體,表面仍帶有波紋且尚顯粗糙,但這很快就會由第二個機器人用一個大型刮板抺平成形。

混凝土 3D 列印技術是指將原材料直接噴覆在鋼條上。

噴凝土 3D 列印機可製造出各式各樣的形狀

 「這架帶有混凝土噴嘴的機器人是我們系統裡的大明星」,Hendrik Lindemann 這麼說。它正在印製一個橋邊樑原型,這個原型可以例如被用於混凝土橋樑。除此之外,機器人也可以印製出牆壁等其他元件。Lindemann 具有建築師學位,並且是名數位製造專家。他與 Roman Gerbers、Niklas Nolte 和 Alexander Türk 共同創立了 Aeditive,這家新創公司在這座位於漢堡的舊廠房裡致立於打造混凝土建築的數位化未來。


在建築領域的 3D 列印過程中,第一架機器人噴上混凝土,然後再由第二架機器人抺平表面。

Concrete Aeditor 可以固定安裝或是作為行動設備使用

無論是固定式或是行動式的 3D 混凝土列印製作過程,都是由兩架 KR QUANTEC ultra 系列的六軸 KUKA 機器人定義工作節奏。這兩架機器人最大承重能力達 300 公斤,工作範圍廣至 3,900 公釐,堪稱是最強大且體型最精實的工業機器人。而且作為鑄造型機器人,尤為適合用於高污染以及高溫和高溼度環境中。

噴凝土 3D 列印機的核心元件:兩架 KR QUANTEC ultra 鑄造型機器人。

影片介紹:採用 KUKA 技術的混凝土 3D 列印

兩架機器人,一個目標:以混凝土 3D 列印技術製作完美預製部件 

而這正是這座展示於漢堡諾德施泰特鎮、名為「Concrete Aeditor」的 3D 列印機的任務,自行研發的混凝土噴嘴由第一架機器人引導方向,第二架機器人則在同一時間裡對製作物體塑形,兩者之間的協作完美無縫。「透過我們的最新自動化技術,我們甚至能夠以 3D 列印技術製作承重混凝土部件」,Hendrik Lindemann 表示,而且完全是一體成型。Concrete Aeditor 全套系統包含生產和原料貨櫃、混凝土攪拌單元與供水裝置和電源,以及專用的軟體控制器。「如此一來,我們的設備可以直接在預鑄廠支援接單製造或是在工地使用」,負責市場行銷策略的 Türk 強調此點。 

Aeditive 創辦人:Roman Gerbers、Niklas Nolte、Hendrik Lindemann 和 Alexander Türk(由左至右)

全面化資料整合實現最大過程與成本透明度

Aeditive 將提供自行開發的專用軟體,用戶不需具有特殊背景知識,便能夠自行數位列印部件。「藉由生產過程期間所生成的資料,我們可以協助用戶確保品質穩定,並且預先計算出磨損過程」,Lindemann 解釋此部分。對於 Aeditive 機器人將剝奪工作機會這一點,Türk 則加以反駁:

完全相反,有鑑於專業勞工短缺的情形日益嚴重,包括在建築領域,自動化技術反而能夠確保現有的工作,自動化技術可以確保製造廠商不會因為訂單量增加而陷於產能瓶頸的困境。

Alexander Türk,Aeditive 共同創辨人
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