哈萨克斯坦研发新型机械臂 提升建筑3D打印精度

哈萨克国际通讯社讯)据科学和高等教育部新闻处消息,哈萨克斯坦科研人员近日研发出一种新型机械臂技术,可显著提升建筑3D打印机的作业精度。该项目旨在优化基于混凝土泵车的3D打印系统性能。

哈萨克斯坦研发新型机械臂 提升建筑3D打印精度
Фото: ҚР Ғылым және жоғары білім министрлігі

该技术方案能够实现对打印头的高精度定位与调节,有效避免混凝土逐层喷涂过程中可能出现的位移偏差。这一创新成果有望大幅降低建筑领域快速发展的3D打印技术在工业应用中的门槛。

目前,建筑3D打印机主要采用门式、串联式或缆索式机器人对打印头进行定位。然而,此类系统往往难以完全适应施工现场烟尘、振动及温差等复杂环境,且校准过程较为繁琐。

哈萨克斯坦研发新型机械臂 提升建筑3D打印精度
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为解决这一问题,项目合作伙伴——德累斯顿工业大学的研究人员提出,利用汽车混凝土泵车作为替代方案。但由于泵车采用开式运动学结构,在打印过程中易产生寄生位移,从而影响建筑结构的精度。

针对上述不足,我国科研人员研制了专用的补偿式机械臂及混凝土喷嘴。在研究过程中,团队对串联、并联及混联机械臂进行了系统比选,最终确定Delta型并联机械臂为最优方案。

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项目组已完成相关工程计算,并建立了完整的三维模型。随后,团队按1:1比例制作原型机并开展实证测试。测试结果显示,该机械臂成功通过46公斤载荷检验,各项功能指标及承载能力均得到验证。结果表明,该装置运行稳定,能够实现打印头的精准轨迹控制与定位。

项目负责人阿扎马特·穆斯塔法表示,该方案实现了现有建筑设备与前沿技术的有效融合。

—我们研制的机械臂提升了打印头的作业精度,消除了寄生偏差。这为建筑3D打印技术实现工业化应用扫清了关键障碍,-他说。

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Фото: ҚР Ғылым және жоғары білім министрлігі

此项研究的创新意义在于,仅需对现有混凝土泵车进行小幅改装,即可将其转化为建筑3D打印设备。这一方法减少了对高成本机器人系统的依赖,有助于高效利用市场现有设备,从而降低3D打印整体成本,为技术推广应用创造了更有利条件。

【编译:阿遥】

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