2026年1月2日，日本清水建设株式会社（Shimizu Corporation）宣称，成功研发并推出一种创新的基于喷涂技术的混凝土3D打印系统，专为建造大型钢筋构件和复杂曲面结构而设计。
该系统集成了一台九自由度龙门机器人和材料喷涂模拟器，能够预先验证喷涂材料的性能。这使得高精度、自动化地制造钢筋结构构件和具有复杂几何形状的大型构件成为可能，而这些应用在传统的挤出式打印技术中难以实现。此系统集成的材料喷涂模拟器由清水建设株式会社与卡内基梅隆大学机械工程系Kenji
Shimada教授领导的计算工程与机器人实验室（CERLAB）联合开发。
助力建筑行业自动化与劳动力节约
随着日本老龄化社会和低出生率导致劳动年龄人口减少，这一问题日益凸显，建筑业迫切需要自动化和省力施工方法。在混凝土结构领域，3D打印技术有望得到实际应用，目前它的应用主要集中在材料挤出打印方面，即通过向下挤出的方式逐层沉积水泥材料。然而，这种方法难以将钢筋整合到打印层中，从而限制了这项技术在钢筋结构构件中的应用。喷涂打印通过喷涂水泥材料形成结构，更适合用于生产钢筋结构构件。但与此同时，打印机运动控制的复杂性使得保证足够的制造精度变得困难，这构成了一项关键的技术挑战。
在新开发的系统中，打印控制参数通过材料喷涂模拟器确定，从而推导出最佳喷嘴路径、喷涂距离、角度、速度、材料喷射量及相关条件。这种方法提高了打印精度，同时最大限度地降低了缺陷率。用于打印的龙门机器人由一个悬挂在双轴XY运动机构上的七自由度机械臂组成，该机构安装在门式框架顶部。可打印区域深6米、宽4米、高3米。材料可以从机械臂末端的喷嘴向多个方向喷射，喷射范围很广，甚至可以填充加固组件的内部。在演示测试中，新系统仅用了四个小时就成功制造了一个扭曲曲面墙，构件上下两层均从中心向外突出，高度为2.5米。
一旦结构构件的3D打印技术在建筑工地得到应用，预计将在建筑生产中实现劳动力节约和用工减少，同时提高结构设计的灵活性。清水建设株式会社表示，未来将继续优化该3D打印技术，进一步提升3D打印在建筑领域的应用，并致力于实现混凝土施工的全面自动化。
来源：南极熊
0 留言